شماره ركورد
34401
پديد آورنده
علي اميني
عنوان
تحليل و بررسي ساختار كابين راهبر ريل باس جهت بهبود آن در مواقع حادثه
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي ماشين هاي ريلي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/28
استاد راهنما
امين اوحدي اصفهاني - محمد علي رضواني
استاد مشاور
امين اوحدي اصفهاني - محمد علي رضواني
دانشكده
راه آهن
چكيده
ايمني سازهاي كابين راهبر در سامانههاي حملونقل ريلي، بهويژه در تصادفات جبههاي، نقشي حياتي در حفاظت از جان راهبر و تداوم عملكرد ناوگان ايفا ميكند. اين پژوهش با هدف تحليل رفتار سازه دماغه كابين ريلباس در شرايط برخورد، بر اساس سناريوي نخست استاندارد بينالمللي EN 15227:2020، و ارائه راهكارهاي طراحي بهينه براي ارتقاي سطح ايمني انجام شده است. در ابتداي كار، با مرور نظاممند پيشينه علمي، استانداردهاي فني و پروژههاي بينالمللي شاخص نظير EUCAB و MODTRAIN، چالشهاي اصلي در طراحي شامل: مقاومت ناكافي در برابر ضربه، مديريت بهينه انرژي برخورد و انتخاب مواد با كارايي بالا شناسايي گرديد. سپس نقشههاي فني واقعي دماغه كابين، بر اساس مستندات رسمي راهآهن جمهوري اسلامي ايران، استخراج و با استفاده از نرمافزار ساليدورك مدل سهبعدي دقيق آن ساخته شد.
براي ارزيابي عملكرد سازه، دو نوع مقطع جايگزين عضو پادري كابن تعريف گرديد:
1. مقطع ضعيف با قابليت تغييرشكل پلاستيك زودهنگام، بهمنظور جذب كنترلشده انرژي ضربه.
2.مقطع قوي با سختي بالا، جهت حفظ شكل اوليه عضو سازهاي.
همچنين بايد اشاره كرد كه ز دو مورد مطاعاتي استفاده گرديد:
1.مطالعه موردي اول: تأثير هندسه مقطع
2.مطالعه موردي دوم: تأثير نوع ماده
مدلها پس از مشبندي دقيق با المان پوستهاي S4R و تعريف خواص مكانيكي فولاد ساختماني، تحت شبيهسازي ديناميكي در نرمافزار ABAQUS قرار گرفتند. نتايج نشان داد استفاده از مقطع ضعيف، با تمركز تغييرشكل در ناحيه هدف و كاهش انتقال نيرو به ساير بخشها، موجب حفظ فرم كلي دماغه و كف كابين و افزايش ايمني فضاي بقاي راهبر ميگرد. در مقابل، مقطع قوي با محدودسازي تغييرشكل موضعي، سبب انتقال نيرو به ستونها و كف كابين شده و جابهجاييهاي ناخواستهاي ايجاد ميكند كه پتانسيل كاهش فضاي بقا را دارد.تحليل مقايسهاي، فرضيه اصلي تحقيق برتري مقطع ضعيف در حفاظت از فضاي بقاي راننده را تأييد كرد و اهميت طراحي هدفمند نواحي انرژيگير با تخريب كنترلشده را برجسته ساخت. بر اساس يافتهها، پيشنهاد ميشود تركيب مقاطع ضعيف در نواحي جاذب انرژي با تقويت موضعي بخشهاي اصلي سازه، بهمنظور دستيابي همزمان به ظرفيت جذب انرژي و حفظ سختي كلي، مورد استفاده قرار گيرد. نتايج اين پژوهش، ضمن فراهمسازي مبناي علمي براي بازطراحي كابينهاي راهبر داخلي، زمينه بوميسازي الزامات استاندارد EN 15227 و ارتقاي ايمني سامانههاي ريلي كشور را مهيا ميسازد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/10/28
عنوان به انگليسي
Analysis and review of the structure of the bus driverʹs cabin to improve it in case of an accident
تاريخ بهره برداري
10/20/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
علي اميني
چكيده به لاتين
The structural safety of the driver’s cab in railway tra ortation systems, especially during frontal collisions, plays a vital role in protecting the driver’s life and maintaining fleet operation. This study aims to analyze the crash behavior of the railbus cab nose structure based on Scenario 1 of the EN 15227:2020 standard, and to propose optimized design solutions to improve safety performance. A systematic review of previous research, technical standards, and international projects such as EUCAB and MODTRAIN identified the main challenges in design, including insufficient impact resistance, energy absorption management, and material selection. Based on the official technical documents of the Islamic Republic of Iran Railways, detailed engineering drawings of the cab nose were used to create a 3D model in SolidWorks software.
Two alternative cross-sections for the cab doorstep member were considered:
1. A weak section capable of early plastic deformation for controlled energy absorption.
2.A strong section with high stiffness to preserve structural integrity.
Two case studies were conducted to investigate the effects of :
1.section geometry
2.material type.
The models were meshed using S4R shell elements and analyzed through dynamic crash simulations in ABAQUS. The results showed that the weak section, by concentrating deformation in the designed area, reduced force transmission to other parts, maintained the cab nose shape, and improved the driver’s survival space. In contrast, the strong section transferred higher forces to the pillars and floor, causing unwanted displacements. The comparative analysis confirmed the superiority of the weak section in protecting the survival space and emphasized the importance of controlled energy-absorbing zones in cab design. It is recommended to use a combination of weak sections in energy-absorbing areas with local reinforcement in main structural parts to achieve both high energy absorption and overall stiffness. The results of this study provide a technical basis for redesigning domestic driver’s cabs, localizing the EN 15227 requirements, and enhancing the safety of railway systems in Iran.
كليدواژه هاي فارسي
ايمني ريلي، كابين راهبر، تصادف كابين ريلباس، استانداردEN 15227، عضو جاذب انرژي، شبيهسازي المان محدود، ABAQUS
كليدواژه هاي لاتين
Railway safety, Driver’s cab, Railbus crash, EN 15227 standard, Energy absorption member, Finite element simulation, ABAQU
Author
Ali Amini
SuperVisor
Amin Owhadi Esfahani - Moahammad Ali Rezvani