8062

8062

مدلسازي و تحليل پديده كمانش در خطوطCWR

1387

1387

دكتر سعيد محمدزاده

چكيده : داده اند ، ليكن CWR به دليل مزاياي زياد ريلهاي با جوشكاري پيوسته ، امروزه خطوط درزدار جاي خود را به خطوط خطر بروز كمانش در روزهاي گرم سال ، همواره بصورت تهديدي براي ايمني حركت در اين خطوط به شمار مي رود. از طرفي با توجه به روند رو به رشد صنعت حمل و نقل ريلي ، افزايش تقاضا ، سرعت و بار محوري ، افزايش قابليت اعتماد در بهره برداري از اين خطوط ضروري به نظر مي رسد ، بدين ترتيب جلوگيري از بروز كمانش و حفظ مقاومت جانبي خط ، از اقدامات اساسي و مهم در ايمني اين دسته از خطوط به شمار مي رود . در دنيا تئوريهاي متفاوتي در زمينه كمانش خطوط مطرح شده است كه صحت هر يك از اين تئوريها در نقاط خاص محلي تائيد شده است ، ليكن بكارگيري هر يك از اين تئوريها در راه آهن ايران مستلزم شناخت بيشتر خطوط ريلي و را مي توان به 3 CWR ارزيابي هر يك از آنها در شبكه ريلي است . روشهاي متفاوت تحليل پديده كمانش در خطوط گروه اصلي تقسيم كرد : 1. روشهاي تجربي 2. روشهاي تئوري و 3. روشهاي عددي . روشهاي تجربي معمولاً بر پايه shenton & powel، Bartlett Amans & Sauvage ،Magee تحقيقات آزمايشگاهي و تجربي توسط محققان بسياري چون و ... به منظور تعيين بار جانبي بحراني و مقاومت جانبي خط معرفي گرديده است . مبناي روشهاي تئوري ، بكارگيري اصول تحليل سازه چون روش انرژي ، قانون پايستگي انرژي پتانسيل ، اصل كار مجازي و ... مي باشد كه توسط محققاني چونEsveld، MEIERپيگيري شده است . و اما به كمك روشهاي اجزاء محدود و تفاضل حدي نيز، خط، مدلسازي شده Esveld، MEIER و كمانش و مقاومت جانبي آن تحليل مي گردد كه اين شيوه تحليل ، بررسي كمانش به روشهاي عددي مي باشد . در اين تحقيق سعي شده است با بررسي فاكتورهاي مؤثر بر كمانش از ديدگاههاي مختلف، ميزان حساسيت كمانش خط نسبت به هر يك از اين پارامترها مورد ارزيابي و مقايسه قرار گيرد ، چرا كه داشتن بينشي صحيح نسبت به ميزان تأثير هر يك از اين پارامترها در كمانش ، مي تواند به عنوان راهنمايي مفيد و مؤثر در برنامه ريزي و مديريت سيستم نگهداري قرار گيرد. CWR خطوط اصولاً مه ندسين همواره از اطلاعات كافي در خصوص پارامترهاي موثر در تحليل و طراحي بهره مند نبوده ، لذا مجبورند تا در هنگام برآورد ايمني سازه و يا هر مساله مهندسي ديگر ، عدم قطعيتهايي را با اطلاعات موجود توأم نمايند . اين عدم قطعيتها از منابع مختلفي سرچشمه گرفته و به صو رتهاي متنوعي در مسائل وارد مي شوند . ب R > ) ( ( , ) 0) عدم بروز خرابي و مقاومت نظير آن مي باشد R پاسخ سازه و S آسيب در هر سازه اي را مي توان به فرم رياضي نمايش داد . كه در آن و بر حسب اينكه مدلسازي سازه چگونه انجام مي گيرد ، توابعي از متغيرها ي مختلفي هستند و عدم قطعيتهاي زيادي در آنها وجود دار د . تئوري قابليت اعتماد با در نظر گرفتن كميتهاي غير قطعي بصورت كميتها و متغيرهاي تصادفي ، مفاهيم اعتمادپذيري و خرابي را مفاهيمي احتمالاتي مي انگارد . به اين ترتيب با فرض توابع توزيع احتمالاتي مشخص براي تعيين مي گردند و به S و R متغيرهاي تصادفي كه بر اساس آمار و اطلاعات موجود تبيين مي شوند ، توابع توزيع احتمال ازاء تمام حالاتيكه احتمال بروز خرابي در سازه وجود دارد ، وضعيت آن مورد مطالعه قرار مي گيرد . بدين ترتيب احتمال P ) خرابي سازه S = ( < S = P G R S < برابر است با ( f R P P P R f تابع حالت حدي سازه بوده و احتمال G ، كه در آن نيز به صورت احتمالي كه در آن مقاومت ، (R خرابي برابر با احتمال نقض حالت حدي مي باشد . قابليت اعتماد ساز ه ( 0 0 = 1− f : بزرگتر از همه مقادير احتمالاتي بار باشد، تعريف مي شود نيز بر اساس يكي از دو معيار زير مي باشد : حدود ايمني سنتي و قطعي CWR امروزه مديريت تعمير و نگهداري خطوط (حداقل مقاومت جانبي خط بصورت تابعي از نيروي مجاز ريل يا مقدار افزايش دماي ريل) و ريسك يا خطر پذيري(تعيين احتمال وقوع كمانش در برابر دماي ريل) . هر دو معيار به شرايط خط (دماي خنثي ريل ، مقاومت جانبي و راستاي جانبيخط) وابسته مي باشند . از آنجا كه بكارگيري پارامترهاي فوق در حدود نوع اول بصورت قطعي مي باشد ، لذا بايد تخمين درستي از اين پارامترها در دست داشت. اين معيار، معياري مرسوم و قطعي است كه به مقدار كليه وروديها حساس است . بر اساس اين تحليل، نشان داده مي شود كه وضعيت خط رضايت بخش است يا نه؟ استراتژي تعمير و نگهداري بر اساس چنين آناليزي پر هزينه مي باشد. ليكن پارامترهاي ورودي روش احتمالاتي بصورت متغيرهاي آماري مي باشند. از مزاياي است . در تحليل احتمال CWR اصلي بكار گيري دومين سري از حدود ، انعطاف پذيري بيشتر در مديريت ايمن خطوط بيان مي (ΔTall ) كمانش ، بار كمانش بصورت افزايش دماي ريل بيش از دماي خنثي و مقاومت بصورت افزايش مجاز دما با دقت و ايمني CWR شود. بر اساس نتايج اين تحليل ، تصميم گيري و زمان بندي عمليات تعمير و نگهداري خطوط بيشتر و با هزينه كمتر انجام مي شود . مشخص است كه با كنترل توزيع مقاومت جانبي ،تعداد ناراستاييها و دماي خنثي ريل مي توان احتمال كمانش را به سطح دلخواهي كاهش داد. بهتر شدن توزيعها ( افزايش مقادير ميانگين و كاهش انحراف معيار در دماي خنثي ريل و مقاومت جانبي خط و كاهش مقادير ميانگين و انحراف معيار در ناراستاييها ) از طريق عمليات تعمير و نگهداري ساده اي امكان پذير است . در اين تحقيق ب ا بكارگيري تئوري قابليت اعتماد در سيستم ريلي ، الگوي احتمالاتي مناسبي براي كمانش خطوط ريلي در ايران تعيين شد . بدين منظور در دو بلاك با وضعيت مناسب (بلاك ياتري -ده نمك ) در راه آهن شمالشرق و بلاك با وضعيت نامناسب (بلاك هفت تپه-شوش) در راه آهن جنوب احتمال بروز كمانش بر اساس تئوربهاي مطرح شده در زمينه پديده كمانش تعيين و بهترين روش تعيين احتمال كمانش در راه آهن ايران انتخاب گرديد.