مقایسه عمر خستگی درز مورب و عادی بر اساس آزمایش میدانی

درز ریل از جمله بخش هایی از خط است که همواره هزینه بالایی از تعمیر و نگهداری خطوط صرف آسیب های ناشی از این قسمت از خط می گردد. در هنگام عبور بار از روی درز ریل، چرخ ضربه ای را به ریل جلویی اعمال می نماید که علاوه بر سایش ریل و فرسایش تراورس و بالایت، موجب ایجاد سایش شدید در صفحات اتصالی و شل شدن آنها می شود. بررسی نیروهای وارد بر ریل و صفحات اتصالی و ارائه روش هایی برای کاهش نیورهای وارد از چرخ به سیستم خط در ناحیه درز ریل از جمله مسائلی است که همواره مورد توجه مهندسان این صنعت بوده است.، یکی از راهکارهای کاهش ضربه درز ریل، استفاده از درز مورب، به جای درز عادی می باشد. در راستای مقایسه عملکرد دو نوع درز، تست میدانی در بخشی از خط ایستگاه اکباتان که درز معمولی و درز مورب 30 درجه اجرا شده، انجام گردید. در مجموع 9 عدد کرنش سنج، 2عدد شتاب سنج و 8 عدد تغییر مکان سنج به منظور بررسی رفتار مکانیکی این دو نوع درز اتصال، در ریل، میله اتصالی و تراورس ها تعبیه گردیده است. بار گذاری استاتیکی و دینامیکی توسط قطارهای عبوری با سرعت حداکثر 40 کیلومتر بر ساعت اعمال شد و خروجی سنسورها برداشت گردید. به منظور مقایسه دو درز، مدل اجزای محدود استاتیکی با در نظر گیری اثرات تماس چرخ و ریل، توسعه داده شده و مشخصات مدل بر اساس نتایج تست معتبرسازی گردید. نتایج تست و خروجی های اجزای محدود حاکی از آن است که نتایج مدل اجزای محدود قابل اعتماد می باشد. بر اساس مدل اجزای محدود بهنگام شده، رفتار استاتیکی درز معمولی و مورب 30 درجه با سختی بستر یکسان، با یکدیگر مقایسه شد. این مقایسه نشان میدهد که تنش محوری در میله اتصال داخلی و خارجی درز مورب به ترتیب 62% و 66% بیشتر از درز ریل معمولی است. تنش خمشی و تنش ون- میزز تاج ریل در درز مورب به ترتیب 30% و 17% کمتر از درز معمولی است. تعداد سیکل مجاز خستگی تماسی- غلتشی تاج ریل درز مورب 30 درجه مطابق مدل ژیانگ و سهیتوگلو (4) 10×1/99 و در درز معمولی (3) 10×6/78 می باشد. بنابراین عمر خستگی تماسی-غلتشی درز مورب 30 درجه حدود 3 برابر عمر خستگی درز معمولی تخمین زده می شود.

کلیدواژه ها:

درز مورب ، درز عادی ، مدلسازی تماس چرخ و ریل ، معتبر سازی مدل اجزای محدود ، آزمایش میدانی درز خط راه آهن