مطالعه استحکام محور واگن هنگام عبور از قوس به روش اجزامحدود

اواسط قرن نوزدهم، واماندگی محور واگن ها در اثر بارهای تکراری، موجب تعریف مفهوم خستگی گردید. با وجود ارتقای معیارهای طراحی، شناخت از مکانیزمهای واماندگی و روشهای ساخت، باز هم واماندگی محورهای ریلی گزارش میشود. این موضوع، در کنار افزایش بار محوری و سرعت سیر قطارها، اهمیت تحلیل و طراحی این قطعات را بیش از پیش نموده است. در تحقیق حاضر، با مدلسازی دقیق اجزا محدود محور واگن از جنس آلیاژ فولادی A1N، میدان تنش آن تحت بارهای اعمالی در مسیر مستقیم و قوسی مورد مطالعه قرار گرفته است . این تحلیل، گام اول بررسی پدیده خستگی در رژیم بسیارپرچرخه است. هندسه محور، با توجه به استاندارد UIC 831-V که محور رایج در سامانه ریلی ایران میباشد مدلسازی شده است. چرخ سوار شده روی محور به صورت نو با قطر 920 میلیمتر و پروفیل سطح آنs1002 لحاظ شده است. بار محوری اعمالی به محور ناشی از وزن استاتیکی واگن، عکسالعمل تماس چرخها با ریل و نیروی گریز از مرکز در قوس است. از ضریب اصلاح دینامیکی صادقی در سرعت 120 کیلومتر بر ساعت برای وارد کردن اثرات دینامیکی حرکت استفاده شده است. جرم واگن مورد مطالعه، 68 تن در حالت مسافرگیری شده انتخاب شده است که از واگنهای سنگین سامانه مسافری ایران به حساب میآید. حل اجزامحدود با نتایج موجود در مقالات صحهگذاری گردید. نتایج تحلیل نشان میدهد که مقدار تنش وانمیسز بیشینه در مسیر قوسی 66 درصد بیشتر از مسیر مستقیم است. مقادیر تنش بیشینه در محدوده مجاز ارزیابی استانداردهای ریلی ارزیابی میشود. علاوهبر افزایش مقدار، محل بروز بیشینه تنش وانمیسز در مسیر قوسی، به سمت موقعیت بحرانی نشیمنگاه چرخ روی محور تغییر مییابد. این شرایط در کنار رفتار متفاوت رژیم خستگی بسیارپرچرخه نشان میدهد که به خصوص در مسیرهایی با قوسهای زیاد، مطالعه خستگی و بازدیدهای دورهای محورها بایستی با حساسیت بیشتری انجام گیرد.

کلیدواژه ها:

محور واگن ، تحلیل تنش ، خستگی بسیارپرپرخه ، مسیر قوسی ، تحلیل اجرامحدود