مدل سازی و تحلیل پیدایش و رشد ترک سطحی ناشی از خستگی در سیستم ماشین های ریلی

سال انتشار: 1397
نوع سند: مقاله کنفرانسی
زبان: فارسی
مشاهده: 602

فایل این مقاله در 9 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

UTCONF02_062

تاریخ نمایه سازی: 13 مهر 1397

چکیده مقاله:

برای تخمین عمر آغاز ترک های خستگی ریل های راه آهن پرداخته شده است با توجه به اینکه شکستگی ریل و جوش در راه آهن توسط عوامل مختلفی صورت می گیرد مانند جوشکاری نامناسب ، ضربات بین ریل و چرخ خستگی ریل و... صورت می گیرد و با توجه به عدم وجود اطلاعات دقیق از زمان شکست تعویض زود هنگام چرخ و ریل صورت می گیرد که باعث بالا رفتن هزینه ها در راه آهن ایران و جهان می شود لذا این محققین با محاسبه ی بار و تنش در چرخ و ریل تلاش کرده اند تا به راه کاری جهت پیش بینی عمر خستگی ریل بپردازد. تخمین عمرتنش های خستگی نیازمند به دست اوردن تنش های تماسی و روابط تنش ها و محاسبات مربوط به خستگی در چند محور است که برای این عمر راه کارهای مختلفی معرفی شده است مانند روش های عددی و تیوری هرتز که با توجه به اینکه در این روش سطح تماس کوچک فرض می شود ولی در طول تماس و با افزایش عمر چرخ و ریل این سطح افزایش می یابد لذا از روش های نرم افزاری استفاده می شود .اصولا ترک هایی که در چرخ و ریل به وجود می ایند شامل سه نوع هستند: (۱ترک هایی که منشآ ان ریل است. (۲ترک هایی که در زیر سطح ریل اغاز می شوند. ۳ )ترک هایی که در عمق ریل و جود دارند. از انجا که نیمی از ترک ها ناشی ترک های زیر سطحی هستند این پژوهش تمرکز روی ان است هدف از این مقاله، بررسی تاثیر جهت حرکت بار بر روی رشد ترک خستگی در ریل های راه آهن است. بدین منظور از نمونه ریل موجود در سامانه ریلی ایران یعنی ریل UIC با هندسه دقیق پروفیل و روش اجزای محدود استفاده شده است .در این راستا ابتدا یک مدل المان محدود الاستیک- پلاستیک سه بعدی ارایه می شود و با استفاده از این مدل، محل تنش حداکثر ناشی از تماس چرخ و ریل به دست می آید .سپس با استفاده از کد المان مرزی ضمن انجام تحلیل تنش به ازای موقعی تهای مختلف استقرار چرخ، مقادیر مختلف ضریب شدت تنش به دست آمده است. دو مشخصه مربوط به انتشار ترک خستگی تماسی غلتشی یعنی رشد و پیشانی ترک و نوع حرکت به کمک این ضرایب شدت تنش محاسبه گردیده است . دراین ارتباط رابطه پاریس به عنوان معیار سرعت رشد و راستای تنش مماسی ماکزیمم بعنوان امتداد رشد ترک در نظر گرفته شده است. مقایسه نتایج به دست آمده نشان داد ترک در هر دو جهت رشد میکند اما ترک در جهت حرکت چرخ رشدی سریع تری نسبت به ترک در خلاف جهت حرکت دارد.[ ]

نویسندگان

مهدی خرمی نژاد

دانش آموخته گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه علم و صنعت تهران

مجید شهروی

استادیار گروه مهندسی ماشین های ریلی، دانشکده راه آهن، دانشگاه علم و صنعت تهران