تحليل ارتعاشات ريل و بالشتك‌هاي ريلي ويسكوالاستيك مرتبه كسري در خطوط پرسرعت

كارشناسي ارشد

چكيده مدل‌سازي خط راه‌آهن يكي از مهم‌ترين قسمت‌هاي طراحي و تحليل در مهندسي راه‌آهن است. مدل خط يك راه‌آهن مدرن از ريلي ساخته‌شده كه بر روي تراورس ها بسته‌شده و تراورس ها روي بالاست قرار دارند. در مدل‌سازي ديناميكي رفتار خط، مدل ريل و فونداسيون زير آن تحت بار متحرك بسيار اهميت دارد و در بررسي مواردي ازجمله تحليل نويز و ارتعاشات توليدشده، طراحي خط راه‌آهن براي خستگي، آناليز راحتي سفر، طراحي پايداري و امنيت قطار كاربرد دارد. براي شبيه‌سازي ريل از تير اويلر برنولي يا تير تيموشنكو استفاده مي‌شود. در مدل‌سازي فونداسيون زير ريل، مدل دقيق بالشتك ريلي از اهميت زيادي برخوردار است. بالشتك‌هاي ريلي يكي از اعضاي مهم خط هستند كه بر خواص سختي و ميرايي كل خط تحت تأثير مي‌گذارند، بنابراين مدل‌سازي دقيق رفتار بالشتك ريلي از اهميت زيادي برخوردار است. مدل‌هاي مختلفي براي مدل‌سازي رفتار بالشتك ريلي استفاده مي‌شود كه در اين ميان، مدل ويسكوالاستيك مرتبه كسري بهترين پاسخ مخصوصاً در فركانس‌هاي بالا را در پي دارد و در اين پروژه توجه اصلي به استفاده از اين نوع از بالشتك معطوف شده است. در ادامه مدل سازي خط راه آهن انجام شده و معادله حركت حاكم بر آن كه از نوع مرتبه كسري است، استخراج‌شده و با استفاده از روش نيومارك حل‌شده است. براي بيان دقيق‌تر رفتار خط در بارگذاري‌هاي سنگين، يك المان غيرخطي به فونداسيون اضافه‌شده كه در اين قسمت براي اولين بار از تركيب روش نيومارك و روش تجزيه ادوميان براي حل مسئله غيرخطي مرتبه كسري استفاده‌شده است. فشار آكوستيكي در هر نقطه بالاي خط با انتگرال رايلي محاسبه‌شده است. در ادامه به بررسي تأثير پارامترهاي مرتبه كسري، فركانس بارگذاري، سرعت و شرايط بارگذاري پرداخته‌شده است. مشاهده مي‌شود كه پارامترهاي مرتبه كسري قابليت كنترل پاسخ سيستم را دارند؛ جابه‌جايي و تنش بيشترين تأثيرپذيري را از بارگذاري دارند درحالي‌كه فشار آكوستيكي به‌شدت از فركانس بارگذاري و سرعت حركت قطار تأثير مي‌پذيرد. واژه‌هاي كليدي: مدل‌سازي خط راه‌آهن، تحليل ارتعاشات و آكوستيك، بالشتك ريلي مرتبه كسري، محاسبات كسري، روش‌هاي عددي.

189379

دانشگاه علم و صنعت ايران

ماشين‌هاي ريلي

دكتر داود يونسيان