تحليل اثر توأمان سامانه تعليق و سيال در تلاطم واگن‌هاي مخزن دار تحت شتاب‌هاي عرضي و طولي

دكتري

در حال حاضر اكثر واگن‌هاي مخزن‌دار حامل سيال، سوانح متعددي از جمله خروج از خط ريل، عدم تعادل ديناميكي و همچنين مشكلات فني سايش قطعات و خستگي محورها را تجربه مي‌كنند. در اين تحقيق مدل كوپل¬شده CFD-MBD با حذف ساده‌سازي‌ها و محدوديت‌هاي موجود در مطالعات ديگر محققان، براي ارزيابي دقيق رفتار ديناميكي واگن مخزن دار نيمه‌پر تحت شتاب‌هاي عرضي و طولي معرفي شده است. در مدل سهبعدي ديناميك چند جرمي (MBD) پاسخ ارتعاشاتي اجزاي واگن شامل بدنه مخزن، دو بوژي و چهار مجموعه چرخ و محور به روش رانگ كوتا مرتبه چهار به دست آمده است. مدل سه‌بعدي ديناميك سيال محاسباتي (CFD) نيز براي بررسي ديناميك تلاطم گذراي سيالِ داخل مخزن با استفاده از تكنيك حجم سيال (VOF) براي حل معادلات ناوير-استوكس و رديابي سطح آزاد سيال آناليز شده است. سپس فرآيند عددي كوپل¬ بين مدل‌هاي MBD و CFD به منظور تحليل اندركنش هم‌زمان ديناميك اجزاي واگن و ديناميك تلاطم گذراي سيال توسعه يافته است. اعتبارسنجي نتايج به دست آمده با استفاده از روش آزمايشگاهي انجام شده است. با مطالعه پارامتري بر روي متغيرهاي موجود شامل حجم پرشوندگي، هندسه سطح مقطع و سرعت واگن در مسيرهاي ريل مستقيم و ريل قوس‌دار پاسخ ديناميك تلاطم سيال و ديناميك اجزاي واگن همانند خروج از خط و سرعت هانتينگ استخراج شده است. نتايج نشان مي‌دهد سطح مقطع بيضي اصلاح شده مشخصه‌هاي ديناميكي حركت واگن را تا 30% بهبود مي‌دهد. با افزايش حجم پرشوندگي مخزن از 30% تا 70% ضريب خروج از خط و سرعت هانتينگ به ترتيب 4% افزايش و 18% كاهش يافته است.

195338

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر مسعود صمديان ذكريا

ماشين‌هاي ريلي

دكتر مجيد شهروي