Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1396
5
1
gregorian
2017
8
1
17
6
online
1
fulltext
fa
مدلسازی حرکت چرخ قطار به منظور جلوگیری از لغزش در هنگام ترمزگیری از منظر تئوریهای کلاسیک و آنالیز المان محدود
Modelling Wheel Motion in order to prevent Slipping as it Braking: Using Classic Models and FEM
آشکارسازی و جلوگیری از لغزش چرخ در دینامیک حرکت قطارها از اهمیت بسزایی برخوردار بوده است. در عین حال؛ عملکرد ماشینهای ریلی وابسته به ناحیه بسیار کوچکیست که چرخ و ریل با یکدیگر تماس دارند. در این تحقیق سه مدل تماسی غیر بیضوی مورد ارزیابی و قیاس در مقابل یکدیگر از منظر ناحیه تماس، فشار وارده، توزیع پیشران و نیروهای خزشی قرار خواهند گرفت.. در این میان مدلهایی از جمله جانسون و کالکر در این خصوص به خوبی توانستهاند رفتار چرخ و ریل را در ناحیه مورد نظر پیشبینی کنند. حال آنکه فرض اولیه تمامی این تئوریها جسم نیمه بینهایت بوده است که این فرضیه خطاهای بسیاری را در مسئله وارد خواهد کرد مخصوصا زمانی که فلانج تیر به گوشه ریل برخورد نماید. همچنین لازم به ذکر است که تئوریهای مذکور در هنگام اشباع ناحیه لغزش به درستی نمیتوانند پاسخگوی مسئله باشند. از این رو در این تحقیق دو مدل از مهندسی خودرو و آنالیز المان محدود –که محدودیتهای فوق را ندارند- جهت بررسی مسئله، مورد استفاده قرار میگیرند. مهندسی خودرو بدلیل کار با لغزشهای زیاد توانایی پیشبینی دینامیک حرکت را در ناحیه اشباع داراست. در نهایت با عنایت به نتایج بدست آمده، تئوریهای تیر، بریستل و آنالیز المان محدود تطابق بسیار مناسبی با نتایج آزمایشات عملی نشان دادند. در تحقیق پیشرو چرخ S1002 در تماس با ریل UIC60 قرار داشته و در سرعتهای اولیه 30، 60، 100 و 140 کیلومتر بر ساعت ممان ترمزی اعمال میگردد.
Detecting and Preventing wheels slipping is at the core of all researches related to railway vehicle dynamics. In this paper, three fast non-elliptic contact models are evaluated and compared to each other in terms of contact patch, pressure and traction distributions as well as the creep forces. Among them Johnson and Kalker method was really useful to the similar problems while the common assumption is elastic half-space that many errors could be made especially in gauge-corner contact. Based on the conclusions drawn from this evaluation, two new methods is proposed which results in more accurate contact patch and pressure distribution estimation while maintaining the same computational efficiency. The Beam and Bristle model are proposed for tire engineering in automotive industries but they can predict slip in wheel-rail contact too. New methods are typically used for tire engineering. Tire engineering usually is dealing with higher values of slippage than there is rail engineering. So that they can be applied into the saturation zone. At last a FEM analysis will be done for evaluating the methods proposed. Also in the special case there is similar experimental projects done by other scientists. It should be noted that good agreement between FEM analysis results, tire engineering models, experimental results has been found for several contact applications including S1002 wheel profile over UIC60 rail profile for four different initial braking speed 30, 60, 100, 140 km/h have been compared with experimental results.
مکانیک تماس,تماس چرخ و ریل,چسبندگی چرخ و ریل,مدل تیر,آنالیز المان محدود
Wheel-rail,rolling-sliding contact,Adhesion,FEM method
248
256
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-13940-1&slc_lang=fa&sid=15
Majid
Shahravi
مجید
شهروی
100319475328460067897
100319475328460067897
Yes
دانشگاه علم و صنعت ایران
najafali
heidari
نجفعلی
حیدری
100319475328460067885
100319475328460067885
No
Iran University of Science and Technology
کارشناس ارشد، دانشگاه علم و صنعت ایران