شبیه سازی و بررسی دلایل ایجاد و رشد ترک در چرخ‌های واگن قطار- مطالعه موردی راه‌آهن جمهوری اسلامی ایران

کد مقاله : 1145-ITME

نویسندگان

رضا ابراهیمی * ندارد

چکیده مقاله

چرخ‌های قطار به عنوان یکی از اجزای کلیدی سیستم حمل‌ونقل ریلی، نقش مهمی در ایمنی و عملکرد قطارها دارند. این چرخ‌ها در طول بهره‌برداری، تحت تنش‌های مکانیکی، حرارتی و دینامیکی قابل‌توجهی قرار می‌گیرند که می‌تواند منجر به ایجاد ترک‌ها و شکستگی‌های جدی شود. ترک‌های حرارتی ناشی از تماس کفشک ترمز با چرخ و ریل، از جمله آسیب‌هایی هستند که در صورت عدم شناسایی و مدیریت مناسب، می‌توانند خطرات ایمنی قابل‌توجهی به همراه داشته باشند و هزینه‌های نگهداری را افزایش دهند در این مقاله به وسیله شبیه سازی نرم افزاری به تحلیل علل ایجاد ترک‌های حرارتی و شکستگی در چرخ‌های قطار، با تأکید بر تأثیرات تماس چرخ، ریل و کفشک ترمز پرداخته شده است.در این پژوهش یک چرخ قطار، از نوع منوبلوک فولادی ، دارای ترک بزرگی در ناحیه آج بوده است. ابتدا انطباق ابعاد و مشخصات ساختاری ماده با استاندارد EN BE 13262 [1] بررسی شدند.و سپس با استفاده از نرم‌افزار آباکوس ، فرآیند حرکت عادی و ترمزگیری اضطراری چرخ بر روی ریل شبیه‌سازی و توزیع تنش‌های تماسی و حرارتی در ناحیه تماس تحلیل گردیده است. تحلیل‌های پارامتری نیز تأثیر ضریب اصطکاک، نیروی محوری واگن و شرایط بارگذاری بر افزایش دما و تمرکز تنش را نشان دادند. افزایش ضریب اطمینان در این شبیه‌سازی‌ها پایه‌ای برای بهبود ایمنی خطوط ریلی و کاهش هزینه‌های نگهداری فراهم می‌آورند.

کلیدواژه ها

ترک حرارتی تماسی، سایش، اجزا محدود، تماس چرخ و کفشک ترمز، رشد ترک خستگی، تحلیل خرابی

وضعیت: پذیرفته شده