02-06-2015، 12:51 PM
چکیده
با توجه به اینکه تماس چرخ و ریل از پیچیدهترین انواع تماس است و خرابیها و عیوبی که در سطوح چرخ و ریل بوجود می آید ناشی از این پدیده میباشند ، لذا در صورت شناخته شدن دقیق این موضوع میتوان از این عیوب به طرز قابل ملاحظه ای کاست . به همین منظور در این رابطه ابتدا باید پدیدة تماس شناسایی شود و سپس انواع تماس اجسام مشخص معرفی شود و پارامترهای موثر در آن نیز شناسایی شود و در نهایت تماس چرخ و ریل بررسی شود. لازم به ذکر است که نیروهای بین چرخ و ریل در سطح تماس آنها در رفتار دینامیکی حرکت قطار بسیار مؤثر میباشد مضافاً که تاثیر غیر مستقیم اندرکنش چرخ و ریل بر خرابی ها و هزینه های مربوط به اجزاء خط و ناوگان را نباید فراموش نمود . همچنین آثار زیست محیطی آلودگی های ناشی از سایش ، صدا و ارتعاشات ایجاد شده نیز اهمیت و بررسی همه جانبه اندرکنش چرخ وریل را حکایت دارد . همه این عوامل و آثار در راهآهن های سریع ا لسیر اهمیت فوقالعاده ای را پیدا می کنند . بار محوری همواره در حال افزایش در ترنها برای قطعات وسیله نقلیه ریلی و خط مشکلات فراوان به همراه داشته است و بر اندرکنش چرخ و ریل و دیگر رفتار دینامیکی موثر میباشد. بنابراین مطالعه اندرکنش چرخ و ریل در عین پیچیدگی ماهیت آن امری ضروری به نظر میرسد.تا کنون تئوریها و نظریههای مختلفی در رابطه با شکل و اندازه سطح تماس دو جسم که برروی هم حرکت غلتشی دارند مطرح شده است. در این پایان نامه بطور مختصرانواع تماس اجسام، انواع مودهای تماسی چرخ و ریل ، عوامل موثر بر اندرکنش چرخ و ریل ، اصطکاک در تماس غلتشی و تئوری های مربوط به تماس چرخ و ریل و مقایسه آنها اشاره میشود . پس از آن پدیده خزش و نیروهای خزشی که درسطح تماس چرخ و ریل ظاهر میشود مورد توجه قرار گیرد.
واژه های کلیدی
تماس لغزشی، تماس غلتشی، اندر کنش چرخ و ریل ، رفتار دینامیکی (بوژی)، تئوری های تماس ، خزش
فصل اول : پدیده شناسی و معرفی موضوع………………………….۱
۱-۱- مقدمه ……………………………………………….۲
۱-۲- ما هیت تماس…………………………………………….۳
۱-۲-۱- تماس الاستودینامیکی………………………..۳
۱-۲-۲- تماس ترموالاستیکی …………………………………………۳
۱-۲-۳- حرارت ناشی از اصطکاک………………….۴
۱-۲-۴- مواد غیر ایزوتروپیک………………………………………۴
۱-۲-۵- تاثیرزبری سطح………………………………………….۵
۱-۲-۶- بارگذاری نرمال ……………………………..۵
۱-۲-۷- حرکت غلتشی ……………………………………۶
۱-۳- انواع سطوح تماس……………………………………………..۸
۱-۳-۱- سطح تماس دایرهای ………………………………..۸
۱-۳-۲- سطح تماس بیضی شکل …………………………۱۱
۱-۳-۳- تماس خطی …………………………………۱۳
۱-۳-۴- تماس کره و مخروط………………………………………… ۱۵
۱-۴- بیضی تماس چرخ و ریل(تئوری هرتز)……………………..۱۶
۱-۵- خزش…………………………………۱۹
فصل دوم : انواع مودهای تماسی چرخ و ریل……………..۲۲
۲-۱- مقدمه…………………………………………..۲۳
۲-۲- انواع پروفیلهای چرخ و ریل………………………………….۲۳
۲-۲-۱- انواع پروفیلهای عرضی ریل………………………………۲۳
۲-۲-۲- عرض خط…………………………..۲۷
۲-۲-۳- معرفی بعضی از پروفیلها ی موجود در راه آهنهای کشورهای مختلف……………۳۰
۲-۲-۴- معیارهای مناسب در انتخاب پروفیل چرخ……………………………….۳۴
۲-۳- نواحی تماس چرخ و ریل……………………………..۳۵
۲-۴- تماس دو نقطه ای………..۴۱
۲-۶- تماس همدیس……………………………………………۴۲
۲-۷- برخی پیشنهادات در نگهداری چرخ و ریل……………۴۴
فصل سوم : عوامل موثر بر اندرکنش چرخ و ریل………………………………..۴۷
۳-۱- مقدمه………………………………………………………………..۴۸
۳-۲- نیروهای وارد بر چرخ و ریل………………………………….۴۸
۳-۳- توضیح چسبندگی بین چرخ و ریل…………………۴۹
۳-۳-۱- فاکتورهای موثر بر چسبندگی چرخ و ریل………………..۵۴
۳-۳-۱-۱- فاکتورهای وسیله نقلیه ریلی………………………………..۵۴
۳-۳-۱-۲- فاکتورهای خط……………………………………..۵۴
۳-۳-۱-۳- فاکتورهای معمول ناحیه تماس……………………………………………….۵۵
۳-۳-۲- داده های چسبندگی……………………………………………..۶۰
۳-۳-۳- استفاده از شن جهت کنترل چسبندگی ……………………..۶۰
۳-۴- کنترل ضریب اصطکاک……………………..۶۳
فصل چهارم : اصطکاک در تماس غلتشی……………….۷۰
۴-۱- مقدمه……………………………………………………………..۷۱
۴-۲- قوانین اصطکاکی……………………………………….۷۱
۴-۳- اصطکاک لغزان……………………………………………۷۲
۴-۴- مولفه چسبندگی اصطکاک……………………………….۷۳
۴-۵- اصطکاک غلتان………………………………۷۶
۴-۵-۱- چسبندگی…………………………………۷۷
۴-۵-۲- ریز لغزش …………………………………….۷۸
۴-۵-۳- هیسترزیس الاستیک …………………………۸۰
۴-۵-۴- تغییر فرم پلاستیک…………………………………. ۸۰
فصل پنجم : تئوریهای تماس چرخ و ریل و مقایسه آنها…………..۸۲
۵-۱- مقدمه………………………………………۸۳
۵-۲- مسائل تماس چرخ و ریل…………………………………۸۴
۵-۳- دسته بندی تئوریهای تماسی چرخ و ریل…………………………………………..۸۷
۵-۴- تئوری کارتر……………………………………………………………۸۹
۵-۵- تئوری خطی کالکر……………………………….۹۲
۵-۶- تئوری جانسون و ورمولین………………………………………………..۹۶
۵-۷- مدل غیر خطی…………………………………………………….۹۸
۵-۸- برنامه کامپیوتری بر اساس تئوری عددی دقیق……………………………۱۰۵
۵-۹- برنامه های نوشته شده بر اساس تئوری ساده شده کالکر……………………..۱۰۸
۵-۱۰- تئوری های انطباق منحنی……………………………………………………۱۰۸
۵-۱۱- تئوری تجربی کالکر………………………………………………….۱۱۲
۵-۱۲- الگوریتم پولاک در حل سریع مسائل تماس چرخ و ریل…………………..۱۱۴
فصل ششم : بحث و نتیجه گیری…………………………..۱۲۶
۶-۱- نتیجه گیری………………………………………………………………………۱۲۷
فهرست علائم و اختصارات بکار رفته در متن پروژه
دیفرانسیل غلتش شعاعی : (Rolling Radii Difference)RRD
: شعاع چرخV[sub]f[/sub]: سرعت طولی واقعی چرخ و محور
V[sub]fr[/sub] : سرعت طولی غلتش خالص
V[sub]r[/sub][sub]: [/sub]سرعت طولی ناشی از غلتش چرخ
V[sub]2[/sub] : سرعت جانبی خالص
V[sub]2r[/sub] : سرعت جانبی غلتش خالص
L : طول ریل مورد مطالعه
E : مدول الاستیسیته جسم تماسی
S : جابجایی بین دو جسم تماسی
Q[sub]tot[/sub][sub] : [/sub]کل نیروهای قائم وارد بر ریل
نیروهای شبه استاتیکی (quasi- static): Q[sub]qs[/sub]
: نیروهای دینامیکی Q[sub]dyn[/sub]
Q[sub]stat[/sub] : مؤلفة نیروی استاتیکی چرخ (نصف بار محوری) که در حالت ریل افقی وارد میشود.Q[sub]centr[/sub] : مؤلفة نیروی گریز از مرکز (در قوسها)
Q[sub]wind[/sub] : مؤلفة نیروی ناشی از وزش باد
ضریب اصطکاک: f
Y [sub]flange[/sub] : نیروی جانبی وارده توسط فلانج چرخ به ریلY [sub]centr[/sub]: نیروی جانبی ناشی از اثر گریز از مرکز (در قوسها)
Y [sub]wind[/sub] : نیروی جانبی ناشی از وزش باد
Y[sub]dyn[/sub] : مؤلفة جانبی نیروهای دینامیکی ناشی از حرکت قطار
A : سطح مقطع ریل
P[sub]H[/sub] : ماکزیمم فشار هرتز
P[sub]Y[/sub] : تنش تسلیم مادة نرمتر
R[sub]1[/sub] : شعاع غلتشی چرخ
R[sub]1[/sub][sup]‘[/sup] : شعاع اصلی عرضی انحنای پروفیل چرخ در نقطة تماس
R[sub]2[/sub] : شعاع طولی غلتشی ریل در نقطة تماس
R[sub]2[/sub][sup]‘[/sup] : شعاع انحنای اصلی عرضی پروفیل ریل در نقطة تماس
q[sub]0[/sub][sub] : [/sub]ماکزیمم فشار در مرکز بیضی تماس
a,b : شعاعهای عرضی و طولی بیضی تماسی
لغزش حقیقی :
لغزش صلب :
F[sub]y[/sub] : نیروهای طولی خزشیF[sub]x[/sub][sub] : [/sub]نیروهای جانبی خزشی
E : مدول الاستیک
G : مدول برشی
C[sub]ij[/sub] : ضرایب خزشی
e[sub]1[/sub],e[sub]2[/sub][sub] :[/sub] بردارهای یکه در جهت طولی و جانبی
: ضریب انبساط طولی ریل
: اختلاف دما دو سطح تماسی
: ضریب چسبندگیµ[sub] adh[/sub]
b : شعاع انحنای متوسط ترکیبی محل تماسn : نسبت پواسون اجسام تماسی
: خزش طولی x[sub]x[/sub]
: خزش جانبی x[sub]y[/sub]
: خزش دورانی x[sub]sp[/sub]
: نسبت پواسون ریل s[sub]R[/sub]
: نسبت پواسون چرخ s[sub]w[/sub]
Y : زاویة بین صفحات عمودی گذرا بر انحناهای وg : شیب مخروطی چرخ
l : ضریب لامه
h :خزش عرضی نرمال شده
x :خزش طولی نرمال شده
دانلود نسخه کامل پروژه با لینک مستقیم و قابل ویرایش
حضرت علي (علیه السلام)
كَفى بِالمَرءِ غَفلَةً أن يَصرِفَ هِمَّتَهُ فيما لا يَعنيهِ
غفلت آدمى را همين بس كه همّتش را در آنچه به كارش نمیايد، صرف كند.
برای دانلود کتاب به ادرس www.hieng.org مراجعه کنید
كَفى بِالمَرءِ غَفلَةً أن يَصرِفَ هِمَّتَهُ فيما لا يَعنيهِ
غفلت آدمى را همين بس كه همّتش را در آنچه به كارش نمیايد، صرف كند.
برای دانلود کتاب به ادرس www.hieng.org مراجعه کنید