[vahid]

---

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 چرخ
V[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 ریل
Y [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  خزشی
F[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 تماس
n : 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  و
g : 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

قیمت: 12,000تومان

#387

کاربر مهمان نمی‌تواند مطالب قیمت‌گذاری شده را خریداری کند. برای خرید مطالب قیمت‌گذاری شده، وارد شوید یا ثبت نام کنید .