ضربات چرخ - ریل در دوراهه های خط آهن

بررسی ارتعاشات قائم دو راهه خط آهن تحت اثر بارهای متحرک وسایط نقلیه ریلی بسیار مهم است. در این مقاله دوراهه ای با مدلی از المانهای محدود خطی با میرایی مودال شبیه سازی شده است. طول این مدل که اطراف تکه مرکزی سوزن است، با ۳۶ دهنه تراورس منظور شده است. ریلها و تراورسها توسط المانهای تیر تیموشنکو - رایلی مدل شده است. ریلها از طریق صفحات لاستیکی زیر ریل (فنرهای خطی) به تراورسها متصل شده اند. وسایط نقلیه ریلی برای تحلیل رفتار دینامیکی قطار به صورت مجموعه توده جرمهای متمرکز، فنرها و مستهلک کننده ها مدل شده است. تنها ارتعاشات قائم آنها برای سرعت ثابت مطالعه شده است. تماس چرخ - ریل با استفاده از فنر غیر خطی هرتز مدلسازی شده است. مسئله اندرکنش خط آهن - قطار با استفاده از توسعه روش بردار وضعیت در ترکیب با روش مودال برای دوراهه خط آهن به طور عددی حل شده است. تحلیلها نشان داد که ناپیوستگی ریل در محل تقاطع (تکه مرکزی) به افزایش نیروی تماس چرخ - ریل منجر می شود. هم چرخهای صاف و هم چرخهای دارای ناهمواری در انتقال از ریل بالی به دماغه تکه مرکزی تحت سرعتهای متفاوت وسیله نقلیه ریلی مورد آزمایش قرار گرفته است. تحت شرایط ایدئال، غلتیدن چرخها به طور کاملا آرام از روی ریل بالی بر روی تکه مرکزی صورت می گیرد. اندازه ضربه در چنین شرایطی در محل تقاطع کوچک خواهد بود و بیشینه نیروی تماسی چرخ - ریل به دست آمده حدود۳۰ تا ۵۰ درصد بیشتر از نیروی تماسی استاتیکی است. برای انتقال در سطوح ناهموار، حساسیت ضربه در تقاطع به شدت به سرعت قطار بستگی دارد. افزایش نیروی تماسی نسبت به نیروی استاتیکی در سرعت km/h ۷۰ حدودا ۱۰۰ درصد و در سرعت km/h ۱۵۰ حدودا ۲۰۰ درصد است.

Keywords:

Turnout , Train-track interaction , Track vibrations , دوراهه خط آهن , اندرکنش خط آهن - قطار , ارتعاشات خط آهن