تحلیل تنش پروفیلهای چرخ منوبلوک مبتنی بر روش اجزاء محدود

در این مقاله، پروفیل چرخهای فولادی نو و سایش یافته مد نظر قرارگرفته و تاثیر سایش بر میزان تنش وارد بر چرخ مورد تحلیل قرار گرفته است. چرخ نو با پروفیل استاندارد S۱۰۰۲ انتخاب گردیده و پس از طی مسیر در محور ریلی جنوب ایران (دارای قوسهای تند)، فلنج چرخ به شدت سایش یافته و در هر مرحله پروفیل جدید استخراج گردیده است. با بکارگیری روش اجزاء محدود به تحلیل تنش های پروفیل چرخ پرداخته شده و از نرم افزار SolidWorks۲۰۱۱ جهت طراحی سه بعدی و مدلسازی پروفیل های چرخ-ریل استفاده شده است. مدل چرخ سایش یافته و ریل ابتدا تحت بار گذاری ثابت بر اساس وزن استاتیکی واگنها در حالت حرکت مستقیم (مانند روش هرتز) و سپس قوس دار در نظر گرفته میشود. با توجه به اثرات دینامیکی گذر از قوس و گذر گاه ها بار بیشتری نسبت به وزن استاتیکی واگن به چرخ وارد می شود. نتایج نشان می دهد با سایش چرخ، تنش تغییر می یابد. نتایج حاصل از تعیین تنش تماسی حاکی ازاختلاف بین مقادیر حاصل از تئوریهای ساده تحلیلی مثل تئوری هرتز و مقادیر به دست آمده دقیقتر از از روش اجزاء محدود است. بنابر نتایج حاصل از تحلیل المان محدود، محدوده کمینه میزان تنش بدست آمده و چرخ در این محدوده باحداکثر پیمایش، کمترین میزان ساییدگی را دارد.

Keywords:

تحلیل تنش , روش اجزاء محدود , پروفیل چرخ , سایش