دانلود پایان نامه ارشد : تحلیل غیرخطی پدیده هانتینگ دریک واگن قطاربااستفاده ازروش اغتشاش

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته طراحی کاربردی

گرایش :دینامیک وکنترل

عنوان : تحلیل غیرخطی پدیده هانتینگ دریک واگن قطاربااستفاده ازروش اغتشاش

به نام خدا

دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی

دانشکده مهندسی مکانیک

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

طراحی کاربردی-گرایش دینامیک وکنترل

تحلیل غیرخطی پدیده هانتینگ دریک واگن قطاربااستفاده ازروش اغتشاش

استادان راهنما :

 آقای دکتر علی اصغرجعفری

آقای دکترداوود یونسیان

زمستان 1388

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

ناپایداری عرضی از مسائل شایع درآلات نقلیه ریلی با سرعت بالاست که در روی ریل بدون قوس و در اثر ماهیت اصطکاکی- خزشی تماس چرخ و ریل که نیروهای غیر کنسرواتیو را در سیستم می سازند بوجود می آید. این پدیده هانتینگ خوانده می شود که از دیدگاه دینامیکی نوعی پدیده خود تحریک است. این پدیده می تواند موجبات سایشهای فراوان چرخ و ریل و کاهش راحتی سفر شود. پدیده هانتینگ بر دو نوع است: هانتینگ اولیه و ثانویه.

هانتینگ ثانویه از دیدگاه دینامیکی بسیار حائز اهمیت است و هانتینگ اولیه با استفاده از دمپرهای مناسب در سیستم تعلیق به آسانی قابل حذف است . در این پژوهش سعی بر آن بوده تا سرعت آستانه هانتینگ ثانویه با تقریبی نزدیک بدست آید.هرجاصحبت ازهانتینگ می شودمنظورهانتینگ ثانویه است مگراینکه هانتینگ اولیه بیان شود.

در بررسی پدیده هانتینگ از تئوری خطی کالکر استفاده شده تا نیروهای خزشی به آسانی و با دقت بسیار زیاد در بررسی هانتینگ محاسبه شوند. همچنین حرکت چرخ بر روی سطح صاف و بدون بی نظمی در نظر گرفته شده است. معادلات مربوط به چرخ و محور برای حرکت در مسیر مستقیم (بدون قوس) استخراج شده اند. بررسی پارامتری صورت گرفته تا بتوان تاثیر عوامل مختلف در هانتینگ را بوضوح دید.

هانتینگ اولیه در سرعتهای پایین ایجاد می شود و با استفاده از دمپرهای مناسب در سیستم تعلیق   می توان آن را حذف نمود. هانتینگ ثانویه که در سرعتهای بالا اتفاق می‌افتد یک پدیده خود تحریک[1] است که هرگز نمی توان از آن فرار کرد و تنها می توان آن را به سرعتهایی بالاتر از سرعت کاری وسیله نقلیه رسانید. در بررسی هانتینگ اولیه در نظر گرفتن مدل واگن ضروری بنظر می رسد اما در بررسی هانتینگ ثانویه مدل کردن بوژی به تنهایی کفایت می کند اما در این پروژه برای اینکه تاثیر حرکات جانبی واگن نیز لحاظ شود و محاسبات دقیقتری صورت گیرد برای تحلیل هانتینگ ثانویه ، واگن نیز در نظر گرفته شده است که تنها درجه آزادی جانبی آن لحاظ شده است . سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی محاسبه       شده اند و پدیده دوشاخگی، سیکل حدی ومحدوده ای که درآن سیکل حدی ممکن است رخ دهد نیز تعیین شده اند. اثرپارامترهای مختلف درسرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی نیزازجمله نتایج حائزاهمیت این پایان نامه می باشد.

کلمات کلیدی : تماس چرخ وریل- هانتینگ اولیه وثانویه- سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی- دوشاخگی- سیکل حدی.

                                                 فهرست  مطالب

فصل اول : مروری برادبیات موضوع……………………………………………………………………1

1- 1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..2

2- 1-  مروری بر کارهای انجام شده……………………………………………………………………………………………………………….3

فصل دوم : پدیده هانتینگ…………………………………………………………………………………9

1- 2-  مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………10

2- 2-  پدیده هانتینگ……………………………………………………………………………………………………………………………………..10

3- 2-  سرعت بحرانی، سیکلهای حدی ودوشاخگی در وسایل نقلیه ریلی……………………………………………………….13

4- 2-  جلوگیری از هانتینگ……………………………………………………………………………………………………………………………16

5- 2-  تئوری کلینگل……….. ……………………. ……………………. …………………………………………………………………………….16

6- 2-  حرکت هانتینگ ازبیان کلینگل………………………………………………………………………………………………………………19

7- 2-  مخروطیت معادل………………………………………………………………………………………………………………………………..19

فصل سوم : معادلات دینامیکی حاکم بر سیستم………………………………………………………. 20

1-3- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………21

2-3- مسئله تماس چرخ وریل…………………………………………………………………………………………………………………………21

3-3- تئوری خطی کالکر…………………………………………………………………………………………………………………………………26

4-3- مدلسازی تماس فلنج چرخ با ریل…………………………………………………………………………………………………………..30

5-3- سینماتیک………………………………………………………………………………………………………………………………………………31

6-3- درجات آزادی و قیود…………………………………………………………………………………………………………………………….34

7-3- معادلات عمومی حرکت چرخ و ریل……………………………………………………………………………………………………….35

8 – 3 –  معادله در راستای طولی…………………………………………………………………………………………………………………..37

9 – 3 – معادله در راستای عرضی…………………………………………………………………………………………………………………37

10 – 3 – معادله در راستای قائم…………………………………………………………………………………………………………………….38

11 – 3 – معادله در راستای رول……………………………………………………………………………………………………………………38

12 – 3 – معادله در راستای پیچ……………………………………………………………………………………………………………………..38

13 – 3 – معادله در راستای یاو……………………………………………………………………………………………………………………..38

14 – 3 –  نیروها و ممان های خزشی…………………………………………………………………………………………………………….40

15- 3 –  سختی گرانشی در راستای عرضی و یاو…………………………………………………………………………………………49

16-3- معادله بسط یافته در راستای عرضی………………………………………………………………………………………………….49

17- 3 –  معادله بسط یافته در راستای یاو…………………………………………………………………………………………………… 49

18-3- معادلاتساده سازی شده چرخ و محور……………………………………………………………………………………………….52

19-3- معادلات چرخ و ریل با در نظر گرفتن تماس چرخ با فلنج ریل……………………………………………………………..53

20-3- پایداری چرخ و محور واگن………………………………………………………………………………………………………………..54

فصل چهارم : تحلیل دینامیکی سیستم………………………………………………………………….56

1- 4- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..57

2- 4-  مدل دینامیکی………………………………………………………………………………………………………………………………………58

3- 4- روش حل مساله…………………………………………………………………………………………………………………………………..61

4-4- نتایج تحلیل عددی………………………………………………………………………………………………………………………………….66

5- 4- مطالعه پارامتریکی……………………………………………………………………………………………………………………………….69

6- 4- دمپرهای یاو………………………………………………………………………………………………………………………………………..70

7- 4-  سختی عرضی ریل……………………………………………………………………………………………………………………………..71

8- 4-  لقی بین فلنج چرخ و ریل……………………………………………………………………………………………………………………..72

9- 4-  پارامترهای دیگر…………………………………………………………………………………………………………………………………73

10- 4-  تاثیروجود بوژی وواگن برسرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی………………………………………………………….76

1- 10- 4- اثرافزودن بوژی برتحلیل هانتینگ…………………………………………………………………………………………………77

2- 10- 4- اثرافزودن بدنه واگن به سیستم چرخ ومحوروبوژی برتحلیل هانتینگ…………………………………………..79

11- 4- تاثیرتغییرتمامی متغیرها باوجود mw های مختلف…………………………………………………………………………….81

12- 4-  تاثیرتغییرتمامی متغیرها برروی Ky های مختلف……………………………………………………………………………..90

فصل پنجم : نتیجه گیری وارائه پیشنهادها…………………………………………………………….98

1-  5-  مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………99

2-  5-  نتایج تحلیلها………………………………………………………………………………………………………………………………………99

3-  5-  ارائه پیشنهادها………………………………………………………………………………………………………………………………..101

4-  5-  کارهای آینده…………………………………………………………………………………………………………………………………..102

مرجع هاوماخذها……………………………………………………………………………………………………………….103

فهرست  شکل ها وجدول ها

1- 2- حرکت نوسانی چرخ ومحور درا ثرایجاد پدیده هانتینگ………………………………………………………………………..11

2- 2- حرکت هانتینگ یک ست چرخ ومحور……………………………………………………………………………………………………11

3- 2-  موج دارشدن ریل وخط درمونیخ آلمان به دلیل هانتینگ لوکوموتیو…………………………………………………….12

4- 2- سیکل حدی دیده شده درتستی که درآزمایشگاه مونیخ روی دورولرانجام شد…………………………………….14

5- 2-   نتایج تست انجام شده درآزماشگاه بنچ مارک آلمان جهت یافتن محدوده های پایداری وسیله نقلیه…….15

6- 2- جا بجا یی عرضی وتغییرشعاع دوایردورانی چرخها…………………………………………………………………………….16

7- 2-  مدل استفاده شده توسط کلینگل برای بررسی هانتینگ………………………………………………………………………..17

1-3- چرخ غلتان روی ریل……………………………………………………………………………………………………………………………..21

2-3- شماتیک ناحیه تماس ونیروهاوممانهای اعمالی………………………………………………………………………………………22

3-3 – a : خزشهای طولی b : جانبی c : دورانی برای چرخ غلتان روی ریل …………………………………………………..23

4-3- نمای روبروی حرکت چرخ به روی ریل ……………………………………………………………………………………………….23

5-3- تغییرجهت نیروهای وارد برچرخ درموقعیتهای مختلف عرضی……………………………………………………………. 24

6-3- تغییرجهت ومقدارنیروهای وارد برچرخ درحرکت هانتینگ ……………………………………………………………………24

جدول1-3- ضرایب خزش کالکر(دورانی وطولی وجانبی) ………………………………………………………………………………28

7-3- تماس چرخ با ریل و فلنج چرخ وریل……………………………………………………………………………………………………..30

8-3- تصویرواقعی ازتماس چرخ وریل…………………………………………………………………………………………………………..31

9-3- دستگاه های مختصات استفاده شده برای استخراج معادلات…………………………………………………………………32

10-3- معرف پارامترهای تماس چرخ وریل……………………………………………………………………………………………………33

11- 3-  بردارهای مورداستفاده درنقاط تماس چرخ وریل……………………………………………………………………………..33

12-3- دیاگرام آزاد چرخ و محور………………………………………………………………………………………………………………….36

13-3- رابطه بین خزش ونیروی خزشی………………………………………………………………………………………………………..40

14-3- نیروهای خزشی وخزش بین چرخ وریل…………………………………………………………………………………………….47

جدول 2-3- اطلاعات مربوط به چرخ و محور استفاده شده در تحلیل…………………………………………………………….55

1- 4- شماتیک یک بوژی سه تکه……………………………………………………………………………………………………………………57

2- 4- دیدازبالای چرخ ومحور……………………………………………………………………………………………………………………….58

3- 4- نیروی تماسی فلنج درمقابل جابجایی عرضی محور……………………………………………………………………………..60

4- 4- لقی بین فلنج چرخ وریل ونیروی تماسی ریل وفلنج چرخ………………………………………………………………………61

5- 4- جابجایی عرضی درسرعت m/s 10……………………………………………………………………………………………………..66

6- 4- نمودارفازی حرکت عرضی چرخ ومحور درسرعت m/s 10…………………………………………………………………66

7- 4- جابجایی یاو درسرعت m/s 10 ………………………………………………………………………………………………………… 67

8- 4- نمودارفازی حرکت یاو درسرعت m/s 10………………………………………………………………………………………….. 67

9- 4 – دیاگرام دوشاخگی سیکل حدی برای پارامترهای ا سمی سیستم چرخ ومحور…………………………………….68

10- 4- پنج نوع دمپر یاو مورداستفاده درتحلیل………………………………………………………………………………………….. 70

11- 4- رفتار هانتینگ برای د مپرهای یاومختلف……………………………………………………………………………………………71

12- 4– تاثیرسختی ریل بررفتارهانتینگ…………………………………………………………………………………………………………72

13- 4- تاثیرتغییرلقی بین فلنج چرخ وریل بررفتارهانتینگ……………………………………………………………………………..73

14- 4- تاثیرسختی عرضی سیستم تعلیق اولیه برسرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی…………………………………….74

15- 4- تاثیردمپینگ عرضی سیستم تعلیق اولیه برسرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی……………………………………74

16- 4- تاثیر سختی یاو سیستم تعلیق اولیه برسرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی………………………………………….75

17- 4- تاثیر وزن چرخ ومحور برسرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی…………………………………………………………….75

18- 4- نمای ازبالا برای سیستم چرخ ومحور و بوژی…………………………………………………………………………………..77

19- 4- نموداردوشاخگی برای چرخ ومحورتنهاوسرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی………………………………………78

20- 4- تاثیروجود بوژی برروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی……………………………………………………………..78

21- 4- نمای ازبالا برای سیستم چرخ ومحور و بوژی………………………………………………………………………………….79

22- 4- تاثیروجودواگن برسرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی………………………………………………………………………..80

23- 4- اثرتغییرشعاع چرخ باجرم  kg900 چرخ ومحوربرروی نموداردوشاخگی………………………………………….81

24- 4- اثرتغییرشعاع چرخ باجرمهای مختلف چرخ ومحوربرروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی…………..81

25- 4- اثرتغییرنصف گیج خط با جرمهای مختلف چرخ ومحوربرروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی……82

26- 4- اثرتغییرمخروطیت معادل چرخ باجرمهای مختلف چرخ ومحوربرروی سرعتهای بحرانی خطیوغیرخطی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………83

27- 4- اثرتغییرلقی بین چرخ وریل باجرمهای مختلف چرخ ومحوربرروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی.83

28- 4- اثرتغییرسختی عرضی سیستم تعلیق اولیه باجرمهای مختلف چرخ ومحوربرروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی………………………………………………………………………………………………………………………………………………84

29- 4- اثرتغییر دمپینگ عرضی سیستم تعلیق اولیه باجرمهای مختلف چرخ ومحوربرروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی………………………………………………………………………………………………………………………………………………85

30- 4- اثرتغییرسختی یاوسیستم تعلیق اولیه باجرمهای مختلف چرخ ومحوربرروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….86

31- 4- اثرتغییرنصف بازوی سختی یاوسیستم تعلیق اولیه باجرمهای مختلف چرخ ومحوربرروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی………………………………………………………………………………………………………………………………….86

32- 4- اثرتغییرسختی ریل باجرمهای مختلف چرخ ومحوربرروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی…………..87

33- 4- اثرتغییربارمحوری باجرمهای مختلف چرخ ومحوربرروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی…………..88

34- 4- اثرتغییرجرم بوژی باجرمهای مختلف چرخ ومحوربرروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی…………..89

35- 4- اثرتغییرجرم چرخ ومحور با سختیهای عرضی سیستم تعلیق اولیه مختلف برروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی………………………………………………………………………………………………………………………………………………90

36- 4- اثرتغییرشعاع چرخ با سختیهای عرضی سیستم تعلیق اولیه مختلف برروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….90

37- 4- اثرتغییرنصف گیج خط با سختیهای عرضی سیستم تعلیق اولیه مختلف برروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….91

38- 4- اثرتغییرمخروطیت معادل با سختیهای عرضی سیستم تعلیق اولیه مختلف برروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی………………………………………………………………………………………………………………………………………………92

39- 4- اثرتغییربارمحوری با سختیهای عرضی سیستم تعلیق اولیه مختلف برروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….92

40- 4- اثرتغییردمپینگ عرضی سیستم تعلیق اولیه با سختیهای عرضی سیستم تعلیق اولیه مختلف برروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی………………………………………………………………………………………………………………….93

41- 4- اثرتغییرسختی یاوسیستم تعلیق اولیه با سختیهای عرضی سیستم تعلیق اولیه مختلف برروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی………………………………………………………………………………………………………………………………….93

42- 4- اثرتغییرنصف بازوی سختی یاوسیستم تعلیق اولیه با سختیهای عرضی سیستم تعلیق اولیه مختلف برروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی………………………………………………………………………………………………………94

43- 4- اثرتغییرسختی ریل با سختیهای عرضی سیستم تعلیق اولیه مختلف برروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….95

44- 4- اثرتغییرلقی بین چرخ وریل با سختیهای عرضی سیستم تعلیق اولیه مختلف برروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی………………………………………………………………………………………………………………………………………………96

45- 4- اثرتغییرجرم بوژی با سختیهای عرضی سیستم تعلیق اولیه مختلف برروی سرعتهای بحرانی خطی وغیرخطی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….97

فهرست علائم واختصارات

A ……………………………………………………………………………………………………………………………..ماتریس دینامیکی سیستم

λ ……………………………………………………………………………………………………………………… مخروطیت معادل چرخ (شیب)

r ………………………………………………………………………………………………. شعاع چرخ در حا لت مرکزیت مجموعه چرخ

R …………………………………………………………………………………………………………………………… شعاع قوس حرکت کلینگل

S ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. عرض خط

y ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. جابجایی جانبی

V……………………………………………………………………………………………………………………………………………… سرعت روبه جلو

X ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..مسافت روبه جلو

xx ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………خزش طولی

xy …………………………………………………………………………………………………………………………………………………..خزش جانبی

xsp …………………………………………………………………………………………………………………………………………………خزش دورانی

C ……………………………………………………………………………………………………………………………………….سرعت محیطی چرخ

Uw ………………………………………………………………………………………………………………………………….بردار تغییر مکان چرخ

Ur …………………………………………………………………………………………………………………………………….بردار تغییر مکان ریل

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….لغزش چرخ

P(x,y) ……………………………………………………………………..مولفه‌های x,y فشار اعمالی روی چرخ در ناحیه تماس

f ………………………………………………………………………………………………………………………ضریب اصطکاک بین چرخ وریل

f11,f22,f33,f12…………………………………………………………………………………………………………………ضرایب خزشی کالکر

G …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….مدول برشی

a و b ………………………………………………………………………………………………………..قطرهای اصلی و فرعی بیضی تماس

Cij ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….ضرایب خزشی

………………………………………………………………………………………………………………نیروی تماسی بین فلنج چرخ وریل

………………………………………………………………………………………………………………………………..دوران رول حول محور

………………………………………………………………………………………………………………………………..دوران یا و حول محور

…………………………………………………………………………………………اغتشاش دورانی از جابجایی دورانی حول محور

W…………………………………………………………………………………………………………………………سرعت زاویه ای  چرخ و محور

،  ،  ………………………………………………………………………………….لختی های دورانی اصلی چرخ و محور

m و mw ………………………………………………………………………………………………………………………………..جرم چرخ و محور

و …………………………………………………………………….به ترتیب نیروهای خزشی در نقاط تماس راست و چپ

و …………………………………………………………………به ترتیب ممان ‌های خزشی در نقاط تماس راست و چپ

……………………………………………………………………………………………………………………..نیروهای ناشی از سیستم تعلیق

………………………………………………………………………………………………………………..ممان های ناشی از سیستم تعلیق

………………………………………………………………………………………………………………………………………….وزن چرخ و محور

و  …………………………………………………………………………..نیروهای نرمال سطح در نقاط تماس راست و چپ

و  ……………………………………………………………….جزء i ام نیروهای خزشی در صفحه راستی و چپی تماس

و ……………………….به ترتیب بردار مکان نقاط تماسی سمت راست و چپ در دستگاه مختصات تعادلی

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………بارمحوری

…………………………………………………………………………………………………………………………شعاع غلتش در سمت راست

……………………………………………………………………………………………………………………………..شعاع غلتش در سمت چپ

………………………………………………………………………………………………………………………….زاویه تماس در سمت راست

…………………………………………………………………………………………………………………………..زاویه تماس در سمت چپ

IWX ……………………………………………………………………………ممان ا ینرسی حول محور طولی مجموعه چرخ و محور

IWY …………………………………………………………………………..ممان ا ینرسی حول محور عرضی مجموعه چرخ و محور

a ……………………………………………………………………………………………………………………………………….نصف فاصله گیج خط

………………………………………………………………………………………………………………………………………..نیروی دمپینگ یاو

…………………………………………………………………………………………………………………………………لقی بین فلنج چرخ وریل

Kr…………………………………………………………………………………………………………………………………………..سختی جانبی ریل

∊ ‌ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..پارامتری کوچک

μ …………………………………………………………………………………………………………………اغتشاش در سرعت رو به جلوی V

……………………………………………………………………………………………………… فرکانس طبیعی پایه سیستم خطی شده

Vn……………………………………………………………………………………………………………………………….سرعت بحرانی غیر خطی

VC …………………………………………………………………………………………………………………………………….سرعت بحرانی خطی

C1 تا C4 ……………………………………………………………………ضرایب دمپینگ برای دمپرهای یاو سیستم تعلیق اولیه

Ky ………………………………………………………………………………………………………………سختی عرضی سیستم تعلیق اولیه

Cy……………………………………………………………………………………………………………..دمپینگ عرضی سیستم تعلیق اولیه

Ky ……………………………………………………………………………………………………………………سختی یاو سیستم تعلیق اولیه

Cy2 ………………………………………………………………………………………………………….دمپینگ عرضی سیستم تعلیق ثانویه

Ky2 ……………………………………………………………………………………………………………سختی عرضی سیستم تعلیق ثانویه

mC ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..جرم بدنه واگن

mB ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..جرم بوژی

d…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..نصف گیج خط

b……………………………………………………………………………………………………….نصف بازوی سختی یاوسیستم تعلیق اولیه

مقدمه:

مدلسازی ریاضی بصورت بسیار گسترده ای برای توصیف حرکت قطار بر روی ریل مورد استفاده شده است. با توجه به تنوع پارامترهای موجود در مسا له، ایجاد نمودن یک مدل ریاضی که بتواند همه جنبه های مسئله را پوشش دهد به نظر بسیار بعید می آید. بدیهی است در این میان استفاده از مدلهای خاص هر یک با هدفی خاص (در بردارنده محدود یت هایی) بسیار راهگشا است.

عموما در بررسی دینامیک آلات ناقله و به ویژه آلات ناقله ریلی، فرض بر آن است که المان های جرمی هر یک صلب هستند. هر یک از این المانها دارای 6 درجه آزادی در راستاهای طولی، عرضی، قائم (درجات آزادی مربوط به جابجایی) رول، پیچ و یاو (درجات آزادی مربوط به دوران) هستند. برای توصیف دینامیکی هریک از این درجات آزادی نیازمند حل یک معادله دیفرانسیل درجه 2 که عموما کوپل با معادلات دیگر است می باشیم. پس برای توصیف دینامیک یک سیستم N درجه آزادی می توان گفت N×6 معادله دیفرانسیل کوپله شده باید حل شوند. بدیهی است حل این تعداد معاد له بسیار وقت گیر و هزینه بر است. در اینجاست که ما باید هدف مدل و وظیفه آن را تعیین کنیم.

مشاهدات صورت گرفته نشان داده اند که ارتباط کمی مابین حرکت وسیله نقلیه در راستای قائم و عرضی است.  با توجه به این نکته می توان گفت در بررسی عرضی وسیله نقلیه نیاز به در نظر گرفتن اثرات حرکت در راستای قائم نیست. این مسئله در ارتباط با بررسی حرکت در راستای قائم نیز صادق است. در اینجا و در این پژوهش با توجه به اینکه هدف بررسی حرکت در راستای عرضی بوده است تنها درجات آزادی یاو و عرضی در نظر گرفته شده اند.

این ساده سازی نه تنها ما را در حل مسئله کمک می نماید بلکه در انتها نیز توصیف نتایج را آسانتر        می سازد.

بررسی عرضی خود می تواند به دو شاخه تقسیم شود :

1-  بررسی پاسخ سیستم: بدیهی است در این رویکرد، هدف بررسی پاسخ سیستم به محرکهای خارجی است.

2-  بررسی پایداری در این رویکرد هدف بررسی پایداری عرضی وسیله نقلیه تحت شرایط کاری مختلف است.

همانگونه که یک سیستم در حالت استاتیکی می تواند پایدار یا ناپایدار باشد یک سیستم دینامیکی نیز می تواند پایدار یا ناپایدار باشد. همانگونه که در استاتیک معیار ما برای بررسی پایداری، بازگشت سیستم به حالت ابتدایی خود است، در دینامیکی نیز معیارهای مشابه برای بررسی پایداری وجود دارد. این معیار اینگونه مطرح می شود: یک سیستم دینامیکی ناپایدار سیستمی است که کوچکترین مقدار جابجایی (تحریک) را به بینهایت واگرا می کند.

2- 1-  مروری بر کارهای انجام شده :

اولین تحقیق وبررسی روی مسئله پایداری آلات ناقله ریلی توسط د یپیتر[1] [4] انجام شد. وی رفتار و سیکل حدی را در یک بوژی دو محوره که دارای چرخهای استوانه ای است بررسی نماید. کاروی توسط ماتسودایرا [2] [5]وویکنز[3] [6] باارائه مقالاتی دنبال شد. این کارهای اولیه شروع بررسی این موضوع توسط دیگردانشمندان بود. کوپریدر[4]  [7]اولین کسی بود که مباحث غیرخطی رادر زمینه سیستمهای ریلی بررسی کرد.وی اثرات لغزش چرخ مخروطی بودن چرخ، تماس فلنج و میزان اصطکاک کاسه بوژی را بر روی دینامیک بوژی با 6 درجه آزادی بررسی نمود. اولین تحلیل دوشاخگی مسئله حرکت آزاد یک چرخ ومحورتوسط هوا یلگول[5] [8] انجام شد ومنجربه مواجه شدن با  حالت دوشاخگی سیکل حدی شد. در     سالهای اخیرمولفان بسیاری حرکت نوسانی آشوبناک ودوشاخگی سیکل حدی رادرباره چرخ ومحور و وسایل نقلیه ریلی مورد بررسی قرار داده اند.

تحلیلهای تئوریکی زیادی برای پیش بینی سرعتهای بحرانی دردینامیک غیرخطی چرخ ومحورها و وسایل نقلیه ریلی انجام شده اند. لاو و برند[6]  [9]ازروش کریلوف – بوگولیوبوف[7] [20] برای استخراج    دامنه های ارتعاشات چرخ ومحوراستفاده کرده اند. آنها در بررسی خود ازروش اغتشاش برای تحلیل پایداری حرکت نوسانی استفاده کردند. آنها تاثیر پروفیل چرخ وهمچنین تماس فلنج رادراین مطالعه بدست آوردند. سعی نمودند تا با متدی مشابه رفتار یک تک محور را در قوس با درنظر گرفتن تماس فلنج بررسی نمایند. در این مدل تماس فلنج بصورت یک عدد فنر خطی با لقی برابر با لقی گیج خط مدل شده بود.

شفل[8]  [10]بصورت تئوریکی وابستگی پایداری هانتینگ را به ضرایب خزش نشان داد واثردمپینگ سیستم تعلیق را برپایداری وسیله نقلیه وچرخ ومحورراموردمطالعه قرارداد.

درتلاشی که توسط هانس ترو[9]، مهدی احمد یان ویانگ[10] [11,12,13] انجام شد، اثرغیرخطی دمپینگ یاو طولی بررفتارهانتینگ وطبیعت دوشاخگی سیکل حدی در یک چرخ ومحور و همچنین دریک بوژی دومحوره رابررسی کردند. بررسی ایشان حاکی ازاین بود که افزایش متوسط دمپینگ یاو باعث کاهش سرعت بحرانی هانتینگ می شود وافزایش بسیارزیاد در دمپینگ یاورفتارهانتینگ رادرزمینه کنترل بهترودامنه هانتینگ بهبود می بخشد. هوراک و ورملی[11]  [14]اثرچین خوردگی سطح ریل را بررفتارهانتینگ یک بوژی مسافری موردآزمایش قراردادند. به علاوه آنها تاثیر پارامترهای سیستم تعلیق اولیه وهندسه چرخ ومحوررا بر پایداری بوژی بررسی کردند.

 

تعداد صفحه : 125

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09199970560        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید