المانهای مرزی نامحدود و کاربرد آنها در تحلیل دینامیکی خطوط راهآهن

سازه روسازی راه آهن، سازهای است با طول نامحدود که مدل سازی آن همواره با قبول فرضیاتی برای شرایط مرزی صورت میگیرد. عملاً روشهای مختلفی برای مدلسازی، تشکیل معادلات حرکت و تحلیل دینامیکی این روسازیها وجود دارد.یکی از این روشها، مدلسازی روسازی ب ه وسیله المانهای محدود اس ت. اغلب در چنین مدلی، طول محدودی از آن مدلسازی شده و شرایط مرزی تعریف شده اعمال میشوند. انتخاب شرایط مرزی، اثراتی بر روی پاسخهای دینامیکیتحمیل میکند و برای کاهش چنین اثراتی معمولاً طول خط آهن را تا حدی انتخاب میکنند که پاسخهای دینامیکی اجزاء خطآهن (شتاب، تغییر مکان و سرعت ارتعاشی) در نقاط انتهایی تقریباً صفر باشد. به این ترتیب افزایش طول باعث افزایشتعداد درجات آزادی معادلات، حجم دادهها و طولانی شدن تحلیل م یش ود. ب ه همین م نظور، در این مقاله ترکیبی ازالمانهای محدود و المانهای نامحدود (دو المان انتهایی) برای مدلسازی خط آهن پیشنهاد شده است. همچنین ماتریسهای جرم، میرایی و سختی یک المان نامحدود که بر روی بستر ویسکوالاستیک قرار دارد، با استفاده از توابع شکل انتخابی محاسبه شده است. به این ترتیب با استفاده از دو المان نیمه محدود در طرفین مدل خط آهن به صورت تیر بر روی بستر ارتجاعی، امکان حذف اثرات شرایط مرزی فراهم میشود.

کلیدواژه ها:

روسازی راه آهن ، دینامیک خط آهن ، المانهای نامحدود ، شرایط مرزی