محاسبه ضرایب شدت تنش در ریل راه آهن تحت تاثیر نفوذ سیال

چرخ و ریل یکی از اجزای اصلی سامانه ریلی هستند. یکی از عیوب شایع در سامانه ریلی ایران، ترک خستگی است. پیشرفت ترک منجر به شکست چرخ و ریل و آسیب رساندن به سایر قطعات می شود. به همین دلیل مدل سازی سه بعدی رشد ترک، بررسی اثر پارامترها و پدیده های مختلف بر عمر خستگی چرخ/ریل، از موضوعات مهم تحقیقاتی است. هدف از این مقاله، بررسی تاثیر جهت حرکت بار و نفوذ سیال بر روی شروع ترک خستگی در ریلهای راه آهن می باشد. بدین منظور از نمونه ریل موجود در سامانه ریلی ایران با هندسه دقیق پروفیل و روش اجزای محدود استفاده شده است. در این راستا ابتدا یک مدل المان محدود الاستیک-پلاستیک سه بعدی ارائه می شود. با استفاده از این مدل، محل تنش حداکثر ناشی از تماس چرخ و ریل بدست می آید. سپس با استفاده از کد المان مرزی ضمن انجام تحلیل تنش به ازاء موقعیت های مختلف استقرار چرخ، مقادیر مختلف ضرایب شدت تنش بدست آمده است. مقایسه نتایج بدست آمده نشان داد در حضور سیال ترک در هر دو جهت رشد می کند اما ترک در جهت حرکت چرخ رشدی سریع تری نسبت به ترک در خلاف جهت حرکت دارد.

کلیدواژه ها:

ترک خستگی ، شکست ، ضریب شدت تنش ، سیال ، المان محدود ، المان مرزی