نام پژوهشگر: رضا احراری

تحلیل تنش و بهینه سازی ساختاری صفحه عایق اتصال دهنده ریل ها
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده فنی و مهندسی 1389
  رضا احراری   محمد حسین ابوالبشری

صفحات عایق اتصال دهنده ی ریل ها، یکی از اجزا مهم و پرکاربرد در خطوط ریلی می باشند. عملکرد اصلی صفحه عایق اتصال، تقسیم بندی خطوط ریلی به مدارهای الکتریکی مجزا در عین حفظ یکپارچگی مکانیکی آن می باشد. سفتی خمشی صفحات اتصال به مراتب از سفتی خمشی ریل کمتر است. این مساله به همراه ناپیوستگی موجود در ریل در مکان صفحه اتصال، منجر به افزایش نیروهای دینامیکی چرخ به ریل و در نتیجه بیشتر شدن خیز صفحه و به نوبه خود افزایش تنش در آن می گردد که نتیجه آن خرابی زود هنگام اتصال و زیر ساخت های خطوط ریلی در آن منطقه می باشد. این قطعه به دلایل مختلف دچار از کارافتادگی می شود. خرابی مکانیکی، یکی از دلایل معمول از کارافتادگی این قطعه می باشد که به خاطر به وجود آمدن تنش های بالا در آن، ترک خورده یا می شکند. در این پروزه ابتدا با مدل سازی کامل چرخ، ریل و صفحه اتصال و با انجام تحلیل صریح ls-dyna نرم افزار ansys، آنالیز دینامیکی مجموعه انجام شده و مقدار ماکزیمم تنش فون مایز و عوامل موثر در آن و همچنین گستره تنش در بدترین حالت به دست می آید. سپس با در نظر گرفتن صفحه عایق اتصال به تنهایی و با اعمال شرایط مرزی و بارگذاری های مختلف، مدل ساده شده استاتیکی آن که از لحاظ گستره تنش با نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی مطابقت دارد به دست می آید. از مدل ساده شده برای بهینه سازی ساختار صفحه اتصال استفاده می شود. برای انجام تحلیل بهینه سازی از زبان برنامه نویسی ماکروی نرم افزار ansys و روش eso با معیار انرژی کرنشی استفاده شده است. در این روش ابتدا قسمت هایی از سازه که نمی توانند تحت تغییر شکل احتمالی قرار گیرند مشخص شده و سپس شکل بهینه آن برای تحمل تنش بهتر تحت بارگذاری و شرایط قیدی مشخص شده به دست می آید. نتایج به صفحه ای با 30 درصد حجم کمتر و 28 درصد تنش فون مایز بیشینه کمتر نسبت به نمونه اولیه صفحه اتصال، منجر شده است.