بررسی تاثیر پارامترهای دینامیکی بر سرعت بحرانی واگن مولد بخار مجهز به بوژی Y25

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 کارشناس دفتر مهندسی نظارت ناوگان / راه آهن جمهوری اسلامی ایران

2 عضو هیات علمی

چکیده

واگن مولد بخار از نوع واگن های کمکی در تشکیل آرایش قطار است که وظیفه تولید بخار آب جهت استفاده در سیستم گرمایش واگن های مسافری را بر عهده دارد. در حال حاضر قریب به 60 واگن مولد بخار در ناوگان راه آهن جمهوری اسلامی ایران در حال بهره برداری هستند. به علت محدودیت های دینامیکی، حداکثر سرعت سیر این واگن ها برابر با 120 کیلومتر در ساعت تعیین شده است که 20 کیلومتر بر ساعت کمتر از حداکثر سرعت سیر اکثر واگن های مسافری می باشد. این اختلاف در محدودیت سرعت منجر به کاهش سرعت حرکت قطار و در نتیجه کاهش ظرفیت حمل و نقل در شبکه ریلی کشور می گردد. در این مقاله مدل پارامتری از ارتعاشات عرضی واگن مولد بخار با هدف شناسایی اثر پارامترهای مختلف بر حداکثر سرعت سیر توسعه داده شده است. سپس مقادیر ویژه و نسبت میرایی سیستم برای سرعت های مختلف محاسبه شده است. در سرعت هایی که نسبت میرایی سیستم منفی گردد، ناپایداری رخ داده است و سرعت مربوطه، سرعت بحرانی سیستم خواهد بود. نتایج بدست آمده نشان می دهد افزایش فاصله بین دو محور بیشترین تاثیر را بر افزایش حداکثر سرعت سیر دارد ولی ایجاد تغییر در این پارامتر نیازمند ایجاد تغییرات اساسی در طراحی بوژی است. از سوی دیگر با کاهش 30 درصدی ظرفیت مخزن‌های آب و سوخت و نیز سختی جانبی بین فریم و محور، حداکثر سرعت قابل سیر به میزان 17.8 درصد افزایش یافته و به 162.7 کیلومتر بر ساعت می رسد.

کلیدواژه‌ها


[1] Iwnicki, SD, Stichel, Sebastian, Orlova, A, and Hecht, M. Dynamics of railway freight vehicles. Vehicle system dynamics, 53(7):995–1033, 2015.  

[2] Spiryagin, Maksym, Cole, Colin, Sun, Yan Quan, McClanachan, Mitchell, Spiryagin, Valentyn, and McSweeney,Tim. Designandsimulationofrailvehicles. CRC Press, 2014.

[3] Thompson, John Michael Tutill, Thompson, Michael, and Stewart, HB. Nonlinear dynamics and chaos. John Wiley & Sons, 2002.

 [4] Esveld, Coenraad. Modern railway track. 2001.

 [5] Jensen, Carsten Nordstrøm and True, Hans. On a new route to chaos in railway dynamics. Nonlinear Dynamics, 13(2):117–129, 1997.

[6] Ahmadian, Mehdi and Yang, Shaopu. Hopf bifurcation and hunting behavior in a rail wheelset with flange contact. Nonlinear Dynamics, 15(1):15–30, 1998.

 [7] Yabuno, H, Okamoto, T, and Aoshima, N. Effect of lateral linear stiffness on nonlinear characteristics of hunting motion of a railway wheelset. Meccanica, 37(6):555–568, 2002.

[8] Karami, Mohammadi A and Ale Ali, N. Effects of nonlinearsuspensiononhuntingandcriticalvelocityofrailway wheelset. 6(2):51–59, 2013.

[9] Younesian, D, Jafari, AA, and Serajian, R. Effects of the bogie and body inertia on the nonlinear wheel-set hunting recognized by the hopf bifurcation theory. Int J Auto Engng, 3(4):186–196, 2011. [10] BSEN 14363 : Testingfor the acceptanceof running characteristics of railway vehicles - testing of running behavior and stationary tests. British Standards Institution, 2005.

[12] Molatefi, H, Hecht, M, and Kadivar, MH. Critical speed and limit cycles in the empty y25-freight wagon. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 220(4):347–359, 2006.

[13] Wang, Tianlong, Liu, Pengfei, Xiang, Fan, and Liang, Yu. A brief review of modelling and simulation of three dimensional train system dynamics. Journal of Advances in Vehicle Engineering, 3(2), 2017.

[14] Orlova, Anna and Boronenko, Yuri. The anatomy of railway vehicle running gear. Handbook of railway vehicle dynamics, 3:1–552, 2006.

[15] UIC 515-1: General provisions applicable to components of trailer bogies. International Union Railways, 2003.

 [16] UIC518: Testingandapprovalofrailwayvehiclesfromthe point of view of their dynamic behavior, safety, track fatigueandrunningbehavior. InternationalUnionRailways, 2009.