تحلیل المان محدود خستگی تماس غلتشی در سوزن‌های متداول در خطوط ریلی ایران

بالاترین توزیع خراب یهای گزارش شده در خطوط راه آهن وابسته به سوزن‌ها است. علل اصلی این خرابی‌ها را می‌توان در: نیروهای تماس چرخریل بالا، خزش در تیغه سوزن به علت تغییرات در پروفیل ریل و عدم پیوستگی در پروفیل ریل درگذر از ریل بال و نیشدلی که سبب نیروی‌های برخورد شدید می‌شود، جستجو کرد. در این مقاله روشی برای محاسبه عمر خستگی در نیشدلی سوزن ارائه شده است. ابتدا مدلی دینامیک در مسیر کامل سوزن شامل پانل سوئیچ و تقاطع شبیه‌سازی شده است. به‌منظور بررسی دقیق‌تر نیشدلی سوزن به دلیل بحرانی بودن این نقطه از خط، نتایج نیروهای حاصل از مدل دینامیک به مدلی استاتیک با جزئیات بیشتر انتقال داده شده است. سپس نتایج تنش و کرنش استخراج شده تا یک تحلیل خستگی برای یافتن عمر و صفحه جوانه زنی ترک خستگی تماس غلتشی، روی نیشدلی سوزن ارائه شود. با توجه به اهمیت مقوله خستگی و لزوم بررسی تاثیر متغیرهای مختلف بر میزان عمر خستگی، مطالعه پارامتریک با در نظرگیری متغیرهایی نظیر سرعت سیر، وزن واگن، ضریب اصطکاک و نوع سوزن انجام شده است. نتایج بیانگر عمرهای جوانه‌زنی ترک کمتر در سوزن‌های uic 60 و قوس‌ها با شعاع بیشتر است. نیروهای تماس کمتری در سوزن‌های uic 60 نسبت به u 33 مشاهد هشده است، همچنین با بالا رفتن ضریب اصطکاک عمر خستگی به‌طور محسوسی کاهش یافته است.

Numerical Analysis of Rolling Contact Fatigue in Common Turnouts of Iran Railway Track

The highest amount of reported failures in railway tracks are due to turnout problems. The main causes of these breakdowns are: high wheelrail contact forces, creep in the switchblade due to changes in the rail profile, and inconsistency in the rail profile during wheel passage over wing rail and crossing nose causing collision forces. In this paper, a new method for crossing nose fatigue life prediction is presented using the finite element approach. Firstly, a dynamic model containing a complete turnout (switch and crossing panels) is simulated. For a closer look at the crossing, the results of the forces generated by the dynamic model are transmitted to a more detailed static model at specific sections, because of the criticality of this point in track. Then the stress and strain results are extracted to perform the fatigue analysis on the crossing nose in order to calculate fatigue crack initiation life and critical planes. Regarding the importance of fatigue and the necessity of investigating the effect of different variables on fatigue life, a parametric study is conducted considering variables such as velocity, wagon weight, and turnout type. The results indicate that the predicted fatigue life in UIC60 crossings is less than U33. Also, by increasing the wagon weight and speed or the curve radius fatigue crack initiation life have increased.ntrol the lockin regime.