مطالعه طول بلند‏شدگی ریل راه آهن در مدل وینکلر اصلاح شده

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم وصنعت ایران

2 دشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

تاکنون مدل‏سازی‏های متنوعی در تحلیل و طراحی خطوط ریلی صورت گرفته است. در برخی از مدل‏ها فنرهای زیر ریل به صورت فشاری و کششی می‏باشند، که از آن جمله می‏توان به مدل تیر بر روی بستر ارتجاعی (مدل وینکلر) اشاره کرد. از آنجایی که بستر زیر ریل دارای مقاومت کششی نمی‏باشد، فنرهای به کشش افتاده در مدل وینکلر نبایستی هیچ‏گونه سختی از خود نشان دهند تا یک مدل واقعی حاصل شود. با توجه به سادگی و کاربرد وسیع تئوری وینکلر در حوزه مهندسی و دارا بودن محدودیت‏ها و اشکالات وارده بر آن، سعی شده برخی از این محدودیت‏ها رفع شوند. در این مقاله با در نظر گرفتن وزن مرده ریل و تراورس با کمک مدل سای-وستمن با حذف فنرهای کششی به اصلاح مدل وینکلر پرداخته می‏شود. با فرموله کردن و تشکیل معادلات دیفرانسیل تغییر شکل تیر با شرایط مذکور، حل ریاضی آن‏ها به شکل بسته صورت گرفته است. همچنین تلاش شده با استخراج نمودارهای بدون بعد، حساسیت‏سنجی سختی بستر و نوع پروفیل ریل و بار چرخ وسائط نقلیه ریلی در مقابل طول بلند شدگی خط صورت گیرد. با توجه به شرایط خطوط ریلی کشور و بار محوری عبوری، یک مطالعه موردی و در نهایت مقایسه طول ناحیه کششی (غیر تماسی) و فشاری مدل وینکلر، سای- وستمن ارائه شده است. با حل معادلات و رسم نمودار خیز ریل در حالت اصلاح شده مشاهده می‏شود که طول ناحیه غیر تماسی و ارتفاع بلندشدگی خط ناشی از یک بار متمرکز بیش از مدل وینکلر می‏باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study on Lifted-up Length of Rail in Modified Winkler Model

نویسندگان [English]

  • J. Ali Zakeri 1
  • M. Emad Motieyan 1
  • Morad Shadfar 2
1 School of Railway Engineering, Iran University of Science and Technology
2 School of Railway Engineering, Iran University of Science and Technology

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sub-grade modulus
  • BOEF
  • Winkler's theorem
  • Tsai and West Mann model
  • Rail track deflection

مراجع

[1]        Wang, Y. H, Tham, L. G., Cheung, Y. K., "Beams and Plates on Elastic Foundations: A Review",Wiley Inter Science, May 2005, pp. 174-182.
[2]        Coşkun, I., Engin, H., Özmutlu, A. "Response of a Finite Beam on a Tensionless Pasternak Foundation Under Symmetric and Asymmetric Loading", Structural Engineering and Mechanics, 2008, 1, 21-36.
[3]        Ma, X., Butterworth, J. W., Clifton, G. C. "Static Analysis of An Infinite Beam Resting on A Tensionless Pasternak Foundation", (2009) European Journal of Mechanics, A/Solids, 28 (4), pp. 697-703.
[4]        Zhang, Y, "Tensionless Contact of a Finite Beam Resting on Reissner Foundation", International Journal of Mechanical Sciences, 2008, 50 (6), 1035-1041.
[5]        HE Fa ng-she, LIU Xiao-mei, JIANG Xu, "Galerkin Method Used to Solve the Bending Problem of Beams on Tensionless Winkler Foundations", Journal of Xi'an University of Architecture and Technology 2009, 41 (3), 324-327.
[6]        Ma, X., Butterworth, J. W. Clifton, G. C. "Response of An Infinite Beam Resting on a Tensionless Elastic Foundation Subjected to Arbitrarily Complex Transverse Loads", Mechanics Research Communications, 2009, 36 (7), 818-825.
]7[     مطیعیان نجار، م. ع.، "تدقیق تئوری وینکلر با حذف فنــرهای کششـی و حل معادلات آن به روش عددی (FEM) و ریاضــی به شکل بسته
 (Closed Form Solution)"، پایان‏نامه دوره کارشناسی، دانشگاه علم و صنعت ایران- دانشکده مهندسی راه آهن، مهر 1387.
[8]           Tsai, N. C., Westmann, R. A., "Beam on Tensionless Foundation", Proc. ASCE, J. Struct. Div., 1966, 93, 1-12,
[9]        Adin, M. A., Yankelevsky, D. Z., Eisenberger, M., "Analysis of Beams on Bi-Moduli Elastic Foundation", Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 1985, 49, 319-330.
[10]     Scott. R., "Foundation Analysis", Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, USA, 1981.
 [11]    Shokrieh, M., Rahmat, M., "Effects of Young’s Modulus on Response of Railway Sleeper", Applied Mathematical Modelling, 2007, 31, 700-711.
[12]     Kjell Arne Skoglund, "A Study of Some Factore in Mechanistic Railway Track Design", Doctoral thesis, NorwegianUniversity of Science and Technology, Faculty of Engineering Science and Technology, ISBN: 82-471-5450-1, 2002.
[13]     Weitsman, Y., "On Foundations That React in Compression Only", Journal of Applied Mechanics, 1970, 37, No.1, 1019-1030.
[14]     Hetényi, M., "Beams on Elastic Foundation. Theory with Applications in the Fields of Civil and Mechanical Engineering", The University of Michigan Press, Ann Arbor, 1996.
[15]     MATLAB, The Language of Technical Computing, Version 7.0.4 365 (R14) Service Pack 2, 2005.
[16]     Maple 11.0, Maplesoft: a Division of Waterloo Maple Inc., 1981-2007.
]17[    ذاکری، ج.ع.، مطیعیان، م.ع.، "حساسیت‏سنجی سختی بستر در مقابل بلندشدگی خطوط ریلی با مدل اصلاحی وینکلر"، همایش بین‏المللی راه‏آهن. تهران، شهریور 1387.
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
دوره 42.1، شماره 66 - شماره پیاپی 66
بهار 1391
خرداد 1391
صفحه 21-28

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار