شبیه سازی سه بعدی رشد ترک خستگی در حمل و نقل ریلی

حمل و نقل مبتنی بر ریل یکی از شیوه های متداول شهرسازی معاصر در جهان می باشد که استفاده گسترده از آن، ضرورت مطالعه در این حوزه را نمایان می سازد. هدف از این مقاله، بررسی تاثیر جهت حرکت بار بر روی رشد ترک خستگی در ریل می باشد . بدین منظور از نمونه ریل موجود در سامانه ریلی ایران یعنی ریل uic60 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 و 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 ضریب شدت تنش بدست آمده است. در ادامه رشد ترک تحت بار خستگی و به صورت سه بعدی مدل گردیده است، در این ارتباط رابطه پاریس به عنوان معیار سرعت رشد و راستای تنش مماسی ماکزیمم به عنوان امتداد رشد ترک در نظر گرفته شده است. مقایسه نتایج بدست آمده نشان داد 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. بدیهی است که نتایج این تحقیق دستاوردهای کاربردی و مهمی در راستای شهرسازی معاصر جهان دارد.