بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله، شبیهسازي و تحلیل دینامیکی لکوموتیو MAP24 شرکت مهندسی و ساخت لکوموتیو مپنا با استفاده از نرم افزار SIMPACK به منظور تعیین فضاي گاباري استاتیکی و دینامیکی انجام شده است. هدف از این مقاله تعیین مرز مجاز بیرونی لکوموتیو MAP24 میباشد. از این مرز هندسی می توان جهت اعمال تغییرات در شکل بدنه لکوموتیو به منظور طراحی جدید سازه
فلزي لکوموتیو استفاده کرد.در این مقاله ابتدا داده هاي ورودي از مدارك موجود و تخمین برخی داده هاي اینرسی و مراکز جرم با مدلسازي در نرم افزار CATIA انجام شده است. سپس مدل دینامیکی لکوموتیو بر اساس داده هاي جمع آوري شده تهیه و در ادامه مدل خطوط شبیه سازي بر اساس الزامات معرفی شده در استاندارد UIC 518 و EN14363 آماده شده است.
با مدلسازي سنسورهاي مورد نیاز برايثبت جابجایی بر حسب زمان، شبیه سازي در خطوط مدلسازي شده انجام و نتایج اولیه استخراج و در نهایت با پردازش آنها با استفاده از SIMPACK Post processor، MATLAB و Excel، نتایج نهایی به صورت نمودار ارایه شده است. داده ها و نمودارهاي نهایی مرز گاباري استاتیکی و دینامیکی را براي طراحی و ساخت بدنه و دماغه لکوموتیو را مشخص می کند و این امکان را می دهد تا حداکثر فضاي مورد نیاز جهت استفاده در طراحی و ساخت بدنه و دماغه لکوموتیو ذکر شده استفاده گردد.
کلمات کلیدي: لکوموتیو MAP24؛ گاباري استاتیکی و دینامیکی؛ شبیه سازي دینامیکی
1. مقدمه
یک وسیله نقلیه ریلی جهت سیر ایمن در طول یک مسیر، نیازمند فضاي آزاد کافی در اطراف خود میباشد. این فضاي مورد نیاز تحت عنوان گاباري شناخته شده و مطابق با استانداردهاي بینالمللی UIC، باید توسط راهآهن رعایت شده و مرجع یکسانی براي خطوط مختلف مشابه از لحاظ گاباري وجود داشته باشد. از آنجا که خطوط قوسدار داراي شیب عرضی بوده و ضمنا وسیله نقلیه ریلی نیز امکان جابجایی عرضی را داراست، لذا این موارد اهمیت بالاتري براي گاباري دینامیکی ایجاد مینماید. لذا، تحلیل گاباري دینامیکی یک وسیله نقلیه از موضوعات مهم در طراحی ماشینهاي ریلی میباشد.
استاندارد UIC 505-1 با عنوان "گاباري ساخت وسایل نقلیه ریلی" [1] مرجع اصلی در این رابطه میباشد. در این استاندارد، پس از تعریف برخی پارامترها و مفاهیم هر یک از آنها، تحلیلهاي مختلفی از چگونگی محاسبات گاباري و فرمول هاي مربوطه ارائه شده است و با توجه به این فرمولها و الزامات معرفی شده به صورت دستی نیز امکان محاسبه گاباري وجود دارد که مانند تمامی فرآیندهاي محاسباتی کاري وقت گیر و پیچیده است. یکی از راههاي بررسی گاباري، شبیهسازي نرمافزاري میباشد و در این مقاله با نرم افزار نام آشناي SIMPACK لکوموتیو MAP24 شرکت مهندسی و ساخت لکوموتیو مپنا شبیه سازي و با توجه به نیاز واحدطراحی این شرکت، مرز بیرونی مورد نیاز مشخص شده است.
2. بیان مسئله، معرفی لکوموتیو و هدف مقاله
با توجه به لزوم تغییر بدنه و بازطراحی دماغه لکوموتیو در پروژه طراحی و ساخت لکوموتیو MAP24 در شرکت مهندسی و ساخت لکوموتیو مپنا، تحلیل گاباري و مشخص کردن مرز مجاز بیرونی لکوموتیو MAP24 بر اساس استاندارد UIC 505-1 ضروري می باشد. لذا لکوموتیو پایه GT26CW به عنوان مبناي کار قرار داده شده است و بر اساس آن تحلیل گاباري استاتیکی و دینامیکی
بر اساس استاندارد ذکر شده انجام شده است.براي بررسی گاباري استاتیکی، باید پروفیل مرجع موجود در استاندارد UIC 505-1 با بیشترین مقطع عرضی لکوموتیو MAP24 مقایسه شود. براي این منظور، مدل سه بعدي مونتاژي لکوموتیو و مدل پروفیل مرجع تهیه شد. در شکل - 1 - مشاهده می شود که گاباري استاتیکی این لکوموتیو مطابق استاندارد می باشد و در داخل مرزهاي مشخص شده پروفیل استاندارد قرار دارد.
براي شبیه سازي و تحلیل دینامیکی و به تبع آن تحلیل گاباري لکوموتیو MAP24، از منابع مختلف مانند نقشه هاي موجود و MIها [5]، داده هاي مورد نیاز اعم از ابعادي، اینرسی سختی فنر، ضریب استهلاك محاسبه و استخراج گردیده است. شکل - 2 - تصویر لکوموتیو پایه GT26CW و جانمایی مجموعه هاي بوژي را نشان می دهد.مشخصات ابعادي کلی لکوموتیو MAP24 به شرح جدول - 1 - می باشد :[5]
.3مدلسازي دینامیکی لکوموتیو MAP24 در نرم افزار SIMPACK
با توجه به اهمیت پروفیل چرخ و ریل در تحلیل دینامیکی، پروفیل چرخ لکوموتیو MAP24 از نوع پروفیل G29 است که در دادههاي مرجع نرم افزار SIMPACK موجود نیست. نقشه پروفیل مذکور تهیه و با تهیه مدل در نرم افزار CATIA، به تعداد 1000 نقطه از پروفیل مختصاتبرداري شد. این 1000 نقطه پس از کنترل شکل آن با نرم افزار MATLAB و اطمینان از عدم اشکال در داده ها، وارد نرم افزار SIMPACK شد.
