تعیین طول آستانه و بحرانی ترک زیرسطحی برای چرخ سامانه ریلی ایران

Abstract

در دهه اخیر، کاهش میزان سایش، افزایش بار محوری چرخ ها و سرعت سیر قطارها، آسیب اصلی چرخ های فولادی را از سایش به خستگی تماس غلتشی (RCF) تغییر داده است. RCF باعث ایجاد تر کهای سطحی و زیرسطحی می شود. تر کهای سطحی در تقابل با سایش عمدتاً از بین می روند اما تر کهای زیرسطحی رشد کرده و منتج به شکستهای عمیق تر و سانحه خیزتر می شوند. داشتن معیاری از طول ترک آستانه و بحرانی برای تعیین امکان رشد ترک های تشخیص داده شده در چرخ ها و نیز شرایط بحرانی تر کهای زیرسطحی، امری حیاتی در فرایند نگهداری و تعمیرات سامانه های حمل و نقل ریلی به شمار می آید. در این مقاله، ابتدا با تحلیل اجزا محدود تماس چرخ منوبلوک گرید R7T و ریل UIC60 سامانه ریلی ایران در نرم افزار آباکوس به استخراج دامنه ضریب شدت تنش ترک زیرسطحی اقدام شده است. سپس با استفاده از روابط مکانیک شکست، روابط تقریبی ارائه شده در مقالات و خواص مکان کیی فولاد ،R7T طول ترک آستانه و بحرانی در چرخ فولادی سامانه ریلی ایران تع یین شده است. نتایج نشان می دهد که ترک زیرسطحی با طول تقریبی 3 میلی متر در چرخ، قابلیت رشد تدریجی را دارا بوده و قبل از رسیدن به طول بحرانی و وقوع شکست بحرانی، به دلیل محدودیت های هندسی منجربه به شکست چرخ خواهد شد.