بررسی شرایط هندسی تماس ریل و چرخ با استفاده از مدل اجزاء محدود

ریل و چرخ تابع عوامل متعددی است که از مهم ترین آنها در حوزه تماس الاستیک، شکل هندسی پروفیل ریل و چرخ است. شرایط تماس ریل و چرخ به طور مستقیم بر مقدار و نحوه سایش آنها در خطوط راه آهن مؤثر است. با توجه به اینکه تئوری های موجود در مورد تماس اجسام از جمله تئوری هرتز دارای محدودیتهای عمده ای در شرایط خاص تماس ریل با چرخ است در این مقاله سعی شده است تا به وسیله یک مدل اجزاء محدود بررسی دقیق تری بر روی تماس ریل با چرخ صورت گیرد. به منظور اطمینان، نتایج مدل با نتایج دو مدل دیگر- مدل ساخته شده با نرم افزار ABAQUS و مدل آقای سایمون ایونیسکی در سال2003 - صحت سنجی شده است. سپس علاوه بر مدل سازی تماس در شرایط نو بودن ریل،تماس ریل و چرخ در وضعیت ریل سایش یافته نیز بررسی شده است. با استفاده از یک نیروی جانبی، شرایط تماس در حالت عبور از قوس (تماس دو نقطه ای) و نواحی مختلف تماس بین چرخ و ریل بررسی شد. نتایج حاصل از تحلیل مدل حاکی از اختلاف قابل توجه بین پارامترهای تماسی حاصل از تئوری هرتز و مدل اجزاء محدود است که علل عمده این اختلاف را می توان در فرضیات پایه روش تئوری هرتز جستجو کرد. همچنین نتایج، برتری استفاده از پروفیل های جدید چرخ که قادر به برقراری تماس تطبیقی با ریل نو هستنند(مانند ORE-S1002)را نشان می دهد.