مدلسازی سه بعدی روسازی بتنی راه آهن به منظور بررسی پاسخ فرکانسی خط

با گذشت زمان، به دلیل محدودیت­های زیاد خطوط بالاستی (برای مثال، محدودیت افزایش سرعت و ظرفیت باربری) و هزینه­های تعمیرات این خطوط، طرح استفاده از خطوط بتنی جایگزین خطوط بالاستی شد. اما با استفاده از خطوط بتنی، ابعاد جدیدی در زمینه دینامیک این خطوط مطرح گردید. هدف از این مطالعه، بررسی تأثیر پارامترهای ابعادی و مکانیکی اجزای تشکیل‌دهنده خط (شامل ضخامت و مدول الاستیسیته لایه­ها) روی پاسخ دینامیک قائم مدل سه‌بعدی با استفاده از روش المان محدود است. خط بتنی رهدا 2000 به‌عنوان یکی از پرکاربردترین خطوط مورد استفاده در دنیا، برای این مطالعه انتخاب شد.  تحلیل اجزای محدود خط به دو صورت تحلیل فرکانسی و تحلیل دینامیک حالت پایدار انجام شد. با استفاده از تحلیل فرکانسی، فرکانس­های طبیعی و مدهای ارتعاشی متناظر آن و سپس به کمک تحلیل دینامیک حالت پایدار، تابع پاسخ فرکانسی خط استخراج گردید. مقایسه بین نتایج نشان داد که کاهش مدول الاستیسیته اجزای تشکیل‌دهنده­ خط منجر به کاهش فرکانس­های تشدید و افزایش پاسخ فرکانسی قائم خط شده است. همچنین، افزایش ضخامت لایه­ها منجر به افزایش فرکانس­های تشدید و کاهش پاسخ­های فرکانسی شده است. مدول لایه هیدرولیکی و ضخامت لایه بتنی پارامتر­هایی بودند که بیشترین تأثیر را در رفتار دینامیک قائم این خط بتنی داشتند.