رشد ترک عرضی داخلی در ریل های سامانه ریلی تحت خستگی تماس غلتشی (rcf)

رشد صنعت حمل و نقل یکی از شاخص های مهمی است که میزان توسعه هر کشوری را بخوبی نشان می دهد. چرخ فولادی راه آهن در محدوده عمر کاری خود عمدتاً حرکت غلتشی و ندرتاً لغزشی بر روی ریل دارد. این حرکت غلتشی باعث می شود که، هر نقطه از سطح ریل در کسری از زمانِ یک دور غلتش کامل چرخ روی ریل، بارگذاری خستگی را تحمل نماید. این نوع خستگی را خستگی تماس غلتشی می نامند. خستگی تماس غلتشی منجر به ایجاد و رشد ترک های سطحی و زیرسطحی در چرخ و ریل می شود. غیرخطی بودن ماهیت تماس و همچنین رفتار ماده با فرض تغییرشکل پلاستیک، تحلیل تماس چرخ و ریل را با پیچیدگی های خاصی روبرو می کند. ترک های سطحی در تقابل با سایش عمدتاً از بین می روند اما ترک های زیر سطحی رشد کرده و منجر به شکست های عمیق تر و سانحه خیزتر می شوند. این پایان نامه به مدلسازی تماس چرخ و ریل، و همچنین ترک عرضی داخلی در ریل های راه آهن ایران توسط نرم افزار اجزاء محدود آباکوس، جهت بررسی رشد ترک و محاسبه عمر ریل برای جلوگیری از وقوع شکست ریل و خروج از خط قطار می پرازد. برای این منظور ترک عرضی داخلی بیضوی (لکه بیضی ) در ریل uic60 مدلسازی و ضرایب شدت تنش چهار رأس قطرهای این ترک بیضوی استخراج می گردد. بدلیل وجود تنش خمشی فشاری در تاج ریل، و عرضی بودن ترک، ضریب شدت تنش مود i، صفر بدست می آید ولی مودهای برشی ii و iii باعث رشد ترک می شوند. از آنجایی که روابط تخمین عمر بر اساس ضریب شدت تنش مود اول هستند، ضرایب شدت تنش معادل از روابط مربوطه بدست می آید و ملاحظه شد که رأس بالایی ترک بحرانی می باشد. سپس این مدلسازی را برای ترک هایی با طول های مختلف انجام داده شد. برای اینکه بتوان از روابط تخمین عمر استفاده کرد، باید ضریب شدت تنش معادل را به صورت تابعی از طول ترک قرار داد. بنابراین با استفاده از نرم افزار labfit این تابع استخراج می گردد. در پایان هم با محاسبه طول ترک اولیه و نهایی، عمر ریل تخمین زده می شود.