تحلیل ارتعاشات واگن و بررسی تأثیر ناهمواری های خط بر راحتی سفر

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

هدف این مقاله تحلیل راحتی سفر وسیله نقلیه ریلی در مسیر مستقیم بهوسیله روشهای EN و UIC است. برای نیل به این هدف مدل دینامیکی 9درجه آزادی راحتی سفر واگن شرح داده شده است. مدل دینامیکی راحتی سفر واگن الگوی ERRI در نرم افزار SIMULINK برای ناهمواری های خط کلاسهای 3 و 6 خطوط ریلی آمریکا شبیه سازی شد. پاسخ دینامیکی واگن برای مقادیر مختلف شتابهای طولی شروع حرکت بهدست آمد و سپس شاخص راحتی سفر در نرم افزار MATLAB محاسبه شد. نتایج نشان می دهد که افزایش شتاب شروع حرکت باعث افزایش شاخص راحتی سفر (بدتر شدن شرایط،) بویژه در مسافر ایستاده می شود. در ضمن عدد شاخص راحتی سفر برای نقطه (گوشه اطاقک) نسبت به نقطه ( وسط اطاقک) بیشتر (بدتر) است و این اختلاف در خط با کیفیت بد بسیار محسوس است. دلیل این امر این است که شتابهای ناشی از چرخش اطاقک حول محورهای طولی و عرضی در نقطه نسبت به نقطه بسیار بیشتر است. در ضمن محاسبه شاخص راحتی سفر از روش استاندارد به طور قابل توجهی مقادیر عددی کمتری (سواری بهتر) را نسبت به روش کامل برای مسافر ایستاده و با شتابهای یکسان بهدست می دهد، بنابراین جهت ارزیابی راحتی واگنهای مترو، روش کامل باید مد نظر قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of Wagon Vibration and Investigation of Track Irregularities Effect on the Ride Comfort

نویسندگان [English]

  • Jafar Ebadi Rajoli 1
  • Habib Allah Molatefi 2
1
2
چکیده [English]

The aim of this paper is ride quality analysis of rail vehicles in the straight line rely on EN and UIC methods. To achieving this goal, a 9 degree-of-freedom (DOF) ride dynamic model of wagon has been described. The ride dynamic model of ERRI benchmark vehicle simulated in SIMULINK toolbox that its inputs were class 3 and 6 of USA railway. Wagon’s dynamic response versus different longitudinal acceleration has been obtained. The ride comfort index calculated in MATLAB software. The results show that the ride comfort index increases as a function of starting longitudinal acceleration, especially in standing passenger. The point B ride comfort index (corner of wagon) is greater than point A (midpoint of wagon). This difference is very sensible in low quality track, because roll and pitch acceleration of car-body in point B are much greater than point A. At same acceleration, ride comfort index value in standard method was lower than full method for standing passenger. Full method should be using for evaluation of ride comfort in metro wagon standing passengers.

کلیدواژه‌ها [English]

  • wagon vibration
  • ride comfort index
  • track irregularities
  • Dynamic Model
- علیزاده، قاسم،. وکیل باغمیشه، محمد تقی،. میرزایی، مهدی. و حسننژاد، رضا. (1383) "استفاده از الگوریتم ژنتیکی برای بهینه سازی سیستم تعلیق غیرفعال خودرو تحت اثر تحریکات اتفاقی جاده"، چهاردهمین کنفرانس سالانه (بینالمللی) مهندسی مکانیک، اردیبهشت ،8311 دانشگاه صنعتی اصفهان
- EN 12299, European Standard. (2006)"Railway applications - Ride comfort for passengers -Measure ment and evaluation", English Version , July 2006
- Farahpour, H., Younesian, D. and Esmailzadeh, E. (2006) “Ride quality of high-speed trains traveling over the corrugated rails”, ASME 2006 International Mechanical Engineering Congress and Exposition, American Society of Mechanical Engineers, pp. 145- 152.
- Fryba, Ladislav (1996) “Dynamics of railway bridge”, Academia Praha.
- Gangadharan, K. V., Sujatha, C. and Ramamurti, V. (2004) "experimental and analytical ride comfort evaluation of a railway coach", Conference & Expo sition On Structural Dynamics, IMAC-XXII 2004
- Goga, V. and Kľúčik, M. (2012) "Optimization of vehicle suspension parameters with use of evolution ary computation", Procedia Engineering, Vol. 48, pp. 174-179.
- Gong, D., Sun, W., Jinsong, Z. and Xiaobo, X. (2011) "Analysis on the vertical coupled vibration between bogies and metro car body", Procedia Engineering, Vol. 16, pp. 825-831.
- He, Y. and Li Z. (2014) "Analysis of the influence of track quality for new and existing urban railway lines on train operation", Computers in Railways XIV: Railway Engineering Design and Optimization. pp.135- 291
- ISO 2631-1. (1997) “International Standard, 2nd edition, Mechanical vibration and shock, Evaluation of human exposure to whole-body vibration, Part 1: General requirements”, ISO.
- Sun, X., Chu, Y., Jiuchen, F. and Qiuxiao, Y. (2012) "Research of simulation on the effect of suspension damping on vehicle ride", Energy Procedia, Vol. 17A, pp. 145-151
- Suarez, B.and Felez, J. (2013) "Influence of the track quality and of the properties of the wheel–rail rolling contact on vehicle dynamics." Vehicle System Dynamics, Vol. 51, No. 2, pp. 301-320.
- Suarez, B., Mera, J. M. , Martinez, M. L. and Chover, J. A. (2013) "Assessment of the influence of the elastic properties of rail vehicle suspensions on safety, ride quality and track fatigue", Vehicle System Dynamics, Vol. 51, No. 2, pp. 280-300.
- The Manchester Benchmarks for rail vehicle simulation (1998), Manchester Metropolitan University, March 1998
- UIC 513, International Union of Railways (1994) "Guidelines for evaluating passenger comfort in relation to vibration in railway vehicle", 1st edition, 1.7.1994
- Younesian, D. and Nankali, A. (2009) "Spectral Optimization of the Suspension System of High-speed Trains." Int. J. Vehicle Structures & Systems, Vol. 1, No. 4, pp. 98-103.