شناسايي و كنترل رفتارآشوبناك ورق هاي به كار رفته در بدنه قطارهاي پرسرعت

دكتري

چكيده سرعت قطارهاي مسافري روز به روز در حال افزايش است. آنچه كه به موازات اين افزايش سرعت نظر بسياري از محققان را در سال¬هاي اخير به خود جلب نموده است مسائل مرتبط با آيروديناميك اين نسل از قطارهاست كه نيازمند توجه ويژه و ارائه¬ي راهكارهاي فوري و مؤثر است. با توجه به اهميت موضوع، براي انجام رساله¬ي دكتري شناسايي رفتار آشوبناك ورق¬هاي به¬كار رفته در بدنه-ي قطارهاي پر سرعت و در نهايت كنترل اين رفتار آشوبناك صورت پذيرفته است. آنچه كه به عنوان ضرورت موضوع كنترل رفتار آشوبي در چنين ورق¬هايي مطرح است جلوگيري از وقوع تخريب¬هاي ناشي از خستگي و قابل پيش¬بيني نمودن رفتار سيستم¬هاي ديناميكي است. بدين منظور مدل¬سازي ارتعاشات غيرخطي آن ورق¬ها با تئوري فون-كارمن و نيز استفاده از روش ملنيكوف براي تعيين آستانه¬ي وقوع آشوب در اثر اندركنش آيروديناميكي ورق با جريان هوا و با لحاظ كردن اثر نيروهاي خارجي مورد توجه قرارگرفته است. توسعه مدل¬هاي دوبعدي موجود به سه بعد و استخراج معادلات حاكم بر سيال مورد نظر در حالت سه بعدي و نهايتاً يافتن توزيع فشار آيروديناميكي در سه بعد با استفاده از تئوري جريان پتانسيل انجام گرفته است. انجام تحليل¬هاي فركانسي و آناليز رفتار آشوبناك بر روي انواع ورق¬ها از جمله ورق¬هاي كامپوزيت لايه¬اي –كه داراي گستردگي وسيعي در استفاده در بدنه قطارهاي پرسرعت هستند- از ساير مواردي است كه در اين رساله بدان پرداخته شده است. متد حل در يافتن معادلات حاكم بر توزيع فشار سه بعدي و يافتن آستانه¬ي آشوب عمدتاً به¬صورت تحليلي بوده و براي بدست آوردن پاسخ¬هاي ارتعاشي در حوزه¬ي زمان و فركانس و نيز صحه گذاري بر نتايج حاصله گاهاً از روش¬هاي عددي نيز استفاده گرديده است. علاوه بر اين در يك روش ديگر صحت سنجي نتايج، معادلات مربوطه و پاسخ¬هاي حل آن¬ها با حالت دوبعدي مقايسه گرديده است. در مطالعات پارامتريك صورت پذيرفته، اثر سرعت و همچنين اثر هندسه¬ي ورق و جنس آن روي آستانه¬ي وقوع آشوب و شروع پديده¬ي انشعاب بررسي گرديده است. يكي از مهمترين دستاوردهاي اين رساله يافتن نمودارهاي آستانه¬ي آشوبناكي در ورق¬ها بر حسب پارامترهاي مختلف مكانيكي و هندسي و براي انواع رايج ورق-هاست. كنترل رفتار آشوبناك ورق¬ها با استفاده از روش افزودن تحريكات خارجي از ديگر دستاوردهاي مهم اين رساله است. با اين عمل مي¬توان پاسخ آشوبي ورق را به يك پاسخ متناوب تبديل كرد. از جمله ترم¬هاي تحريكي كه مي¬توان در جهت مهارنمودن رفتار آشوبي ورق بدان افزود تحريكي متناسب با خيز ورق در هر نقطه است كه كارآمدتر بودن نتايج چنين ترم تحريكي در اين رساله به تصوير كشيده شده است. واژه‌هاي كليدي: قطار پر سرعت، ورق فون-كارمن، جريان پتانسيل، فشار آيروديناميكي، ارتعاشات غيرخطي، رفتار آشوبناك، روش ملنيكوف، كنترل آشوب.

189967

دانشگاه علم و صنعت ايران

ماشين هاي ريلي

دكتر داوود يونسيان