Assessment of a Simplified Wheel/Rail Contact Model and Kalker’s Linear Theory from the Perspective of Hunting Instability

Authors : Osman Taha ŞEN
Pages : 87-98
Doi:10.47072/demiryolu.860789
View : 32 | Download : 7
Publication Date : 2021-07-31
Article Type : Research Paper
Abstract :Bu makalede, demiryolu taşıtlarının dinamik analizinde kullanılabilecek basitleştirilmiş bir tekerlek/ray temas modelinin performansı incelenmiştir. Bu amaçla, makalenin kapsamı iki tekerlek takımına sahip bir boji sistemi ile sınırlı tutulmuştur ve problem demiryolu taşıtının sinüs hareketi kararsızlığı açısından incelenmiştir. Buna göre, elastik olarak birbirine bağlı olan iki tekerlek takımına sahip bir bojinin matematiksel modeli geliştirilmiştir ve önerilen dört serbestlik dereceli matematiksel modelin hareket denklemleri elde edilmiştir. Bu denklemler ilk olarak tekerlek/ray temas arayüzündeki temas kuvvetlerinin basitleştirilmiş bir yaklaşım kullanılarak hesaplanması ile analitik olarak çözülmüştür. Daha sonra, temas kuvvetleri Kalker doğrusal teorisi kullanılarak hesaplanmıştır ve doğrusal olmayan hareket denklemleri sayısal olarak çözülmüştür. Analitik ve sayısal olarak elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında çözümlerin iyi bir şekilde eşleştiği görülmüştür. Bu nedenle, basitleştirilmiş tekerlek/ray temas modelleme yaklaşımının, özellikle sistemin sinüs hareketi davranışı açısından kararlı bir durumda olması halinde, sistemin dinamiğini başarılı bir şekilde temsil edebileceği sonucuna varılmıştır. Daha sonra, doğrusal hareket denklemlerinden elde edilen özdeğer problemi ile sistemin karmaşık özdeğerleri, bojinin operasyonel hız aralığı üzerinde hesaplanmıştır. Sistemin doğal frekanslarının hıza bağlı olduğu ve tekerlek takımlarından birinin veya her ikisinin belirli parametre setlerinde dinamik olarak kararsız hale gelebileceği gözlenmiştir. Son olarak, farklı parametreler için kararlılık haritaları üretilmiştir ve sistem parametrelerinin iki tekerlek takımına sahip bojinin dinamik kararlılığı üzerindeki etkileri daha iyi anlaşılmıştır.
Keywords : Tekerlek Ray Temas Modellemesi, Sinüs Hareketi Kararsızlığı, Kritik Hız

ORIGINAL ARTICLE URL