تحقیق مقاله واگن تحقیقاتی پر سرعت FRA

خلاصه :

T-16 نخستین واگن مسافری خط متروی Amtrak است که به تکنولوژی پیشرفته با قابلیت هایی برای سنجش و جمع آوری داده ها در سرعت هایی تا 160 مایل بر ساعت ، مجهز گردید . قابلیت اندازه‌گیری و سنجش در برگیرنده هندسه قطعه‌. نیمرخ رأی ریل ، کیفیت حرکت ، نیروهای چرخ - ریل می باشد .

سابقه و زمینه اولیه

در سپتامبر 1998، FRA استانداردهای ایمنی قطعه اولیه خود را برای عملکرد در سرعت‌های بیش از 110 مایل بر ساعت ، منتشر کرد سه کلاس جدید قطعه ایجاد شد (کلاس های 7 ، 8 و 9) ، که شرایط را برای عملکرد قطعه در سرعت های تا 200 مایل بر ساعت فراهم می کرد . این استانداردها ، در پی نیاز به عملکردهای با سرعت زیاد در ایالات متحده ، بخصوص سرویس «اسلا» در کریدور شمال - شرق از واشنگتن تا بوستون ، که حداکثر سرعت به 150 مایل بر ساعت می رسد ،‌ایجاد گردید.

جهت ارزیابی بهتر پتانسیل سرعت برای کریدورهای پرسرعت طرح ریزی شده‌، جهت آگاهی یافتن از عملکرد سریع‌تر «امتراک» در کریدور شمال - شرق ، و جهت بهبود درک شرایط برای عملکرد در سرعت های بیش از 110 مایل بر سرعت ، FRA به یک واگن تحقیقاتی با سرعت زیاد و قابلیت های فنی پیشرفته نیاز داشت . بواسطه هماهنگی با «امتراک» ، FRA یک واگن مسافربری مازاد به وجود آورد ، که جهت بکارگیری به عنوان یک لابراتور تحقیق متحرک با سرعت بالا ، بازسازی و تجهیز شد، با نام واگن T16 .

مأموریت T-16

T-16 یک پایه تحقیقاتی جهت بررسی روش هایی برای ایجاد حمل و نقل ایمن‌تر و روان‌تر برای قطارهای مسافربری و حمل بار در سرعت های زیاد ، فراهم می آورد . کاربردهای اولیه‌ آن عبارتند از :

- مطالعه رفتار دینامیکی چرخ - ریل : طرح یا نیمرخ سطوح حرکت بین چرخ‌ها و ریل‌ ها ، و طریق تماس ، تأثیر عمده ای در نیروهای ایجاد شده بین چرخ و ریل هنگامی که یک قطار در طول قطعه حرکت می کند ، دارد . این نیروها بر چرخ ها و ریل ، و به علاوه ، پایداری قطارها ، مخصوصاً وقتی که در سرعت های بیشتر حرکت می کنند ، تأثیر می گذارند وقتی که چرخ ها و ریل فرسوده می شوند، نیمرخ های آنها تغییر می کند، که منجر به خصوصیات حرکتی یا رفتار متفاوت چرخ- ریل می گردد. با درکی بهتر از این رفتار، و چگونگی تأثیر گذاری بوسیله تغییرات در نیمرخ های چرخ و ریل، نیمرخ‌های بهینه تر چرخ و ریل می تواند بدست آید، که منجر به عملکرد ایمن تر و روان تر در سرعت های بالا و عمر بیشتر برای چرخ و ریل می‌شود.

ارزیابی کریدورهای ریلی با پتانسیل سرعت بالا: ابزار و نرم افزار 16-T به مهندسان جهت تعیین پتانسیل سرعت برای قطعات مختلف و چاره جویی برای اصلاحات قطعه جهت دستیابی به سرعت های بیشتر، کمک می کند. سپس این اطلاعات جهت ارزیابی مزایا و هزینه های عملکرد با سرعت بیشتر در کریدورهای ریلی با پتانسیل سرعت بالا، مورد استفاده قرار می گیرد.

بررسی روش هایی برای بهبود بازرسی قطعه: 16-T دو روش مختلف جهت توسعه و بهبود و تکنیک های بازرسی قطعه ارائه می دهد. اول، اطلاعات جمع آوری شده بوسیله 16-T و آنالیز متعاقب آن، یک در یک بهتر از شرایط قطعه مورد نیاز برای ایجاد عملکرد سرعت بیشتر فراهم می آورد. این آگاهی در توسعه روش هایی که می‌تواند به طور مؤثر تر آن شرایط را اندازه گیری و معلوم کند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. سپس، وقتی تکنیک های تجربی توسعه می یابد، 16-T امکاناتی برای آزمایش این تکنیک ها و تصحیح و تبدیل آنها به ابزارهای بازرسی علمی و قابل اطمینان فراهم می آورد.

ارزیابی کارایی ترن های مختلف:

رفتار حرکتی ترن های روی خط آهن (واگن های باری، واگن های مسافری، و لوکومتیوها) با ابعاد، وزن، طراحی سازه ای و طراحی ایستگاه- و برای واگن های باری، با میزان بار حمل شده، تغییر می کند. نرم افزاری برای 16-T جهت پیش بینی مشخصات حرکتی برای ترن های مختلف، ایجاد شده است. این نرم افزار داده های نشان دهنده رفتار حرکتی را دریافت می کند و با استفاده از خصوصیات طراحی دیگر ترن ها، پیش بینی می کند که چگونه آن ترن در موقعیت همان قطعه عکس العمل نشان می دهد. این قابلیت جهت شبیه سازی رفتار حرکتی در انتخاب بهترین طراحی‌های ترن و عملکردهای نگهداری قطعه برای سرعت ها و مسیرهای مختلف، ما را یاری می دهد. همچنین در تعیین چگونگی بهبود و خصوصیات حرکتی ترن موجود، به ما کمک می کند.

خاستگاه 16-T:

T-16 یکی از واگن های خود محرک ابتکاری خط مترو، که به ارائه سرویس بین واشنگتن و نیویورک در ژانویه 1969 پرداخت. با شماره پن سنترال 803 در سال 1968 ساخته شد. طی سالهای 88-1987 امتراک تجهیزات نیرو محرکه آن را برداشت و آن را تحت عنوان واگن لوکوموتیوی 9642 بازسازی کرد. این واگن در همین وضعیت باقی ماند تا اینکه در سال 1996 از سرویس دهی آن صرفنظر شد. FRA در ژوئن 1999 امتراک باز پس گرفت.

تبدیل به یک واگن تحقیقاتی

در سپتامبر 1999، FRA با ENSCO جهت تبدیل 9642 به یک واگن تحقیقاتی قرارداد بست، که مفاد این قرارداد شامل واگذاری کارهای سازه ای، مکانیکی و برقی به شرکت «دلاویر» می باشد. برخی از تجهیزات توسط لابراتورهای KLD فراهم شد. واگن حاصل شده- T-16 ( به طور رسمی DOTX216) نامیده شد و سرویس دهی تحقیقاتی خود را در نوامبر 2000 شروع کرد. طی این بازسازی، این واگن تا بدنه اصلی اش برهنه گشته و دوباره بطور کامل ساخته شد. سپس قسمت داخلی، از جلو تا عقب، به چهار ناحیه پیکربندی شد:

کارگاه

قسمت کنفرانس

بخش تجهیزات

بخش مشاهدات

کارگاه نگهداری و تعمیر و ابزار آلات در تمام واگن را بر عهده داشت. بخش کنفرانس (شکل 2)، محل نشست عمومی، میز کنفرانس یا یک میز سبک برای تجزیه و تحلیل داده های گرافیکی، و صندلی های جهت ملاقات با یکدیگر با یک میز کار در وسط، فراهم می آورد. درهای کشویی این بخش را جدا می کنند.

بخش تجهیزات (شکل 3)، تجهیزات کنترلی شامل کامپیوترها جهت تجزیه و تحلیل و نمایش داده ها یک ناحیه کوچک برای آشپزخانه (آبدارخانه) و قفسه های الکتریکی را در بر می گیرد. بخش مشاهدات در انتهای واگن، یک چشم انداز از قطعه طی جمع‌آوری داده ها یا طی حرکت به عقب ، فراهم می کند. اطلاعات جمع آوری شده می‌تواند از این بخش اعلام گردد.

نیروی الکتریکی می تواند بوسیله هر یک از سه منبع: 480 ولت خط قطار، از ایستگاه فرعی وقتی که واگن پارک شده، یا از سیستم نیروی کمکی فراهم گردد. همچنین واگن به سیستم مخابره رادیویی، خط تلفن، فاکس سیستم موقعیت یابی جهانی (DGPS) ، و یک سیستم امنیتی، تجهیز شده است.

قابلیت های سنجش و ابزاری

T-16 جهت اندازه گیری هندسه قطعه، پروفیل رأس ریل، کیفیت حرکت، و نیروهای بین چرخ- ریل در سرعت های تا 160 مایل در ساعت، تجهیز شده است. سیستم های اندازه گیری و تکنیک های آنالیز داده های آن، نتایج را از تحقیق FRA ثبت می کنند، این کار توسط مرکز سیستم های حمل و نقل ملی «والپ» در کمبریج اداره می شود، قابلیت ها و ابزار MA شامل موارد زیر می باشد:

سیستم های ساکن برای اندازه گیری اشل قطعه، پروفیل، همترازی. و تراز اتصال بر روی یک محدوده طول موج های ناقص.