Dynamics of the monorail train subjected to the braking on a straight guideway bridge

• Autorzy: Naeimi M. , Tatari M. , Esmaeilzadeh A.

Identyfikatory

DOI

10.1515/meceng-2015-0021

Warianty tytułu

PL

Dynamika pociągu jednoszynowego w trakcie hamowania na prostym odcinku prowadnicy mostu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A finite element (FE) model of the straight guideway bridge under monorail train has been built in this research in order to investigate dynamic interactions of the coupled system in the vertical and longitudinal direction. A limited length of the straddle monorail bridge including five continuous spans is modeled in three dimensions by using FE method. A 3D model of the monorail train system, built in the multibody analyzer MSC ADAMS, is assembled over the bridge. The entire model, consisting of the vehicle and bridge subsystems, is numerically analyzed by performing dynamic simulation in time domain. The braking forces between the train tires and guideway beams are activated in the analysis, in addition to the dead weights of the components and the train live loads. Dynamic forces in the tires are obtained for the case of the emergency braking in the system. The reaction forces, appeared in the bridge piers, are reported as the input forces for the purpose of the bridge design.

PL

W pracy zastosowano metodę elementów skończonych do modelowania prostego odcinka prowadnicy mostu kolei jednoszynowej w celu badania oddziaływań dynamicznych, wzdłużnych i pionowych, występujących w systemie. Modelowano skok mostu kolei jednoszynowej, o ograniczonej długości, zawierający pięć odcinków ciągłych. Do badania systemu pociągu jednoszynowego zastosowano model 3D, realizowany w oprogramowaniu MCS ADAMS przeznaczonym do analizy systemu wielu ciał metodą elementów skończonych. Cały model, składający się z modelu pojazdu i podsystemów mostu, jest analizowany numerycznie drogą symulacji dynamicznej w dziedzinie czasu. W czasie analizy są aktywowane siły hamowania występujące pomiędzy oponami pociągu i belkami prowadnicy. Uwzględniono ciężar własny składników konstrukcji i ciężar użytkowy – pasażerów pociągu. Wyznaczono siły dynamiczne w oponach dla przypadku hamowania awaryjnego. Wyznaczono także siły reakcji w filarach mostu, które stanowią dane wejściowe dla celów projektowania mostu.

Słowa kluczowe

EN

monorail train; dynamics; braking; straight track; bridge

PL

kolej jednoszynowa; dynamika; hamowanie; tor prosty; most

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. LXII, nr 3
• Strony: 363--375
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Naeimi M.

• Iran University of Science and Technology, School of Railway Engineering, Tehran, Iran

autor

Tatari M.

• Tarbiat Modares University, Department of Mechanical Engineering, Tehran, Iran

autor

Esmaeilzadeh A.

• Ferdowsi Mashhad University, Department of Mechanical Engineering, Mashhad, Iran

Bibliografia

• [1] Lee, C.H., Kanbara, T., Nishimura, N., et al. Effect of train dynamics on seismic performance of steel monorail bridges under extreme ground motions. in Fourth International Conference on Current and Future Trends in Bridge Design, Construction and Maintenance. 2005. Kuala Lumpur, Malaysia: Thomas Telford.
• [2] Lee, C.H., Kim, C.W., Kawatani, M., et al., Dynamic response analysis of monorail bridges under moving trains and riding comfort of trains. Engineering Structures, 2005. 27(14): p. 1999-2013.
• [3] Lee, C.H., Kawatani, M., Kim, C.W., et al., Dynamic response of a monorail steel bridge under a moving train. Journal of Sound and Vibration, 2006. 294(3): p. 562-579.
• [4] Ivanchenko, I., Substructure method in high-speed monorail dynamic problems. Mechanics of solids, 2008. 43(6): p. 925-938.
• [5] Kim, C.W. & Kawatani, M., Effect of train dynamics on seismic response of steel monorail bridges under moderate ground motion. Earthquake engineering & structural dynamics, 2006. 35(10): p. 1225-1245.
• [6] Liu, Y., Ge, Y., & Yang, Y., The dynamic response analysis of the coupled system of the straddle type monorail train and the track beam. China Railway Science, 2010. 5: p. 004.
• [7] Rybak, S.A., Makhortykh, S.A., & Kostarev, S.A., Theoretical and experimental study of vibration, generated by monorail trains. The Journal of the Acoustical Society of America, 2002. 112(5): p. 2247-2248.
• [8] Shi, Z., Pu, Q., & Xia, Z. Research on dynamic testing of straddle-type monorail transit system in Chongqing city. in The Emerging Frontiers of Transportation and Development in China. 2009. ASCE.
• [9] Shi, Z., Pu, Q.H., Gao, Y.F., & Xia, Z.G., Dynamic testing of straddle-type monorail vehicles system in Chongqing city. Journal of Vibration and Shock, 2008. 12: p. 025.
• [10] Wang, X., Li, W.B., & Zhang, B.J., Finite element analysis and optimization of monorail structure of monorail vehicle for mountains. Guangdong Agricultural Sciences, 2012. 2: p. 049.
• [11] Wen, X.X., He, Y.T., Du, Z.X., & Zhang, X.X., Crash Simulation of Straddle-Type Monorail Vehicle Body and Human Injury Research. Advanced Materials Research, 2012. 413: p. 486-490.
• [12] Naeimi, M., Tatari, M., Esmaeilzadeh, A., & Mehrali, M., Dynamic interaction of the monorail–bridge system using a combined finite element multibody-based model. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K: Journal of Multi-body Dynamics, 2015. 229(2):p. 132-151.
• [13] Rolling stock design, report of manufacturer, dynamic clearances, load and force data exerted on guideway beams by FCF company, Italy and Qom Urban Railway Organization, Qom, Iran. 2011.
• [14] Calculation leaflets, structural design of Qom monorail project by Hexa Consulting Engineers. 2011: Tehran, Iran. Dynamika pociągu jednoszynowego w trakcie hamowania.