1
ایران، تهران، رسالت، خیابان هنگام، خیابان دانشگاه، دانشگاه علم و صنعت ایران ، دانشکده مهندسی راه آهن
2
دانشیار گروه ماشین ریلی، دانشکده مهندسی راهآهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
10.22044/jsfm.2026.16858.4013
چکیده
حمل مواد خطرناک به واسطه ریسک بالقوه حوادث، همواره به عنوان یک معضل ایمنی در حمل و نقل ریلی حائز اهمیت مطرح شده است. در این تحقیق، مدلسازی و ارزیابی جامع سرعت بحرانی واگنهای مخزندار با در نظر گرفتن اندرکنش دو متغیر اصلی هندسه مسیر (طیفی از شعاعهای قوس از ۲۵۰ متر به بالا) و درصد پرشدگی مخزن (در سه حالت مختلف) مورد بررسی قرار گرفته است. شبیهسازی سیستم به روش دینامیک چند جسمی و با بهرهگیری از نرمافزار UM انجام شده است؛ بهعلاوه، برای مدلسازی دینامیک سیال درون مخزن از مدل پاندول معادل استفاده گردیده است. نتایج حاصل از تحلیلهای پارامتریک نشان میدهد که سرعت بحرانی واگن روند افزایشی خطی را با افزایش شعاع قوس تجربه میکند، در حالی که در مقابل، با افزایش درصد پرشدگی مخزن، رابطهای معکوس و غیرخطی را از خود بروز میدهد. تحلیلها حاکی از آن است که تأثیر متقابل این دو عامل بر پایداری واگن قابل ملاحظه است؛ به نحوی که در قوسهای با شعاع کم، افزایش جرم سیال باعث کاهش محسوس سرعت بحرانی میگردد. این پدیده در شعاعهای بزرگ نیز، با وجود سرعتهای مجاز بالاتر، پابرجا بوده و مدیریت دقیق را الزامی میسازد. یافتههای این پژوهش، بر ضرورت بازنگری در استانداردهای ایمنی و طراحی پروتکلهای کنترلی مبتنی بر شرایط لحظهای مسیر و میزان پرشدگی مخزن تأکید دارد. نتایج نشان میدهد که سرعت بحرانی در قوس ۲۵۰ متری و پرشدگی ۹۵% برابر ۳۰ m/s است، در حالیکه با افزایش شعاع به ۱۰۰۰ متر و کاهش پرشدگی به ۲۰%، به ۶۲ متر بر ثانیه میرسد.
)