تست استحکامی و ضربه قطعه Coupler Yoke

یکی از قطعات بسیار حساس و حایز اهمیت در سیستم­های حمل و نقل ریلی قطعه کوپلینک می باشد که وظیفه اتصال واگن­ها به یکدیگر را بر عهده دارد.

اگر این قطعه دچار شکست شود عملا قسمتی از قطار که به لکوموتیو متصل نیست از کنترل خارج می شود و خسارات سنگین جانی و مالی در پی خواهد داشت.

تست کشش استاتیک بر اساس استاندارد می­بایست به ازای هر 5000 قطعه تولید شده یا هر شش ماه یکبار توسط سازنده به انجام برسد. این تست خود شامل دو نوع تست تغییر شکل ماندگار و تست استحکام نهایی می باشد. مقادیر مجاز تغییر شکل ماندگار و بار نهایی تست برای تست کوپلر در جدولی زیر آمده است.

شرایط مرزی و بارگذاری قطعه کوپلینگ هنگام تست می­بایست با شرایط واقعی عملکرد قطعه در سرویس یکسان باشد.

جهت اعمال بار تست از جک هیدرولیک استفاده می­شود. نیروی اعمال شده توسط جک به قطعه را می­توان با قرار دادن لودسل به عنوان قطعه واسط میان جک و کوپلر و یا با قرائت فشار سیال هیدرولیک اندازه­گیری نمود.

در خلال تست­های استاتیک کششی، بدنه کوپلر در نقاط بحرانی آن به سنسورهای کرنش­سنج مجهز می­شوند. در شکل () نواحی از کوپلر که از نظر شکست بحرانی می­باشند نشان داده شده است.

نمونه ای از کرنش­ سنج های نصب شده بر روی کوپلر را در شکل () می­توانید مشاهده کنید.

به منظور اندازه گیری تغییر شکل قطعه کوپلر، ابتدا قطعه را تا حد 9 تن بارگذای کرده و بار را تا میزان 2.27 تن کاهش می­دهیم و صفر دستگاه اندازه گیری را در این وضعیت تعریف می کنیم

. کمینه بار نهایی تست باری تعریف می شود که میزان تغییر شکل کل قطعه به 6 میلی متر برسد. در خلال اعمال بار، میزان کرنش قطعه در نقاط نصب کرنش­سنج توسط دستگاه داده برداری National Instruments ثبت می­گردد.

دستگاه های تولیدی شرکت National Instruments توسط نرم افزار LabVIEW که یک نرم افزار تخصصی تست و اندازه­گیری است با کامپیوتر ارتباط برقرار می کنند.

نمودار () میزان کرنش قطعه در محل یک از کرنش ­سنج ها در حالت افزایش و کاهش بار را بر حسب بار اعمالی نشان می­دهد.

اثرات هیسترسیز در این نمودار به خوبی نمایان است. اما نکته مهم آن است که نتایج مربوط به حالت صفر سیستم کاملا بر هم منطبق هستند و تغییر شکل ماندگار سازه صفر است.

تست ضربه کوپلر 

تست های ضربه بدین صورت انجام می­پذیرند که یک یا چند واگن با ترمز آزاد بر روی یک ریل کاملا افقی (بدون شیب) قرار می­گیرند. کوپلر مورد تست بر روی آخرین واگن نصب می­گردد.

واگن دیگری را تا وزن نهایی 80 تن بارگیری نموده و آن را به سرعت خاصی رسانده و رها می سازند تا تا با واگن­های ایستا برخورد نماید. در بهار 1396 تست های ضربه برای یک کوپلر تایپ E در محل شرکت واگن سازی کوثر انجام پذیرفت.

شرکت واگن سازی کوثر یکی از تولید کنندگان واگن قطار در ایران می باشد که از سال 1383 با همکاری دانشگاه علمی و تحقیقاتی اکراین به عنوان نخستین مجموعه بخش خصوصی در امر طراحی و ساخت واگن باری و مسافری شروع به فعالیت نموده است و در حال حاضر به تولید انواع واگن­های باری، تخت، روباز و تانکر مشغول است.

تست های ضربه در 40 نوبت تکرار انجام پذیرفت و در تمامی تست ها مقادیر خروجی کرنش ­سنج­های نصب شده بر روی کوپلر توسط دستگاه داده برداری NI ثبت و ذخیره شدند. در شکل() نمونه­ای از نتایج تست ضربه نمایش داده شده است.

در این سری از تستها، مقادیر تنش بیشینه و همچنین تنش پسماند تجمعی حایز اهمیت هستند. روند تغییرات تنش پسماند در طول این چهل تست در نقاطی از سازه کوپلر که به سنسورهای کرنش ­سنج مجهز شده ­اند به دست می­آید.

تنش پسماند تجمعی بعد از این چهل تست نباید از 2% تجاوز نماید.

همچنین بعد از امام تست ها سازه کوپلر توسط روشهای بازبینی غیر مخرب بررسی می­شود.

در خلال تست­های ضربه نرخ داده­برداری 200 داده بر ثاینه استفاده شده است.

دستگاه داده­برداری National Instrument قابلیت داده برداری با نرخ 7000 داده در ثانیه را داراست ولی به تجربه ثابت شده است که نرخ داده­برداری 200 نمونه در ثانیه در این نوع تست کفایت می­کند.