لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه152
بخشی از فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده.............................................. 1
فصل اول: کلیات تحقیق
1-1 تعریف کلی مسأله............................... 2
1-2 نیاز به مطالعه در مورد مسأله.................. 3
1-3 اهداف و فرضیات تحقیق.......................... 5
1-4 سازماندهی پایان‌نامه........................... 5
1-5. دامنه اثر مسأله در جامعه علمی و اجتماع........ 7
1-6. محدودیت‌ها و چارچوب‌های پروژه................... 8
فصل دوم: ادبیات تحقیق (کاوش در متون)
2-1 پیش زمینه..................................... 9
2-2 قوس قائم...................................... 9
2-2-1 انواع قوسهای قائم......................... 11
2-2-2 مشخصات قوس قائم از نوع سهمی درجه دوم...... 12
2-2-3 قوس قائم در AASHTO ....................... 15
2-2-4 روندهای جدید در قوس قائم:................. 17
2-3 قوس افقی ..................................... 18
2-4 ویژگی‌های جابجایی، فرمان وسواری وسیله نقلیه..... 20
2-5 تعادل وسیله نقلیه در منحنی‌های افقی............. 24
2-6 فاکتورهای اصطکاک جانبی......................... 30
2-6-1 ماکزیمم فاکتورهای اصطکاک جانبی............. 30
2-6-2 آسایش انسان و شاخص‌های توده توپی (Ball - Bank).. 31
2-6-3 حداقل شعاع برای انحناهای افقی.............. 35
2-7 سرعت عملکرد روی قوس افقی....................... 37
2-7-1 هماهنگی بین شیب‌های قائم و افقی............. 37
2-7-2 توصیه‌هایی در خصوص ارتباط نیمرخ طولی و پلان مسیر 39
2-8 سرعت طرح...................................... 42
2-9 بربلندی........................................ 43
2-9-1 مقادیر حداکثر بربلندی...................... 45
2-10مدل‌های مختلف برای پایداری وسیله نقلیه.......... 46
2-10-1 مدل جرمی نقطه‌ای Point- Mass Model.............. 46
2-10-2 مدل دوچرخه‌ای (Bicycle Model).................. 47
2-10-3 مدل دومحوری Two- Axle Model.................. 48
2-11 نرم‌افزارهای شبیه‌سازی پایداری حرکت وسایل نقلیه. 49
2-11-1 نرم‌افزار NADS dyna......................... 49
2-11-2 نرم‌افزار VDANL............................ 50
2-11-3 نرم‌افزار VDMROAD.......................... 50
2-11-4 نرم‌افزار Truck SIM.......................... 50
فصل سوم: فرایند شبیه‌سازی با نرم‌افزار Truck SIM
مقدمه ............................................. 52
3-1 ظرفیت‌های Truck SIM............................... 52
3-2 دلایل انتخاب نرم‌افزار Truck SIM جهت انجام تحقیق... 54
3-3 داده‌های ورودی نرم‌افزار Truck SIM................. 55
3-3-1 داده‌های ورودی- وسیله نقلیه................. 56
3-3-2 داده‌های ورودی- هندسه راه................... 57
3-3-3 داده‌های ورودی، اعمال بار................... 59
3-3-4 داده‌های ورودی- ضریب اصطکاک................. 60
3-4 پردازش داده‌ها در Truck SIM....................... 61
3-5 دستیابی به نتایج در Truck SIM.................... 61
3-6 محدودیتهای برنامه Truck SIM...................... 63
فصل چهارم: جمع‌آوری اطلاعات
4-1 مقدمه.......................................... 64
4-2 موضوعات موردنظر............................... 65
4-2-1 انتخاب ساختار جاده......................... 65
4-2-2 مقادیر انحنا و بر بلندی.................... 65
4-2-3 شیبها و قوسهای قائم........................ 65
4-2-4 نسبت بین انحنا (شعاع) قوس ملایم‌تر و قوس تندتر 66
4-2-5 انتخاب وسیله نقلیه طرح..................... 66
4-3 انتخاب نحوه و توزیع بار........................ 68
4-3-1 قوانین و مقررات حمل و نقل بار در راههای ایران 70
4-3-1-1 قوانین و مقررات مربوط به ابعاد......... 70
4-3-1-1-1 قوانین و مقررات مربوط به طول (محدودیتهای طول) 70
4-3-1-1-2 حداکثر عرض مجاز انواع وسایل نقلیه با بار 73
4-3-1-1-3 قوانین و مقررات مربوط به ارتفاع (محدودیتهای ارتفاع) 74
4-4 فرایند مدلسازی................................. 74
4-4-1 فرآیند مدلسازی- قوس ساده................... 74
4-4-2 فرآیند مدلسازی – قوس معکوس................. 74
4-5 کالیبره کردن و توسعه نتایج(با استفاده ازمدل ریاضی) 79
فصل پنجم: تحلیل اطلاعات و ارائه نتایج
5-1 نتایج......................................... 98
5-2 نتیجه‌گیری در مورد هریک از طوالات یا فرضیات تحقیق 99
5-3 نتیجه‌گیری در مورد کل تحقیق..................... 100
5-4 کابردهای علمی و تئوری.......................... 101
5-5 توصیه‌ها و پیشنهادات............................ 101
منابع و مآخذ....................................... 102
منابع فارسی....................................................... 102
منابع انگلیسی...................................... 103
پیوست.............................................. 108
چکیده انگلیسی...................................... 117
عنوان انگلیسی...................................... 118
تعهدنامه اصالت پایان‌نامه........................... 119
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 2-1 گروه سرعت طرح برای درجه‌بندی راه................ 14
جدول 2-2 گروه‌بندی سرعت طرح.............................. 14
جدول 2-3 ضریب‌های اصطکاک جانبی........................... 15
جدول 2-4 مقادیر شعاع حداقل (برحسب متر) برای سرعت طرح و بربلندی‌های مختلف 16
جدول 4-1 حداقل شعاع لازم برای قوس افقی ساده 3D درسرعت‌های مختلف طراحی (e=4%) ................................81
جدول 4-2 حداقل شعاع لازم برای قوس افقی ساده 3D درسرعت‌های مختلف طراحی (e=6%).....................................81
جدول 4-3 حداقل شعاع لازم برای قوس افقی معکوس درسرعت‌های مختلف طراحی (e=4%)........................................82
جدول 4-4 حداقل شعاع لازم برای قوس افقی معکوس درسرعت‌های مختلف طراحی (e=6%)........................................83
جدول 4- 5 حداقل شعاع لازم برای قوس افقی معکوس 3D درسرعت‌های مختلف طراحی (e=4%)............................83
جدول 4- 6 حداقل شعاع لازم برای قوس افقی معکوس 3D درسرعت‌های مختلف طراحی (e=6%)............................84
جدول 4- 7 مقادیر سرعت واژگونی (چپ شدن)در قوس معکوس با دور e=4%.......................................................................85
جدول 4- 8 مقادیر سرعت واژگونی (چپ شدن)در قوس معکوس 3D با دور e=4%...............................................................86
جدول 4- 9 مقادیر سرعت واژگونی (چپ شدن)در قوس معکوس با دور6% e=......................................................................87
جدول 4- 10 مقادیر سرعت واژگونی (چپ شدن)در قوس معکوس 3D با دور6% e=............................................................88
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل 1-1 فلوچارت سازماندهی تحقیق.................... 7
شکل 2-1 انواع قوسهای قائم محدب و مقــعر............ 11
شکل 2-2 قوس قائم محدب متقارن....................... 12
شکل 2-3 اجزای قوس قائم مقعر نامتقارن............... 15
شکل 2-4 اجزای قوس افقی ساده........................ 18
شکل 2-5 نیروی گریز از مرکز و نیروهای مقاوم در برابر آن در طول حرکت وسیله نقلیه بر روی قوس افقی ....................... 19
شکل 2-6 سیستم محور‌های مختصات محلی و درجات آزادی وسیله نقلیه 20
شکل 2-7 مدل ماشین سواری دارای سیتم تعلیق مستقل و 7 درجه آزادی 22
شکل 2-8 نیروهای مرکز گریز شعاعی وارد بر وسیله نقلیه 25
شکل 2-9 نیروها و لنگر‌های وارد بر مرکز جرم وسیله نقلیه در طول حرکت روی قوس افقی....................................... 28
شکل 2-10 نمو نه ای از شاخص Ball-bank................. 32
شکل 2-11 زوایای موثر در محاسبه شاخص Ball-bank........ 35
شکل 2-12 مقایسه بین حداقل شعاع قوس ارائه شده در AASHTO و روابط chang.............................................. 37
شکل 2-14 طرح قوس افقی در محل قوسهای قائم........... 40
شکل 2-15 طرح نیمرخ طولی مسیر با خط مستقیم.......... 40
شکل 2-16 طرح نیمرخ طولی مسیر با خط مستقیم.......... 40
شکل 2-17 مشاهده دست اندازها از فواصل دور روی سطح جاده 41
شکل 2-18 خط مستقیم کوتاه بین قوسهای معکوس پلان در محل برجستگی نیم رخ طولی............................................... 41
شکل 2-19 پدیدار شدن زاویه تند در قوس قائم.......... 41
شکل 2-20 ارتباط بین پلان و پروفیل طولی مسیر......... 42
شکل 2-21 مدل دوچرخه................................ 48
شکل 2-22 مدل 2 محوری............................... 49
شکل 3-1 فلوچارت سازماندهی تحقیق.................... 50
شکل 3-2 مدل پایداری کامیون در Truck SIM......................................................................................52
شکل 3-3 صفحه اصلی نرم افزار Truck SIM................................................................................................54
شکل 3-4 صفحه انتخاب و ویرایش مشخصات وسیله نقلیه.......................................................................55
شکل 3-5 صفحه تعیین مشخصات هندسی طرح..............................................................................................57
شکل 3-6 ایجاد هندسه جاده و مشخصات آن با استفاده از Road: 3D surface 59
شکل 3-7 صفحه تعیین مشخصات ابعادی و وزنی وسیله نقلیه................................................................60
شکل 3-7 خروجی نرم افزار به صورت انیمیشن............................................................................................. 62
شکل 3-7 خروجی نرم افزار به صورت پلات.....................................................................................................63
شکل 3-8 نمونه ای از یک خودرو SUV...........................................................................................................64
شکل 4-1 ابعاد ومشخصات کامیون WB-15درآیین نامه AASHTO...........................................68
شکل 4-2 یک نمونه کامیون WB-15................................................................................................................69
شکل 4-3 یک نمونه کامیون کمپرسی جام دار (Dump Truck)........................................................69
شکل 4-4-نمونه هایی از مشکل کاهش دید سایر وسایل نقلیه در مقابل وسیله نقلیه طویل............................................... 71
شکل 4- 5- نمایش حداکثر طول مجاز کامیون دو محور......... 71
شکل 4-6 -تصویر حداکثر طول مجاز کامیون سه محور......... 72
شکل4- 7- تصویر حداکثر طول مجاز تریلی ۴ محور و بیشتر.... 72
شکل 4-8-تصویر حداکثر طول مجاز تریلرهای خودرو بر........ 72
شکل 4-9- تصویر حداکثر عرض مجاز کامیون متوسط باری..... 73
شکل 4-10- روند مدلسازی و انواع ترکیب سه بعدی قوس ساده 73
شکل 4-11- فلوچارت مدلسازی قوس افقی ساده 3Dدر نرم‌افزار Truck SIM 75
شکل 4-12- روند مدلسازی و انواع ترکیب سه بعدی قوس معکوس 76
شکل 4-13- فلوچارت مدلسازی قوس افقی معکوس 3D در نرم‌افزار Truck SIM 77
شکل 4-14- صفحه اصلی ورود اطلاعات در SPSS............ 78
شکل 4-15- حداقل شعاع لازم برای قوس 3D درسرعت‌های مختلف طراحی (e=4%)................................................... 80
شکل 4-16- حداقل شعاع لازم برای قوس 3D درسرعت‌های مختلف طراحی (e=6%)................................................... 89
شکل 4-17- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس درسرعت‌های مختلف طراحی
(e=4%)-وسیله نقیله=کامیون WB-15................. 90
شکل 4-18- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس درسرعت‌های مختلف طراحی
(e=4%)-وسیله نقیله=کامیون کمپرسی جام دار(DUMP TRUCK) 90
شکل 4-19- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس 3D درسرعت‌های مختلف طراحی
(e=4%)-وسیله نقیله=کامیون WB-15................. 91
شکل 4-20- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس 3D درسرعت‌های مختلف طراحی
(e=4%)-وسیله نقیله= کامیون کمپرسی جام دار(DUMP TRUCK) 91
شکل 4-21- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس درسرعت‌های مختلف طراحی
(e=6%)-وسیله نقیله=کامیون WB-15................. 92
شکل 4-22- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس درسرعت‌های مختلف طراحی
(e=6%)-وسیله نقیله= کامیون کمپرسی جام دار(DUMP TRUCK) 92
شکل 4-23- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس3D درسرعت‌های مختلف طراحی
(e=6%)-وسیله نقیله=کامیون WB-15................. 93
شکل 4-24- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس3D درسرعت‌های مختلف طراحی........................................
(e=6%)-وسیله نقیله= کامیون کمپرسی جام دار(DUMP TRUCK) 93
شکل 4-25- مقایسه مقادیر درصد‌های حداقل افزایش شعاع در قوس ساده در دور‌های e=4%و e=6%
وسیله نقیله=کامیون WB-15.......................... 94
شکل 4-26- مقایسه مقادیر درصد‌های حداقل افزایش شعاع در قوس ساده در دور‌های e=4%و e=6%
وسیله نقیله= کامیون کمپرسی جام دار(DUMP TRUCK)... 94
شکل 4-27- مقایسه مقادیر حداقل شعاع در قوس 3D (e=4%) 95
شکل 4-28- مقایسه مقادیر حداقل شعاع در قوس 3D (e=6%) 95
شکل 4-29- مقایسه مقادیر درصد‌های حداقل افزایش شعاع در قوس معکوس در دور‌های e=4%
و e=6% وسیله نقیله=کامیون WB-15................... 96
شکل 4-30- مقایسه مقادیر درصد‌های حداقل افزایش شعاع در قوس معکوس در دور‌های e=4%
و e=6% وسیله نقیله= کامیون کمپرسی جام دار(DUMP TRUCK) 96
شکل 4-31- مقایسه مقادیر درصد‌های حداقل افزایش شعاع در قوس معکوس3D در دور‌های e=4%
و e=6%-وسیله نقیله= کامیون WB-15.................. 97
شکل 4-32- مقایسه مقادیر درصد‌های حداقل افزایش شعاع در قوس معکوس3D در دور‌های e=4%
و e=6%-وسیله نقیله= کامیون کمپرسی جام دار(DUMP TRUCK) 97
فهرست روابط
عنوان صفحه
رابطة 2-1............................................... 10
رابطة 2-2............................................... 14
رابطة 2-3 .............................................. 25
رابطة 2-4............................................... 25
رابطة 2-5............................................... 26
رابطة 2-6............................................... 26
رابطة 2-7............................................... 26
رابطة 2-8............................................... 26
رابطة 2-9............................................... 26
رابطة 2-10.............................................. 27
رابطة 2-11.............................................. 27
رابطة 2-12.............................................. 27
رابطة 2-13.............................................. 28
رابطة 2-14.............................................. 31
رابطة 2-15.............................................. 35
رابطة 2-16.............................................. 41
رابطة 2-17.............................................. 41
چکیده
از آنجائیکه قوسهای افقی جزء مهمترین اجزای طرح هندسی راه‌ها می‌باشند و بطور گسترده در نقاط مختلف جاده‌های کشور مورد استفاده قرار می‌گیرند و از طرفی در بسیاری از موارد، محل قرار گیری این قوس‌ها در تلاقی با محل قرارگیری شیبها و قوسهای قائم می‌باشد در این تحقیق با استفاده از نرم افزار Truck SIM که امروزه یکی از کامل ترین و پرکاربرد ترین برنامه‌های شیبه‌سازی حرکات وسایل نقلیه سنگین می‌باشد، ابتدا به مدلسازی حرکت دو نوع متفاوت از انواع کامیون (1-کامیون جامدار(Dump truck) 2-کامیون مفصل دار wb-15) در طول حرکت بر روی قوس های افقی ساده و معکوس با شیب طولی صفردرصد ، و تعیین شتاب جانبی[1] این وسایل نقلیه می پردازیم.سپس مدلسازی را بر روی قوس های افقی یادشده که در ترکیب با شیبها و قوس های قائم قرار خواهند گرفت ادامه داده و دراین حالت نیزمقادیر شتاب جانبی را تعیین می کنیم.
در انتها ضمن مقایسه شتاب های جانبی بدست آمده در دو حالت قوس افقی بدون شیب و شیبدار و اصلاح روابط تعیین حداقل شعاع قوس افقی موجود در آیین نامه های رایج طرح هندسی راه ها ، مقادیر افزایش شعاع لازم در قوس های سه بعدی(قوس افقی در ترکیب با قوس قائم) را از طریق تحلیل نتایج خروجی در برنامه SPSSتعیین می نمائیم.
کلمات کلیدی : قوس سه بعدی،وسیله نقلیه طرح،شتاب جانبی، مدلسازی، شبیه ساز Truck SIM
فصل اول
تعریف مسأله
1-1- تعریف کلی مسأله
طراحی هندسی راه باتوجه به ایجاد هماهنگی میان اجزای آن کاری دشوار است؛ این اجزا شامل عناصری مانند سرعت طرح- عرض شانه- قوسهای افقی[2]- شیب‌های طولی – شیب‌های عرضی- عرض آزاد- عرض خط عبور- ابنیه فنی- قوسهای [3]- حداقل فاصله دید توقف- بر بلندی و ارتفاع آزاد می‌باشند، کلیه عوامل ذکر شده از نوع معیارهای اجباری در طراحی هندسی راه می‌باشند[1].
مهمترین هدف یک طرح هندسی دقیق، امنیت بالا و بی‌خطر بودن طرح با تکیه بر هماهنگی دقیق میان اجزای طرح می باشد؛
هزینه طرح نیز از نکات حائز اهمیت در طراحی هندسی می‌باشد. در کل برای رسیدن به یک طرح مطلوب و بهینه می‌بایست هماهنگی کامل میان میعارهای فنی – معیارهای اقتصادی و عوامل محیطی صورت پذیرد.
قوسهای افقی و قائم (پیچ‌ها و خم‌ها) دو جزء مهم طرح هندسی راه می‌باشند؛ قوس افقی نمایی از انحنای راه در امتداد پلان آن است در حالی‌که قوس قائم مقطع طولی از راه است و فرورفتگی و برآمدگی آن را در امتداد مسیر نشان می‌دهد؛ قوس افقی شامل مماس (خط مستقیم) و منحنی افقی غیرمستقیم است که دو خط مماس در طرفین را به تنهایی و یا با کمک منحنی‌های اتصال به هم متصل میکند؛
قوس قائم شامل خط مستقیم مماس (مسطح- سربالایی یا سر پائینی) و یک منحنی سهمی‌وار گنبدی یا کاسه‌ای است که خطوط مماس را به هم وصل میکند؛ از دیگر موارد اساسی تشکیل دهنده اجزای طرح هندسی راه، مقطع عرضی آن می‌باشد که مشخصات پهنا – شیب عرضی سواررو- شانه‌ها- کانال‌ها- میانه و پیاده‌رو را به وضوح مشخص میکند؛زمانی که وسیله نقلیه در امتداد قوس افقی حرکت میکند نیروی گریز از مرکز را به سمت خارج از مرکز قوس تجربه میکند که این نیرو به طور عکس با شعاع قوس متناسب است؛ نیروهای مقاوم در برابر نیروی گریز از مرکز، شامل اثر متقابل نیروی اصطکاک بین لاستیک ماشین و کف خیابان و وزن وسیلة نقلیه است که باعث پایداری وسیله نقلیه در طول مدت حرکت آن بر روی قوس افقی می‌شوند؛
اثر متقابل نیروی اصطکاک بین لاستیک ماشین و رو‌سازی جاده بستگی به فاکتورهائی از قبیل وضعیت سطح جاده- شرایط آب و هوایی- مشخصات لاستیک و دینامیک وسیله نقلیه دارد؛
قسمتی از مولفه، وزن خودرو که به طور موازی با سطح جاده عمل میکند، بستگی به میزان شیب عرضی جاده(دِوِر) دارد.
1-2- نیاز به مطالعه در مورد مسأله
در حال حاضر از مدلی به نام(PM) Point mass برای طراحی شعاع حداقل قوسهای افقی در آئین‌نامه‌های طراحی هندسی از جمله AASHTO استفاده می‌شود؛ در این مدل جرم وسیله نقلیه را نزدیک به جرم یک نقطه در نظر گرفته و بدون توجه به نحوة توزیع نیروی اصطکاک بین چرخ‌های داخلی و بیرونی و دیگر مشخصات وسیلة نقلیه طرح، نیروهای وارده بر جرم نقطه‌ای را محاسبه و براساس آن حداقل شعاع لازم برای پایداری جرم در طول حرکت روی قوس افقی را بدست می‌آورند؛ این روش شاید به صورت کلی جوابگوی نیازهای طراحی می‌باشد، اما از لحاظ علمی و باتوجه به مشخصات ویژه وسایل نقلیه و تفاوت‌های زیاد بین خودروها، مناسب نمی‌باشد. بین کامیون‌ها و خودروهای سواری از نظر سایز، اندازه لاستیک و مشخصات لاستیک تفاوت‌های آشکاری وجود دارد؛
دانلود مقاله پایداری حرکت کامیون روی انواع مختلف قوس افقی در ترکیب با قوس قائم
