Assessment of Locomotive and Multi-unit Fatigue Strength Considering the Results of Certification Tests in Ukraine and EU Countries

• Autorzy: Kostrytsya S. A.

Warianty tytułu

PL

Ocena wytrzymałości zmęczeniowej lokomotyw i zespołów trakcyjnych z uwzględnieniem wyników badania certyfikacyjnego na Ukrainie i w krajach UE

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The comparative analysis of methods for assessing the fatigue strength of the rail vehicle used in the Ukraine and the EU is described in this article. As a result of the comparison, the following main diff erences of the indicated methods are distinguished: 1. In Ukraine, fatigue strength assessment is carried out using the fatigue strength factor, which should not exceed the normative value. In the countries of the European Union, the fatigue strength is evaluated according to the permissible stresses, and the permissible stresses are determined using stress strain diagrams. 2. According to the requirements of the Norms in Ukraine for determining the fatigue strength factor, the endurance limits of standard samples in a symmetrical loading cycle are used. The stress limit diagrams, which are used in European norms, are constructed for characteristic structural elements taking into account the asymmetry of the stress cycle coeffi cients. Analytic studies and analysis of experimental data carried out by the author have made it possible to develop a number of recommendations aimed at increasing the reliability of the results of estimating the fatigue strength of load-bearing structures of selfpropelled rolling stock and to make proposals for harmonizing the relevant regulatory documents in Ukraine and the EU countries.

PL

W artykule przedstawiono analizę porównawczą metod oceny wytrzymałości zmęczeniowej pojazdów szynowych wykorzystywanych na Ukrainie i w krajach UE. W wyniku wyżej wymienionego porównania wyróżniono następujące istotne różnice w opisanych metodach: 1. Na Ukrainie, ocena wytrzymałości zmęczeniowej prowadzona jest przy użyciu wskaźnika wytrzymałości zmęczeniowej, który nie powinien przekraczać wartości normatywnej. W krajach Unii Europejskiej, wartość zmęczeniowa jest oceniana w odniesieniu do poziomu do dopuszczalnego naprężenia, a dopuszczalne naprężenia określane są przy użyciu wykresu naprężeń i odkształceń. 2. Zgodnie z wymaganiami norm na Ukrainie, dla określenia wskaźnika wytrzymałości zmęczeniowej wykorzystuje się granice wytrzymałości standardowych próbek przy symetrycznym obciążeniu. Wykresy granic naprężenia używane w europejskich normach, są konstruowane dla charakterystycznych elementów konstrukcyjnych z uwzględnieniem współczynników niesymetrycznego cyklu naprężenia. Przeprowadzone przez autora opracowania analityczne oraz analiza danych doświadczalnych umożliwiły opracowanie szeregu rekomendacji mających na celu podwyższenie rzetelności wyników oceny wytrzymałości zmęczeniowej konstrukcji nośnych elementów taboru z własnym napędem i przygotowanie propozycji zharmonizowania odpowiednich dokumentów regulacyjnych na Ukrainie i w krajach UE.

Słowa kluczowe

EN

locomotive; multi-unit; certification; fatigue strength; assessment criteria

PL

lokomotywa; zespół trakcyjny; certyfikacja; wytrzymałość zmęczeniowa; kryteria oceny

• Wydawca: Instytut Kolejnictwa
• Czasopismo: Problemy Kolejnictwa
• Rocznik: 2017
• Tom: Z. 177
• Strony: 29--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wyk.

Twórcy

autor

Kostrytsya S. A.

• Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan

Bibliografia

• 1. DVS 1608:2011-08: Design and strength assessment of welded structures from aluminium alloys in railway applications, Deutsches Institut für Normung E.V., 2014.
• 2. DVS 1612:2014-08: Design and endurance strength analysis of steel welded joints in rail-vehicle construction, Deutsches Institut für Normung E.V., 2014.
• 3. EN 12663-1:2010: Railway applications – Structural requirements of railway vehicle bodies – Part 1: Locomotives and passenger rolling stock (and alternative method for freight wagons), European Committee for Standardization, 2010. nts of railway vehicle bodies – Part 2: Freight wagons, European Committee for Standardization, 2010.
• 4. EN 13749-2011: Railway applications – wheelsets and bogies – methods of specifying structural requirements of bogie frames, European Committee for Standardization, 2011.
• 5. ERRI B12/RP 17-1997: Program of Tests to Be Carried Out on Wagons with Steel Underframe and Body Structure (Suitable for being Fitted with the Automatic Buffi ng and Draw Coupler) and on Their Cast Steel Frame Bogies, 8th edition, European Rail Research Institute, Utrecht (1997).
• 6. Esderts J., Willem D., Kassner M.: Fatigue strength analysis of welded joints in closed steel sections inrail vehicles, International Journal of Fatigue, vol. 34, no. 1, pp. 112–121, 2012.
• 7. Jung-Won Seo et al.: Fatigue Design Evaluation of Railway Bogie with Full-Scale Fatigue Test, Advances in Materials Science and Engineering, Vol. 2017, pp. 1-11, 2017.
• 8. Kassner M.: Fatigue strength analysis of a welded railway vehicle structure by different methods, International journal of fatigue, vol. 34, pp. 103 - 111, 2012.
• 9. Kogaiev V.P.: Calculations of machine parts and structures for strength and durability, Moscow, Machine Building, 1985.
• 10. Kogaiev V.P.: Strength calculations at time variable stresses, Moscow: Machine Building, 1977.
• 11. Li R., Zhao Y.X.: Strength assessment for bogie frame based on UIC standard, Machinery, no. 10, 9–12, 2012.
• 12. Lu J., Mi C.Y., Liu Y.J.: Research on wheel parametric design based on ANSYS and fatigue postprocessing system, Electr. Drive Locomotive, no: 6, pp. 32-35, 2013.
• 13. Peng D., Jones R., Constable T.: Tools and methods for addressing the durability of rolling stock, Engineering failure analysis, vol. 34, pp. 278-289, 2013.
• 14. Regulations on calculation and assessment of the strength of load-bearing elements and the dynamic qualities of locomotive, Moscow, pp. 145, 1998.
• 15. Regulations on calculation and assessment of the strength of load-bearing elements and the dynamic qualities of multiple units, Moscow, pp. 146, 1997.
• 16. Shukri A., Willem D., Yaghi A.: Modelling aspects of the design of railway vehicle structures and their crashworthiness, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, vol. 230, no. 6, pp. 1575-1589. 2016.