Modified strip method specification for wheel / rail contact stress evaluation

• Autorzy: Lack T. , Gerlici J.

Warianty tytułu

PL

Modyfikacja metody paskowej do analizy naprężeń w kontakcie koła z szyną

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The Strip Method is often used for rail/wheel contact area and contact normal stress evaluation. The paper deals with the computational time saving procedure when the computation accuracy is guaranteed. We included the local coordinate system with a presupposed semi-circular course of the normal stress for the purpose of the integral that is necessary for deformation in the middle of individual strips evaluation. The integral is solvable analytically. The input parameters for individual parts of splines and individual strips expression are possible to insert after analytical solution.

PL

Metoda paskowa (Strip Method) jest powszechnie używana w analizie naprężeń kontaktowych w układzie koło/szyna. W artykule przedstawiono zmodyfikowaną procedurę obliczeń z zachowaniem dokładności uzyskiwanych wyników. Modyfikacja pozwoliła na znaczne zmniejszenie czasu obliczeń. Obliczenia kontaktowych naprężeń normalnych wykonywane są w lokalnym układzie współrzędnych co umożliwia obliczenia naprężeń w pojedynczych paskach kontaktowej powierzchni. Całkowanie wykonywane jest metodą analityczną. Opracowany program TFASTSTRIP bazuje na programie Kalkers FASTSIM. Parametry (funkcje) wejściowe do obliczeń w elementarnym pasku są aproksymowane spalinami, co pozwala na otrzymanie analitycznego rozwiązania.

Słowa kluczowe

EN

wheel-rail contact; contact stress evaluation; modified Strip method; optimized computation procedure; Contact-TANG; Contact-NORM; FASTSIM

PL

kontakt koła z szyną; kontaktowe naprężenia; modyfikacja metody paskowej; optymalizacja czasu obliczeń; Contact-TANG; Contact-NORM; program Kalkers FASTSIM

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 101
• Strony: 63--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Lack T.

• University of Žilina

autor

Gerlici J.

• University of Žilina

Bibliografia

• 1. Gerlici J., Lack T.: Contact Geometry Influence on the Rail / Wheel Surface Stress Distribution, Proc. Engineering, Vol. 2, No. 1, 2010, pp. 2249-2257.
• 2. Gerlici J., Lack T.: Railway Wheel and Rail Head Profiles Development Based on the Geometric Characteristics Shapes. Wear, Vol. 271, No. 1-2, Special issue, pp. 246-258, 2011.
• 3. Gerlici J., Lack, T. et al.: Transport Means Properties Analysis - part I, EDIS: University of Zilina, 2005, p. 214.
• 4. Kalker J. J.: A Fast Algorithm for Simplified Theory of Rolling Contact. Vehicle Systems Dynamics 11 (1982), pp.1-13, 1982.
• 5. Kalker J. J.: Three-dimensional Elastic Bodies in Rolling Contact. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Netherlands, 1990.
• 6. Kik W., Piotrowski J.: A fast approximate method to calculate normal load at contact between wheel and rail and creep forces during rolling. Proceedings of 2nd Mini-Conference on contact mechanics and wear of Rail/Wheel Systems 1996, pp. 338-340
• 7. Lack T, Gerlici J.: Contact Area and Normal Stress Determination on Railway Wheel / Rail Contact, Communications - Scientific Letters of the University of Zilina, vol. 7, No. 2, 2005, pp. 38-45.
• 8. Lack T., Gerlici J.: Modified Strip Method Utilization for Wheel /Rail Contact Stress Evaluation, Proc. of the 9th Intern. Conference on Contact Mechanics and Wear of Rail/Wheel Systems, CM2012, Chengdu, China, 2012.
• 9. Lack T., Gerlici J.: Tangential Stresses for Non-elliptical Contact Patch Computation by Means of Modified FASTSIM Method, Proc. of the 23rd Intern. Symposium Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks IAVSD2013, Qingdao, China, 2013.
• 10. Piotrowski J, Chollet H.: Wheel-rail contact models for vehicle system dynamics including multi-point contact, Vehicle Syst. Dyn. 43 (6-7), 2005, 455-483
• 11. Piotrowski J., Kik W.: A simplified model of wheel/rail contact mechanics for non-Hertzian problems and its application in rail vehicle dynamics simulations, Vehicle Syst. Dyn. 43 (3), 2005, 161-172
• 12. Shackleton P., Iwnicky S.: Comparison of Wheel-rail Contact Codes for Railway Vehicle Simulation: An Introduction to the Manchester Contact Benchmark and Initial Results. Vehicle System Dynamics, vol.46, No. 1-2, 2008, pp. 129-149.