Computer aided analysis of wear of the surface layer with a pearlitic structure using an Amsler stand

• Autorzy: Bąkowski H.

Warianty tytułu

PL

Komputerowe wspomaganie analizy zużycia warstwy wierzchniej o strukturze perlitycznej na stanowisku Amslera

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents laboratory research results of the samples made of heat treated pearlitic rail steel. The tests were performed on an Amsler stand. The surface layer of metallographic specimens after sliding in various operational conditions is presented. The surface layer changed due to ratchetting where significant impact of various operational factors was observed. Simulation studies with the application of a finite element method (MES) followed. Each separate zone of the surface layer was reflected by the CAD system. Based on theoretical models, each individual zone was prescribed certain properties in order to specify the boundary conditions essential for numerical calculations to be performed. The obtained results made it possible to determine the zones particularly exposed to wear as well as the distribution of stress and deformation that enabled the determination of the depth of the retention of maximal values mentioned above.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych na stanowisku Amslera próbek wykonanych ze stali szynowej bez obróbki cieplnej o strukturze perlitycznej. Zaprezentowano warstwę wierzchnią zgładów metalograficznych po współpracy w różnych warunkach eksploatacji. Warstwa wierzchnia uległa zmianie na skutek zjawiska ratchettingu poprzez oddziaływanie różnych czynników eksploatacyjnych. Następnie posłużono się badaniami symulacyjnymi ze pomocą metody elementów skończonych (MES). Odzwierciedlono poszczególne strefy warstwy wierzchniej za pomocą systemu CAD. W oparciu o modele teoretyczne nadano poszczególnym strefom właściwości, aby określić warunki brzegowe niezbędne do przeprowadzenia obliczeń numerycznych. Uzyskane wyniki pozwoliły na określenie miejsc szczególnie narażonych na zużycie oraz rozkłady naprężeń i odkształceń umożliwiające wyznaczenie głębokości zalegania maksymalnych ww. wartości.

Słowa kluczowe

EN

wear; surface layer; microstructure; pearlite; FEM; Amsler

PL

zużycie; warstwa wierzchnia; mikrostruktura; perlit; MES; Amsler

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 4
• Strony: 9--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Bąkowski H.

• Silesian University of Technology, Faculty of Transport, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

Bibliografia

• 1. Massel A.: Faliste zużycie szyn a warunki eksploatacyjne. Problemy Kolejnictwa, CNTK z.127, Warszawa 1998, 76–98.
• 2. Kristan J., Sawley K.: Material property characterization and specifications for improved rail steel. TTCI R&D, Railway Track and Structures, October 2002, 14–16.
• 3. Su X., Clayton P.: Ratchetting strain experiments with a pearlitic steel under rolling/sliding contact. Wear 205 1997, 137–143.
• 4. Bon-Woong Koo at all: Experimental measurement of Young’s modulus from a single crystalline cementite. Scripta Materialia 82, 2014, 25–28.
• 5. Zubkova T. A., Yakovleva I. L., Karkina L. E., Veretennikova I. A.: Study of the hardness and elastic modulus of cementite in the structure of granular pearlite by the nano-indentation method. Metal Science and Heat Treatment, Vol. 56, 2014, 5–6.
• 6. Böhmer A. i inni: Beanspruchungen von schienen unter statischen, dynamischen und thermishen belastungen. Glasers Annalen 127 3,4/2003, 116–130.
• 7. Pytko S.: Problemy wytrzymałości kontaktowej. PAN Warszawa 1982.
• 8. Pointner P.: Auswirkungen des Rad-Schiene-Kontaktes auf Werkstoffwahl Und Fahrweggüte. Eisenbahningenieur (51), 9/2001, 122–126.
• 9. Muskalski Z., Milenin A.: Development of Finite Element Model of Reorientation of Cementite Lamellae in Pearlite Colonies in Wire Drawing Process for Wires Made from High Carbon Steel. Solid State Phenomena, Vol. 165 (2010) pp. 136–141.
• 10. Posmyk A., Bąkowski H.: Zużywanie w mikroskali skojarzenia żeliwny pierścień tłokowy-kompozytowa tuleja cylindrowa. Tribologia 3, 2015, 153–162.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.