Analiza naprężeń i odkształceń plastycznych w kontakcie koła pojazdu szynowego z szyną z zastosowaniem różnych modeli materiału

• Autorzy: Skrzat A.

Warianty tytułu

EN

Plastic stress and strain analysis for railroad car-rail contact problem performed for several material models

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opisano prace badawcze związane z projektem sponsorowanym przez Federal Railroad Administration z USA dotyczącym analizy naprężeń i odkształceń w kołach pojazdów szynowych i szynach kolejowych. Głównym celem autora było określenie na drodze obliczeń numerycznych rozkładów naprężeń i odkształceń w kole wynikających z kontaktu koło-szyna. W obliczeniach przyjęto następujące modele materiału: materiał idealnie sprężysto-plastyczny, materiał sprężysto-plastyczny z umocnieniem izotropowym oraz materiał sprężysto-lepkoplastyczny. W artykule opisano zunifikowany materiał plastyczny Bodnera-Partoma, dla którego na tym etapie prac wykonano jedynie testy dla stanu jednoosiowego rozciągania. Wiarygodność znalezionych numerycznie rozkładów naprężeń i odkształceń w kole powinna być zweryfikowana w badaniach eksperymentalnych. Przedstawiono niszczące badania kół pojazdów szynowych oraz rozkłady obwodowych naprężeń własnych uzyskane w wyniku podejścia zwanego aproksymacją fizycznie uzasadnioną.

EN

Research sponsored by Federal Railroad Administration USA concerning stress and strain analysis in railroad car wheels and rails is presented in this paper. The main goal is the numerical stress and strain analysis in railroad car wheels resulting from the wheel-rail contact. Various wheel-rail positions are considered. The following material models are used: elastic-perfectly plastic, elastic-isotropic hardening and elastic-viscoplastic. Description of unified plastic Bodner-Partom material is included. Bodner-Partom material is suitable for the analysis of the materials beyond the yield limit subjected to cyclic loading under different temperatures. Results of BP material application to uniaxial tests are presented. Reliability of numerically found stress and strain distributions in wheels should be verified experimentally. Destructive tests for railroad car wheels are described. Residual hoop stress reconstruction obtained by application of the approach called physically-based approximation is also included.

Słowa kluczowe

PL

kontakt koło-szyna; materiał Bodnera-Partoma; aproksymacja fizycznie uzasadniona

EN

wheel-rail contact; Bodner-Partom material; physically based approximation

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 54, nr 11
• Strony: 815--820
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Skrzat A.

• Politechnika Rzeszowska, Rzeszów

Bibliografia

• 1. Anderson H.: An implicit formulation of the Bodner-Partom constitutive equations. Computers and Structures 2003, t. 81, s. 1405-1414.
• 2. Arya V. K.: Efficient and accurate explicit integration algorithms with application to viscoplastic models. Int. Journal for Numerical Methods in Engineering 1996, t. 39, s. 261-279.
• 3. Bodner S. R.: Unified plasticity for engineering applications. New York 2002, Kluwer Academic/Plenum Publishers.
• 4. Cecot J.: Adaptive FEM analysis of selected elastic-viscoplastic problems. Comput. methods Appl. Mech. Engrg. 2007, t. 196, s. 3859-3870.
• 5. Skrzat A., Orkisz J.: Reconstruction of residual hop stress in railroad car wheels based on saw cut measurements. Experimental Mechanics 2009, t. 49, s. 491-499.