Dynamics effects caused by the "squat" type of a crack in the rail treads.

• Autorzy: Olzak M. , Szolc T.

Warianty tytułu

PL

Efekty dynamiczne powodowane przez pęknięcie typu "squat" w bieżni szyny kolejowej.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The authors present the part of research devoted to the "squat"-type crack development in the heads of railway rails. The paper contains description of the results of investigations of the influence of the dynamic interaction, between the railway bogie running along the track on the "squat"-type crack development. The studies are performed by the use of computer simulation technique. The study is devided into two parts. The first part explains, how the vertical displacement of the wheel varies during the quasi-static rolling of the bogie wheel along the cracked rail. In the second part of the paper, this dispalcement fluctuation during passage along the rail with the "squat"-type crack were obtained as the result of dynamic analysis.

PL

Prezentowany materiał jest częścią prac mających na celu wyjaśnienie mechanizmu rozwoju pęknięć typu "squat" pojawiających się w bieżanich szyn kolejowych. W tym artykule autorzy przedstawiają badania nad ustaleniem wpływu jaki na rozwój pęknięcia tego typu mogą mieć obciążenia dynamiczne występujące w systemie składającym się z prostego odcinka toru kolejowego i poruszającego się po nim obciążonego wózka przy czym w jednej z szyn założono obecność pęknięcia "squat". Badania prowadzono metodami symulacji numerycznych. Badania te były podzielone na dwa etapy. W pierwszym ustalono jak w trakcie quasi-statycznego przetaczania koła po szynie z pęknięciem zmienia się sztywność układu koło-szyna. W drugim zmiany sztywności układu koło-szyna uwzględniono w analizie dynamiki ruchu wózka po torze. W wyniku analizy dynamicznej uzyskano wykresy obrazujące zmiany sił nacisku kół na szyny z uwzględnieniem obecności pęknięcia.

Słowa kluczowe

EN

squat-type crack; rail treads crack; rail-wheel contact; dynamic contact force; railway bogie-truck system

PL

pęknięcie typu squat; pęknięcie w bieżni szyny kolejowej; układ koło-szyna; siła kontaktu dynamiczna; wózek kolejowy

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. L, nr 1
• Strony: 5--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Olzak M.

• Institute of Aeronautics and Applied Mechanics, Warsaw University of Technology, ul. Nowowiejska 24, 00665 Warsaw, Poland

autor

Szolc T.

• Institute of Fundamental Technological Research of the Polish Academy of Sciences, ul. Świętokrzyska 21, 00-049 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Bogdański S., Olzak M., Stupnicki J.: Influence of liquid interaction on propagation on rail rolling contact fatigue cracks., Proc. 2nd Mini Con. on Contact Mechanics and Wear of Rail/Wheel Systems, Budapest 29-31 July 1996, pp. 134-143.
• [2] Bogdański S., Olzak M., Stupnicki J.: The effect of face friction and tractive force on propagation of 3D 'squat' type of rolling contact fatigue crack., Proc. 2nd Mini Con. on Contact Mechanics and Wear of Rail/Wheel Systems, Budapest 29-31 July 1996, pp. 164-173.
• [3] Olzak M., Stupnicki J.: Zmienność współczynników intensywności naprężenia w trakcie przetaczania obciążenia po bieżni ze szczeliną; Część I: Szczeliny o niegładkich powierzchniach, VII Krajowa Konferencja Mechaniki Pękania, Kielce-Cedzyna 23-25 września 1999, pp. 109-116.
• [4] Olzak M., Stupnicki J.: Zmienność współczynników intensywności naprężenia w trakcie przetaczania obciążenia po bieżni ze szczeliną; Część II: Szczeliny z luzem oraz warstwami materiału o zmienionych właściwościach, VII Krajowa Konferencja Mechaniki Pękania, Kielce-Cedzyna 23-25 września 1999, pp. 109-116.
• [5] Bogdański S., Olzak M., Stupnicki J.: Numerical modeling of a 3D rail RCF 'squat'-type crack under operating load, Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures 1998; 21, pp. 923- 935.
• [6] Olzak M., Stupnicki J., Wójcik R.: Numerical Analysis of surface crack propagation in rail-wheel contact zone, Proc. of the Int. Conf on "Raill Quality and Maintenance for Modern Railway Operation", Delft, June 1992, pp. 385-395.
• [7] Popp, K. - Kruse, H. - Kaiser, I.: Vehicle-track dynamics in the mid-frequency range, Vehicle System Dynamics, Vol. 31, No. 5-6, 1999, pp. 423-464.
• [8] Fingberg U.: Ein Modell für das Kurvenquietschen von Schienenfahrzeugen, VDI Fortschritt-Berichte, Reihe 11, Nr. 140, 1990.
• [9] Meinders Т., Meinke P.: Rotor dynamics and irregular wear of elastic wheelsets, Karl Popp & Werner Schiehlen (Eds.) "System Dynamics and Long-Term Behaviour of Railway Vehicles, Track and Subgrade", Springer-Verlag, 2002, pp. 133-152.
• [10] Szolc Т.: On discrete-continuous modelling of the railway bogie and the track for the medium frequency dynamic analysis, Engineering Transactions, No. 48, 2, 2000, pp. 153-198.
• [11] Szolc Т.: Simulation of dynamic interaction between the railway bogie and the track in the medium frequency range, Multibody System Dynamics, 6, 2001, pp. 99-122.