Określenie trwałości eksploatacyjnej osi kolejowych zestawów kołowych na podstawie symulacji komputerowej dynamicznego oddziaływania układu jezdnego pojazdu z torem

• Autorzy: Szolc T. , Świderski Z. , Droździel J.

Warianty tytułu

EN

Determination the operating life of axles of the railway wheelsets on the ground of computer simulation of running system of vehicle-track dynamic interaction

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metodę określania trwałości zmęczeniowej osi kolejowego zestawu kołowego wózka 25ANa wagonu pasażerskiego typu Z1 przeznaczonego do prędkości jazdy 200 km/h na podstawie przebiegów naprężeń uzyskanych metodą symulacji komputerowej dynamicznego oddziaływania ukladu jezdnego pojazdu z torem. W ten sposób otrzymano widmo obciążeń osi dla szerokiego zakresu warunków eksploatacji badanego obiektu. Wyróżniono przy tym dwa zakresy częstości oddziaływania dynamicznego pojazd-tor, tj. częstości niskie i średnie, wykorzystując do tego celu odpowiednie modele matematyczne. Oszacowanie samej trwałości zmęczeniowej przeprowadzono metodą kumulacji cząstkowych uszkodzeń dla poszczególnych poziomów amplitud naprężeń. Przeprowadzona prognoza potwierdziła, iż oś badanego zestawu halowego zaprojektowano z dostatecznym zapasem bezpieczeństwa, gdyż obliczone maksymalne wartości amplitud naprężeń leżą poniżej granicznej wartości wytrzymałości zmęczeniowej.

EN

The method of determination the fatigue life of axle of the railway wheelset of the bogie of 25ANa passenger car of type Z1 destined for riding spced 200km/h on the ground of courses of stresses obtained by the method of computer simulalion of running system of the vehicle-track dynamic interaction is presented. In this way the spectrum of stresses of the axle for the wide range of operating conditions of the tested object is obtained. Besides two ranges of frequency of ihe vehicle-irack dynamic interaction i.e. the Iow and medium frequencies are distinguished using for this purpose The adequate mathematical models. Estimation the only value of fatigue life is carned out by the method of partial cumulations of damages for the particular levels of stress amplitudes. The carried out prognosis confirmed ihal the axle of the tesled wheelset was designed with the sufficienl safety margin, bccause the calculated maximal values of the slress amplitudes are situated below the limiting value of fatigue strength.

Słowa kluczowe

PL

metoda określania trwałości zmęczeniowej; oś kolejowego zestawu kołowego wózka 25ANa wagonu pasażerskiego typu Z1; przebieg naprężeń; układ jezdny pojazdu z torem; widmo obciążeń osi; oddziaływanie dynamiczne pojazd-tor; metoda kumulacji cząstkowych uszkodzeń; amplituda naprężeń

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Pojazdy Szynowe
• Rocznik: 2002
• Tom: nr 1
• Strony: 24--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Szolc T.

• Polska Akademia Nauk

autor

Świderski Z.

• Polska Akademia Nauk

autor

Droździel J.

• Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] ORE Frage - B 136 Radsätze mit aufgesattelten Achslagern: Konstruktion, Unterhaltung, Standard-isierung. Bericht 11 - Berechnung von Ratzwellen für Güterwagen und Reisezugwagen. Utrecht, April 1979.
• [2] Miner M. A. Comulative damage in fatigue, Journal of .Applied Mechanics, Vol.112, No 3, 1945, pp.A 159 - 164
• [3] Evans B. F., Smalley A. J., Simons H. R.: Startup of synchronous motor drive trains: the application of transient torsional analysis to cumulative fatique assessment, Trans, of the ASME, No. 85-DET-122.
• [4] Laschet A.: Simulation von Antriebssystemen, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, London, New-York, Paris, Tokyo 1988.
• [5] Tanaka M., Takehira A., Kuwata K, Hoshino A., Koike H., Ishihara K., Isozaki T., Yamasaki H.: Study on aerodynamic force exciting vibration of turbine rotor blade, Proc. of the Int. IFToMM Conference on Rotordynamics, Sept. 1986, Tokyo, JSME&IFToMM Eds., pp. 307-312.
• [6] Rzqdkowski R.: Numerical analysis of free and forced vibration of tuned and mistuned bladed discs, Zeszyty Naukowe IMP-PAN, 483/1438/97, Gdansk 1997.
• [7] Esveld K. C.: Modem Railway Track. MRT — Productions, ISBN 90-800324-1-7, Duisburg 1989.
• [8] Drozdziel J.: Modelling of railway vehicle/track interaction with variable geometry, The Archives of Transport, Vol.X, No 3-4, Warsaw 1998.
• [9] Chudzikiewicz A., et al.: Estimation of the dynamic properties of railway vehicles basing on simulation and experiment, Grant KBN Report No 9T12C 02911, Faculty of Transport Eng. Warsaw University of Technology. Warsaw, 1998, (in Polish).
• [10] 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)
• [11] Szolc, T.: 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)
• [12] Szolc, T.: Simulation of dynamic interaction between the railway bogie and the track in the medium frequency range, Multibody System Dynamics, Vol. 6, 2001. (pp. 99-122)
• [13] Oscarsson J., Dahlberg T.: Dynamic train/track/ballast interaction - computer models and full-scale experiments, Vehicle System Dynamics, Supplement 28, 1998. (pp. 73-84)
• [14] Ripke, B.: Hochfreauente Gleismodellierung und Simulation der Fahrzeug-Gleis-Dynamik unter Verwendung einer nichtlinearen Kontaktmechanik, VDI Fortschritt-Berichte, Reihe 12, Nr. 249 (1995).
• [15] Bogacz R., Meinke P., Popp K.: Zur Modellierung der höherfrequenten Radsatz/Gleisdynamik, Hestra Verlag: Report on the "Tagung Systemdynamik der Eisenbahn", 13-14 Oct. 1994 in Henningsdorf, Germany, pp. 45-55, 1994.
• [16] Morys B.: Entstehung und Verstärkung von Radunrundheiten an Hochgeschwindigkeitseisenbah-nzügen, Raport wewn. Fraunhofer Institut Informations- und Datenverarbeitung, II TB, Karlsruhe 1996.