Dynamics of a Rolling Railway Wheel; Corrugation, Polygonalization and Flat Spots

• Autorzy: Bogacz R. , Frischmuth K.

Warianty tytułu

PL

Dynamika koła kolejowego; korugacje, poligonalizacja i płaskie miejsca

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the present paper the dynamics of a rolling railway wheel with imperfections, interacting with an ideal track, is investigated. For uniform guiding motion, the trajectory of the contact point and the resulting vertical accelerations are evaluated, first in the case of a rigid wheel, then in the case of elastic and visco-elastic contact. The resulting energy dissipation due to friction and percussive effects is calculated, and on that basis pattern formation is simulated.

PL

Praca dotyczy badania dynamiki koła kolejowego z nierównościami powierzchni tocznej oddziałującego z idealnym torem kolejowym (szyną). W przypadku ustalonego ruchu prostoliniowego określono trajektorię punktu kontaktu układu koło-szyna i wynikające przyspieszenia, początkowo przyjmując sztywne koło i szynę, a następnie rozważając przypadek kontaktu sprężystego i lepkosprężystego. Uwzględniając energię dysypowaną, określany jest ruch i ewolucyjna zmiana kształtu powierzchni tocznej koła.

Słowa kluczowe

EN

railway mechanics; dynamics; corrugation; polygonalization

PL

mechanika kolejowa; dynamika; korugacja; poligonalizacja

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Symulacji Komputerowej
• Czasopismo: Symulacja w Badaniach i Rozwoju
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 5, nr 4
• Strony: 219--231
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Bogacz R.

• Politechnika Warszawska, SIMR, ul. Narbutta 84, 02-524 Warszawa IPPT Polska Akademia Nauk, Pawińskiego 5B, 02-106 Warszawa

autor

Frischmuth K.

• Universität Rostock, IfM, D-18051 Rostock

Bibliografia

• 1. Arnold M., Frischmuth K.: Solving problems with unilateral constraints by DAE methods, Mathematics and Computers in Simulation 47:47-67, 1998.
• 2. Bogacz R., Chudzikiewicz A., Frischmuth K.: Friction, wear and heat, in: L. Bobrowski, A. Tylikowski (Editors), Simulation in R&D, Warsaw, pp. 67-76, 2005.
• 3. Bogacz R., Frischmuth K.: Computer Simulation of slip wave generation, Proceedings of the 8th Workshop PTSK, Gdańsk, 2001, pp. 6.
• 4. Bogacz R., Frischmuth K.: Simulation of wheelset in curved track, Machine Dynamics Problems, 25, No. 3/4, 2001, pp. 69-79.
• 5. Bogacz R., Frischmuth K.: On some new aspects of contact dynamics with application in railway engineering, J. Theor. and Appl. Mech., 50, 1, pp. 119-130, Warsaw 2012.
• 6. Bogacz R., Frischmuth K.: Vibration in Sets of Beams and Plates Induced by Traveling Loads, Archive of Applied Mechanics, 79, pp. 509-516, 2009.
• 7. Bogacz R., Frischmuth K.: Abrazion and percussion effects in rail-wheel contact, VI German-Greek-Polish Symposium, pp. 1-2, Poznań, 2010.
• 8. Bogacz R., Kowalska Z.: Computer simulation of the interaction between a wheel and a corrugated rail, Eur. J. Mech. A/Solids 20, pp. 673-684, 2001.
• 9. Bogacz, R., Krzyżyński Т., Popp К.: On generalization of Mathews' problem of the vibration of a beam on elastic foundation, Z. Angew. Math, Mech. 69, pp. 243-252,1989.
• 10. Bogacz R., Noga S.: Free transverse vibration analysis of a toothed gear. Archive of Applied Mechanics, 82, pp. 1159-1168, 2012.
• 11. Chudzikiewicz A., Kalker J.J.: Calculation of the Evolution of a Railway Wheel Profile Trough Wear, International Series of Numerical Mathematics, Vol. 101, Birkhäuser Verlag Basel, pp. 71-84, 1991.
• 12. Fesharaquifard R., Dequid A., Brunei F., Desplanques Y., Coste O., Joyez P.: Modelling of wheel/track interaction with wheel defects and diagnosis methods: an overview, Proceedings of IMAACA, 2011.
• 13. Frischmuth K.: Regularization methods for non-smooth dynamical problems, in: R. Bogacz, G. P. Ostermeyer, K. Popp (Editors), Dynamical Problems in Mechanical Systems IV, Proceedings of the 4th Polish-German Workshop, July 30 - August 4, 1995 in Berlin, IPPT PAN, Warsaw, pp. 99-108, 1996.
• 14. Frischmuth K.: On the numerical solution of rail-wheel contact problems. J. Theoretical and Applied Mechanics, 34, 1, pp. 7-15, 1996.
• 15. Frischmuth K.: Wear models with internal state parameters, Machine Dynamics Problems, 24, No. 1, pp. 79-86, 2000.
• 16. Frischmuth K.: Contact, motion and wear in railway mechanics, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 3, 39, 2001.
• 17. Frischmuth K.: Numerical methods for evolving manifolds, and applications in rail-wheel contact mechanics, in: Selected topics in Geometry and Mathematical Physics, Vol. 1, pp. 161-187, 2002.
• 18. Frischmuth K., Langemann D.: Distributed numerical calculations of wear in the wheel-rail contact, in: K. Popp, W. Schiehlen (Editors), System Dynamics and Long-Term Behavior of Railway Vehicles, Track and Subgrade, Springer, 2002.
• 19. Frischmuth K., Langemann D.: Numerical calculation of wear in mechanical systems, Mathematics and Computers in Simulation, 81, pp. 2688-2701, 2011.
• 20. Jensen J.C., Slivsgaard E.: Modelling of railway vehicles using elastic contact and moveable track, in: Proc. First Workshop on Dynamics of Wheel-Rail Systems, Rostock, pp. 19-23, 1994.
• 21. Kowalska Z,, Bogacz R.: Computer simulation of the dynamic wheel/rail system, in: Simulation in Research and Development, R. Bogacz, Z. Kołodziński and Z. Strzyżakowski, (Eds). Warsaw, pp. 5-15, 2001.
• 22. Wu T.X., Thompson D.J.: A Hybrid Model for Wheel/Track Dynamic Interaction and Noise Generation Due to Wheel Flats, ISVR Technical Memorandum, No. 859, January 2001.