Rovatok 2015-től
Rovatok
- Bemutatkozás »
- Fejlesztés beruházás »
- Informatika »
- Korszerűsítés »
- Környezetvédelem »
- Közlekedésbiztonság »
- Közlekedéstörténet »
- Kutatás »
- Megemlékezés »
- Méréstechnika »
- Mérnöki ismeretek »
- Minőségbiztosítás »
- Szabályzatok »
- Technológia »
- Egyéb »
Szerzői segédlet
A Sínek Világa folyóirat szerzőinek összeállított szempontok és segédlet.
Tovább »A polimer-kompozit hevederes ragasztott-szigetelt sínkötések (3. rész) – Véges elemes modellezések
A PK hevederes ragasztás nélküli sínillesztések esetén 1000 kNm/rad körüli merevségeket lehetett kalkulálni a mérések alapján. A 7. ábrán szemléltetjük az L=600 mm támaszközű esetre, a 100…30 000 kNm/ rad tartományra a megfelelő pontossággal használható regressziós függvényt (az ábrán feltüntetett 5-öd fokú polinomiális regressziós függvénynél szükség van a 10 tizedesjegy pontosságú számításra a 10–2 mm végeredményben lévő pontosság elérése miatt). Az összes esetre terjedelmi korlátok miatt nincs lehetőség publikálni a korrelációs függvényeket, ellenben az egyik publikált cikkünkben részletesen olvashatók ezek az eredmények is [3].
Vágánymodell felépítése során kapott paraméterek és eredmények
A már bemutatott kalibrált, validált FEM-modellel további véges elemes kalkulációkat végeztünk. 30 méter hosszú vágánymodellt építettünk – a modell közepén a hevederes ragasztott-szigetelt sínillesztéssel – 60E1-es sínrendszerrel – 60 cm-es keresztalj-távolsággal, LW-aljakat feltételezve (300×950 mm-es hatékony félalj-hosszat számításba véve), amire LM71 jelű terhelést (4×250 kN koncentrált erő – tengelyterhelés – 1,6-1,6 m-es távolságra egymástól) helyeztünk el olyan módon, hogy a ragasztott-szigetelt sínillesztésnél keletkezzen a legnagyobb igénybevétel és a maximális alakváltozás. A vágánymodell egyetlen sínszálat tartalmazott (Zimmermann-módszer szerint). A számításokat elvégeztük egyetlen koncentrált erővel (az LM71-ből 1×250 kN tengelyterhelés figyelembevételével), valamint tehercsoporttal is (LM71-ből a 4×250 kN-nal). A számításba vett dinamikus kerékterhelést a Zimmermann–Eisenmann-féle kalkulációs módszer szerint számítottuk (t=3, n=0,1 és V=160 km/h sebességértékekre kalkulálva, lásd fenn a képletet):
ahol
Kdin – a dinamikus kerékterhelés,
Fstat – a statikus tengelyterhelés,
5/9 – a vétlen külpontosság miatti szorzótényező (azt jelenti, hogy az egy tengelyen belüli két kerék között nem 1:1 arányban, hanem 4:5 arányban oszlik meg a terhelés),
t- – Student-féle eloszlási tényező, 99,7%-os megbízhatósághoz tartozó paraméter; pályaszerkezet-méretezések esetén 3-as értékkel szükséges számolni,
n – a pálya állapotától függő tényező, 0,1-et vettünk figyelembe, ami a nagyon jó/jó állapotú pályára jellemző érték,
ϕ – sebességi tényező,
V – pályasebesség km/h dimenzióban.
A (2) egyenlet alapján a kalkulációkhoz használt dinamikus kerékterhelés értéke 210,307 kN.
A véges elemes számításoknál az alábbi paramétereket vettük figyelembe a fentieken kívül:
– C=0,05 N/mm3, C=0,10 N/mm3 és C=0,20 N/mm3 keresztaljágyazási tényezők,
háromféle alátámasztási eset:
- minden alj felfekszik,
- az illesztési aljak vaksüppedésesek, azaz esetükben C=0 N/mm3,
- az illesztési aljak ágyazatragasztással stabilizáltak, esetünkben C=0,25 N/mm3,
– PK hevederes ragasztott-szigetelt sínillesztés (αsrh paraméterek az 1. táblázatból, átlagértékek), acélhevederes (MTH-P) sínillesztés (αsrh paraméterek: 3,1 millió fárasztási ciklusra 8775 kNm/rad, 3,5 millió fárasztási ciklusra 8000 kNm/rad), valamint sínillesztés nélküli eset (αsrh=∞) számítása.
A 8. ábrán mintaként bemutatunk egy keresztaljas alátámasztásokat is figyelembe vevő vágánymodellt az Axis VM szoftverből.
Az eredményeket a 6–8. táblázatokban adtuk meg. Minden C esetén feltüntettük (külön bontva az egyetlen koncentrált terheléses és a tehercsoportos esetekre is) a sínillesztés nélkül kapott maximális függőleges sínsüllyedéshez viszonyítva a százalékos arányokat. Ezek arra utalnak, hogy hányszorosa lesz/lenne a sín függőleges lehajlása, amennyiben különböző típusú és terhelési állapotú (terhelési ciklusszámtól függő) ragasztott-szigetelt hevederes sínillesztés kerül a vágányba, valamint az átgördült tengelyek hatására mennyivel nő a kezdeti deformáció. Ez utóbbit főként a PK hevederes esetre tudtuk pontosabban megadni.
Irodalomjegyzék
- [1] Németh A, Fischer Sz. A polimer-kompozit hevederes ragasztott-szigetelt sínkötések (1. rész) – Laboratóriumi vizsgálatok. Sínek Világa 2016;6:2-6.
- [2] Németh A, Fischer Sz. A polimer-kompozit hevederes ragasztott-szigetelt sínkötések (2. rész) – Vasúti pályás vizsgálatok. Sínek Világa 2018;6:12-17.
- [3] Németh A, Major Z, Fischer Sz. FEM modelling possibilities of glued insulated rail joints for CWR tracks. Acta Technica Jaurinensis 2020;13(1):42-84.
- [4] Németh A, Fischer Sz. Laboratory test results of glued insulated rail joints assembled with traditional steel and fibre-glass reinforced resin-bonded fishplates. Nauka ta Progres Transportu 2019;81(3):65-86.
- [5] Németh A, Fekete I, Szalai Sz, Fischer Sz. Supplementary laboratory investigations of modern plastic-polymer fishplates for rail joints. Nauka ta Progres Transportu 2019;84(6):86-102.
- [6] Németh A, Fischer Sz. Field tests of glued insulated rail joints with usage of special plastic and steel fishplates.
- Nauka ta Progres Transportu 2019;80(2):60-76.
- [7] https://www.researchgate.net/profile/Attila_Nemeth6/research
- [8] https://www.researchgate.net/profile/Szabolcs_Fischer/research
- [9] https://mmtdi.sze.hu/nemeth-attila
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.