A véges elemes szimulációkkal kapcsolatos konklúziók, összefoglalás

Az eddigiekben azt mutattuk be, hogy a laboratóriumi mérési eredményeink figyelembevételével milyen módon lehet kalibrált és validált, egyszerűsített 2D-s véges elemes szimulációs modellekkel (Axis VM 13 szoftvert használva) további számításokat elvégezni. A FEM-futtatásokban a hevederes ragasztott-szigetelt sínillesztések modellezésére félmerev csuklót alkalmaztunk, amely csuklók elfordulási merevségét kellett a modellek kalibrációjánál iterációval meghatározni. A kalibrációnál kizárólag a laboratóriumi mérések során rögzített támaszközépen mért függőleges lehajlásokat vettük számításba. Minden egyes esetre egy adatpár került rögzítésre, és a kalibrációknál felhasználásra: a kalkulált maximális függőleges koncentrált terhelőerő (kN dimenzióban) és az ehhez tartozó függőleges támaszközépen mért lehajlás (mm dimenzióban, 10–3 mm pontossággal).
A fentebb részletezett módon a PK hevederes ragasztott-szigetelt sínillesztésekre vonatkozóan megadtuk az egyes terhelési esetekhez (fárasztási ciklusszámokhoz) tartozó félmerev csukló elfordulási merevség értékeit. Kétféle módon végeztük el a modellek validációját, amelyek eredményeképpen az 1. táblázatban megadott átlagérték adatsorát javasoljuk a további kalkulációknál. A véges elemes modellezések kiegészítő eredményeként olyan regressziós függvényeket adtunk meg, amelyekkel 10–2 mm pontossággal becsülhetők FEM szimulációs futtatások nélkül a függőleges lehajlás értéki a félmerev csukló elfordulási merevsége ismeretében. Utaltunk egy már megjelent folyóiratcikkre [3], ahol részletesebben publikáltuk ezen regressziós függvényeket.
A korábbi validált kéttámaszú modellek alapján 30 m hosszú, 60E1 sínrendszerű, 60 cm keresztaljtávolságú vágánymodellt építettünk (egyetlen sínszállal készítettük a modellt a Zimmermann-módszernek megfelelően), amelynek a közepén helyeztük el a hevederes ragasztott-szigetelt sínillesztést. A vágánymodell leterhelésénél az LM71 jelű tehermodellt alkalmaztuk, dinamikus felszorzással (Zimmermann–Eisenmann-féle kalkulációs módszer). A számításoknál egyetlen kerékerőt és tehercsoportot is figyelembe vettünk. A pontosabb eredmények érdekében három különböző ágyazási tényezőre, három különböző feltámaszkodási esetre, valamint három különböző sínillesztésre végeztük el a számításokat. Eredményképpen három táblázatban adtuk meg a sínillesztés nélküli esetnél számított maximális függőleges síndeformációk (lehajlások) értékeihez viszonyítva százalékosan a többi esetet jellemző értékeket. Az érdeklődő olvasóknak ajánljuk az alábbi – nem FEM-modellezéssel kapcsolatos – angol nyelvű publikációinkat [4–8], amelyekben további részleteket olvashatnak mind a laboratóriumi, mind a vasúti pályás vizsgálataink eredményeiről. Ezenkívül a témában Németh Attila készít egy PhD-értekezést a Széchenyi István Egyetem Multidiszciplináris Műszaki Tudományi Doktori Iskolában, amely értekezés nyilvánosan elérhető lesz [9].

Köszönetnyilvánítás

A tanulmány a „Nemzetköziesítés, oktatói, kutatói és hallgatói utánpótlás megteremtése, a tudás és technológiai transzfer fejlesztése, mint az intelligens szakosodás eszközei a Széchenyi István Egyetemen” című (azonosítószám: EFOP-3.6.1-16-2016-00017) projekt keretében készült.