A cikk szerzője:

Dr. habil. Gálos Miklós nyugalmazott egyetemi tanár
BME

Orosz Ákos PhD-hallgató
BME

Ágyazati kőanyagok viselkedésének vizsgálata ismételt terhelés hatására

A vasúti pálya zúzottkő ágyazatát a szerelvények áthaladása során ismétlődő terhelés éri. Az igénybevételeket a vasúti alj alatti kőgerenda veszi fel. A tanulmányban olyan kísérleti és szimulációs módszert mutatunk be, amely a valós terhelésekhez hasonlóan, ismétlődő nyomóerőt fejt ki a mozsárba helyezett zúzottkő halmazra. A halmaz viselkedését a különböző szemalakú szemcsék jelenléte szerint az erő–összenyomódás függvénykapcsolat és a szemszerkezet változása szempontjából vizsgáltuk. Részletezzük továbbá, hogyan lehet a hosszú és költséges vizsgálatok számát csökkenteni a diszkrét elemes számítógépes szimulációs módszer alkalmazásával.

A szimuláció eredményei

Mivel a szimulációkban a szemcsék törhetetlenek voltak, a halmaz szemeloszlása nem változott a szimuláció során. Tömörödés csak a szemcsék elmozdulása miatt jött létre. Ez közelítés, de jellegében helyes, mivel a méréssel összevethető eredményeket jelentett. Ennek oka, hogy a szemcsék törése az első felterhelésnél keletkezett, ezért a szimulációk értékelésénél a felterhelési szakaszt nem vettük figyelembe, és a kezdeti összenyomódást a mérési eredményekhez igazítottuk.
A szimulációk eredményeként kapott nyomóerő–összenyomódás és összenyomódás–idő grafikonokat a 7–9. ábrán kö­zöljük.

7. ábra. Zömök szemalakú szemcsékkel (LZ) végzett szimulációk eredményei8. ábra. Az eredeti halmazzal (LE) végzett szimulációk eredményei

Eredmények összevetése és értékelése

A laboratóriumi mérések és a szimulációk eredményeinek összevetése jól igazolta, hogy a szimulációkkal az ismételt terhelés hatása vizsgálható. A különböző szemalakú szemcséket tartalmazó halmazoknál a lemezes szemcsék jelenléte mennyire befolyásolja a halmaz viselkedését. A különböző összetételű halmazok viselkedését lüktető terhelés hatására a különböző ismétlési számmal végzett vizsgálatokat a nyomóerő–összenyomódás és az összenyomódás–ismétlési ciklusszám diagramokkal vetettük össze. Jellemző értéknek az összenyomódás–ismétlési ciklusszám diagramra illesztett természetes alapú logaritmikus függvény meredekségét („a” érték) vettük. A mérések és a szimulációk „a” értékeit a lemezes szemcsék arányában a 3. táblázat mutatja.


A mérés alapján validált szimuláció lehetőséget ad arra, hogy egy-egy halmazban a lemezes szemek arányának megfelelően a halmaz viselkedése előre jellemezhető. A 4. táblázat példát mutat arra, hogy a lemezes szemek arányának megfelelően a logaritmikus függvény „a” értéke mérés nélkül, szimulációval meghatározható.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző1234Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] Dr. Gálos M., Kárpáti L., Szekeres D.: Ágyazati kőanyagok. Kutatás és vizsgálatok (1. rész). Sínek Világa, 2010/6, 2–9. o.
  • [2] Dr. Gálos M., Kárpáti L., Szekeres D.: Ágyazati kőanyagok. A kutatás eredményei (2. rész). Sínek Világa, 2011/1, 6–12. o.
  • [3] Dr. Gálos M., Kárpáti L., Szekeres D.: Ágyazati kőanyagok. A kutatás eredmé­nyeinek hasznosítása (3. rész). Sínek Világa, 2011/2, 2–5. o.
  • [4] Dr. Gálos M., dr. Szabó J., Szekeres D.: Zúzottkő ágyazat viselkedésének meg­ítélése szemszerkezeti tulajdonságai alapján. Sínek Világa, 2016/4, 15–20. o.
  • [5] Cundall, P.A. and Strack, O.D.L.: A disc­rete numerical model for granular assemblies. Géotechnique (1979) Vol. 29, No. 1, pp. 47–65.
  • [6] Bagi Katalin: A diszkrét elemek módszere. BME Tartószerkezetek Mechanikája Tanszék, 2007.
  • [7] Šmilauer, V. et al.: Yade Documen­ta­tion 2nd ed. The Yade Project. DOI 10.5281/zenodo.34073 (http://yade-dem.org/doc/), 2015.
  • [8] Eliáš, J.: Simulation of railway ballast using crushable polyhedral particles. Powder Technology, (2014) Vol. 264, pp. 458–465.
  • [9] Asahina, D. and J.E. Bolander: Voronoi-based discretizations for fracture analysis of particulate materials. Powder Technology (2011) Vol. 213, pp. 92–99.
  • [10] Dr. Gálos M., Orosz Á., dr. Rádics J. P., dr. Tamás K.: Diszkrét elemes számítógépes módszer a vasúti zúzottkő ágyazat viselkedésének modellezésére. Sínek Világa, 2017/5, 22–28. o.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2019 / 1. számában.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.
A hozzászólások megtekintéséhez vagy új hozzászólás írásához be kell jelentkeznie!
Sínek Világa A Magyar Államvasútak Zrt. pálya és hídszakmai folyóirata
http://www.sinekvilaga.hu | ©