A cikk szerzője:

Horváth Róbert ügyvezető
H-Planer Mérnökiroda Kft.

Dr. Major Zoltán egyetemi adjunktus
Széchenyi István Egyetem, Győr

A vasúti sín-kerék kapcsolatban kialakuló sínfeszültségek vizsgálata

A sín-kerék érintkezési hely a gördülőállomány (gépészet) és a felépítmény (építőmérnök) szakterületek fontos találkozási területe. A vasútépítéssel, -üzemeltetéssel és -karbantartással foglalkozó szakemberek gyakran találkoznak különféle sínhibákkal. Ha erőtani számításokkal nem is foglalkoznak, ismerik a sín-kerék kapcsolatban kialakuló Hertz-féle érintkezési feszültség fogalmát. Cikkünkben példákkal alátámasztva bemutatjuk az érintkezési és a sínfejben ébredő nyírófeszültség jelenlegi számítási gyakorlatának hátterét és annak kritikáját, majd ezt követően tárgyaljuk a számítás pontos módját és alkalmazási lehetőségét. Végül kijelöljük a mérnöki gyakorlat számára fontos további kutatási irányokat.


A kerék főgörbületei az érintkezési pontban:


A sínszál főgörbületei az érintkezési pontban:



Az érintkezési pontban lévő főgörbületek összege:

A meghatározott görbületek alapján meghatározhatóvá válik az Ω segédmennyiség, amely a gyakorlati megoldásban fontos szerepet játszik. Számítását a 6. a) és 6. b) képletek szerinti segédmennyiségek bevezetését követően a 6. c) képlet foglalja össze.
A 6. képletben egyetlen ismeretlen mennyiség van, az ω. Ez a mennyiség a k11 és k21 görbületek síkja között bezárt szöget jelöli. Mivel a kerék futókörének görbületi síkja és a sínszál lekerekítő ívének görbületi síkja egymásra merőlegesnek tekinthető, így a szögérték kétszeresének koszinusza a 7. képlet alapján vehető figyelembe.


A geometriai mennyiségek ismeretében a számítás második lépésében jellemezni kell az érintkezést anyagtulajdonsági oldalról is. Ehhez a két érintkező test rugalmassági modulusát (E1 és E2) és Poisson-tényezőjét (μ1 és μ2) kell ismernünk. Ezek alapján az érintkező testek rugalmassági állandója a 8. képletnek megfelelően számítható.

Megjegyzés:

  • A rugalmassági modulus értékei N/mm2 dimenzióban értelmezettek.
  • Azonos anyagú érintkező testek esetén a képlet egyszerűsíthető a 9. képletnek megfelelő módon:

A számítás harmadik lépésében meg tudjuk határozni a kialakuló maximális Hertz-féle feszültséget, az érintkező testek azok rugalmas deformációja miatt bekövetkező közeledését, a sínfejben fellépő nyírófeszültség maximumát, valamint a maximumhely mélységét az érintkező felület alatt.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző12345678Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] Lichtberger B. Track Compendium, Eurailpress Tetzlaff-Hestra GmbH & Co. KG, Hamburg, 2005
  • [2] Esveld C. Modern Railway Track. MRT-Productions, Zaltbommel, 2014.
  • [3] Dr. Kazinczy L. A kerék-sín között fellépő Hertz-féle érintkezési feszültség vizsgálata közúti vasúti felépítmények esetében. Műszaki Szemle, 2000, https://epa.oszk.hu/00000/00028/00005/pdf/musze_EPA00028_2000_09_10_012-016.pdf
  • [4] Ponomarjov SzD. Szilárdsági számítások a gépészetben – 3. kötet. Budapest: Műszaki Könyvkiadó; 1965.
  • [5] Faber G és munkatársai. Hegesztett szerkezetek. Budapest: Műszaki Könyvkiadó; 1964.
  • [6] Havlicek G, Kartnig G, Klapper G. Kombination von Eigenspannungen und betrieblichen Spannungen in einem Kranlaufrad – Combination of residual stresses and operational stresses in a crane wheel, https://www.logistics-journal.de/proceedings/2018/4751/havlicek%202018.pdf. Letöltve: 2023.04.30.
  • [7] Horváth R.Nagygépes karbantartási munkák tapasztalatai. XIX. Közlekedésfejlesztési és beruházási konferencia. Bükfürdő, 2018, https://vtl.ktenet.hu/download.php?edid=1865. Letöltve: 2023.04.30.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2023 / 4. 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 | ©