Az Esveld által közölt értékeket a 3. táblázat foglalja össze, míg az általunk bemutatott módszer alapján számított értékeket a 4. táblázat.
Az elvégzett vizsgálatok és azok eredményei alapján belátható, hogy a bemutatott módszer kellően pontos és a számított érintkezésifeszültség-értékek jól közelítik a szakirodalmi értéket. Ha megvizsgáljuk a közelítő összefüggéssel számítható értékeket, akkor azt tapasztaljuk, hogy az első három sor esetén ennek értéke 496 N/mm2 lenne, míg a negyedik sor esetén 869 N/mm². Ezek a közelítő értékek jól szemléltetik, hogy mekkora álbiztonságot képes szolgáltatni a közelítő képlet a valós értékekhez képest.

A kapott eredmények és a 2. táblázatban összefoglalt határértékek összehasonlítása meglepő eredményre vezet. Látható, hogy a vasúti őskeréknek megfelelő kúpos kialakítás (1. eset) esetén a Hertz-feszültség értéke kellően jó minőségű sínacélt kíván meg, szemben a kopási profilnak megfelelő kialakításhoz (2. eset) képest. Ha a nyomtávsarokra kerül a kopási profil érintkezése (3. és 4. eset), akkor látható, hogy a károsodás bekövetkezése biztosnak mondható.Fentiek ismeretében nem meglepő, hogy a vasúttársaságok különböző stratégiák kidolgozásán fáradoznak a probléma kezelésére. Az egyik ilyen törekvés eredménye a sínacélok szakítószilárdságának emelése. Azonban ez ridegebb sínacélt eredményez, hiszen az ilyen acélok szakadónyúlása csökken. Másik fontos törekvés a karbantartás megfelelő szintű ellátása. A pályaüzemeltetők fontos feladata a sínprofil eredeti alakjának megőrzése, valamint az RCF jellegű hibák kezelése. Az elmúlt évtizedekben számos kutatási projekt foglalkozott a témával, illetve üzemeltetői tapasztalatok alapján alkottak meg szabályozásokat. A 11. ábra az ÖBB HC-hibák kialakulásával kapcsolatos tapasztalatait mutatja grafikus módon, ahol jól látható, hogy a sínminőség befolyásoló tényezője mellett fontos szempont az ívsugár értéke is. Észrevehető az ábra alapján, hogy a számításunkban kritikusként jelzett esetben – amikor a nyomtávsaroknál van az érintkezés – a 250–3000 méter sugarú ívekben alakul ki a HC-hiba.
A 12. ábra a DB hálózatán alkalmazott sínköszörülési ciklus­időket mutatja be az átgördült elegytonna függvényében, ívsugár és sínminőség szerint. Látható, hogy a DB gyakorlatában az 500–5000 méter ívsugártartományban érvényesek az irányelvek. Fontos megjegyezni, hogy nem csak a HC- és egyéb RCF-hibák eltávolítása a cél. A futásbiztonság fokozása érdekében főleg a nagy sebességű vasútvonalakon a szabványos sínprofil hosszú távú megtartása is fontos szempont, ahogyan arra a 10. ábrán látható kedvezőtlen érintkezési felületek kapcsán már felhívtuk a figyelmet.

A sínfej-hajszálrepedés (head check – HC) hibák tekintetében fontosnak tartjuk még bemutatni néhány hajszálrepedéssel terhelt sín laboratóriumi vizsgálatakor készített nagy felbontású felvételt. A 13. ábrán egy HC-hibás sín felületének mikroszkópos nagyítása látható. A felületen mikrorepedéseken kívül kitöredezések is láthatók. A 14. ábrán ugyanezen sínnek a keresztmetszeti képét láthatjuk, a felületi ábrához képest 40-szeres nagyításban.
A keresztirányba futó repedések erősen behatolnak a sínanyagba. Javító köszörülés nélkül a további kitöredezések biztosak, végső esetben pedig a repedés mélyre hatolása síntörést okozhat. Azonban meg kell jegyezni, hogy a 13. és 14. ábrákon látható hibák esetében a számított behatolási mélység kevesebb, mint 2,5 mm, és ez az érték nem azonos a sín futófelületéhez képest értelmezhető tényleges mélységgel.

Az érintkezési feszültségnek és a maximális nyírási feszültségnek a HC-hibák kialakulásában és a felülethez képest mintegy 2-3 mm mélységben történő behatolási szög meredekségének megváltozásában nyilvánvaló szerepük van, ezért is fontos a probléma kezelhetőségének szempontjából a minél pontosabb sínfeszültség-számítási módszer alkalmazása. Ha a lehetséges érintkezési pozíciók közül meg tudjuk határozni az RCF-hibák szempontjából leginkább relevánsakat, azzal nagyot léphetünk előre a jelenség hatékony kezelésében.
Megítélésünk szerint az általunk bemutatott számítási módszer önmagában a kérdéskör komplex vizsgálatához nem elégséges. A kerék-sín érintkezési feszültség meghatározását nem szabad az egyenértékű kúposság vizsgálatától elválasztva kezelni, mivel a lehetséges érintkezési pontok és érintkezési geometriák ennek segítségével tárhatók fel. A feladat megítélése során nem nélkülözhetjük a sín és a vasúti kerék anyagi tulajdonságainak pontos ismeretét. Továbbá megjegyezzük, hogy a vizsgált RCF típusú hibák kialakulását a természetes kopás jelensége – bizonyos feltételek mellett a kopás sebessége és mértéke révén – akár pozitívan is képes befolyásolni. Ezt a természetes kopást helyettesítve, a mérnöki tevékenység eredményeképpen, a tervezhető sínmegmunkálás hatékonyan képes az RCF típusú hibák kezelésére, elfogadva azt a pillanatnyilag feloldhatatlannak tűnő ellentétet, hogy a pontos számítással az álbiztonság érzése megszüntethető ugyan és a hiba kialakulása előre jelezhető, de tudatos fejlesztőtevékenység nélkül ezzel a szakmának együtt kell élnie és csupán a hiba tüneti kezelésére van lehetősége. Ezt a lehetőséget az egyes vasúttársaságok forrásaik függvényében hol eredményesebben, hol kevésbé eredményesen tudták adaptálni. Az elért eredmények a preventív elgondolástól a tűzoltás jellegűig rendkívül széles skálán mozognak és nagyban visszahatnak a pályák teljesítőképességére is.

Összefoglalás

Cikkünkben részletes kritikai vizsgálat tárgyává tettük a sín-kerék érintkezési feszültség és a sínfejben a kerékterhelés hatására ébredő nyírófeszültség számításának mindennapi gyakorlatát. Bemutattuk, hogy a Hertz-féle feszültség számítása milyen gyakorlati egyszerűsítések alapján szolgáltat álbiztonságot nyújtó eredményeket. Ezt követően a gépészetben alkalmazott módszerek segítségével tárgyaltuk a probléma eredeti, a Hertz-féle megoldáson alapuló gyakorlati számítási módszerét, meghatároztuk a fellépő maximális érintkezési feszültség és a sínfejben ébredő maximális nyírófeszültség értékét, előbbit szakirodalmi adatok alapján eredményesen validáltuk. Felhívtuk a figyelmet a számított eredmények tükrében felmerülő problémákra is.