A cikk szerzője:

Németh Attila okleveles infrastruktúra-építőmérnök
Széchenyi István Egyetem

Dr. Major Zoltán egyetemi adjunktus
Széchenyi István Egyetem, Győr

Dr. habil. Fischer Szabolcs egyetemi docens
SZE

A polimer-kompozit hevederes ragasztott-szigetelt sínkötések (3. rész) – Véges elemes modellezések

A Sínek Világa folyóiratban megjelent korábbi, 2016-os [1] és 2018-as [2] cikkeinkben már tárgyaltuk a polimer-kompozit hevederes ragasztott-szigetelt sínillesztések laboratóriumi és vasúti pályás vizsgálatait. Jelen cikkünkben a laboratóriumi méréssorozataink eredményeit alapul véve egy kalibrált-validált véges elemes modellt (FEM-modell) mutatunk be, amely alkalmas nem kizárólag kéttámaszú, hanem folytatólagos, többtámaszú, kétdimenziós gerendaként figyelembe vett rugalmas-süllyedő alátámasztású vasúti vágányok alakváltozásainak – valamint igénybevételeinek és feszültségeinek – kalkulációjára is.

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.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző123456

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
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2020 / 3. 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 | ©