Análise da propagação de trincas na subsuperficie sob trilhos

Análise da propagação de trincas na sub superfície, sob rolando contato com carregamento em rodas ferroviárias utilizando FEM
Yongming Liu, Liming Liu, Sankaran Mahadevan *
Vanderbilt University, Nashville, TN 37235, USA
Received 31 August 2006; received in revised form 2 February 2007; accepted 5 February 2007
Available online 23 February 2007

Abstrato

A metodologia de análise geral sob a superfície de propagação de trincas para a roda / trilho de rolamento problema de fadiga de contato é desenvolvido neste artigo. Um modelo de elemento finito elasto-plástico tridimensional é utilizado para calcular os fatores de intensidade de tensão em rodas, em que a técnica de sub-modelagem é utilizada para alcançar a precisão e a eficiência computacional. Em seguida, a fadiga, danos na roda é calculado utilizando um modelo de propagação de trincas previamente desenvolvido de modo misto fadiga. As vantagens da metodologia proposta é que ela pode representar com precisão a tensão de contato de mecânica complexa componente e pode-se considerar o efeito de carregamento não proporcionalidade. Os efeitos do diâmetro da roda, a carga vertical, amplitude, tamanho inicial da trinca, localização e orientação sobre o stress gama de fatores de intensidade são investigados usando o proposto modelo. Os resultados de previsão da metodologia proposta são comparados com as observações em campo.

1. Introdução

Nos últimos anos, a velocidade de circulação mais elevadas e maiores cargas sobre os eixos que conduziu a maiores forças de contacto roda / carril. Além disso, foram feitos esforços para aperfeiçoar a roda e design ferroviário para melhorar o desempenho e reduzir o custo. Estas tendências mudaram a grande roda danos aro de desgaste à fadiga [1]. Ao contrário da deterioração lenta processo de desgaste, fadigas, provoca fraturas bruscas em rodas ou a superfície do piso de perda de material. Estes falhas podem causar danos para carris, danos para as suspensões, e em