Search

While investigating collisions with immovable obstacles it is necessary to assess the place of contact, its character and the speed of vehicles before the contact. These parameters depend on the obstacle. The most common cases were analyzed in the article: collision with an immovable obstacle which deformed only a part of the fore of vehicle (collision with a tree, a bollard, etc.); collision with an immovable obstacle which deformed the whole fore of vehicle (collision with a wall, etc.). First Published Online: 27 Oct 2010

Probabilistic methods are based on the use of statistical data about mechanical characteristics and lifetime at cyclic loading of a material. In this investigation statistical low cycle fatigue tests were carried out and mechanical characteristics of three materials (steel of grades 15X2MFA and 45 and aluminium alloy D16T1), representing all possible variations of cyclic properties (fatigue, quasi – static and intermediate mode of fracture) were determined experimentally. Based on the obtained data the analysis of design curves of equal fracture probability for steels 15X2MFA and 45 and aluminium alloy D16T1 at strain low cycle loading was performed and the design curves were compared with the experimental ones., Tikimybiniai metodai pagrįsti statistinės informacijos apie medžiagos mechanines charakteristikas ir ilgaamžiškumą, esant cikliniam apkrovimui, taikymu. Atlikus statistinius mažaciklius bandymus, eksperimentais nustatytos trijų medžiagų (plienų 15X2MFA, 45 ir aliuminio lydinio D16T1), kurioms būdingos visos ciklinės savybės (suirimas dėl nuovargio, kvazistatinis ir pereinamasis suirimas), mechaninės charakteristikos. Remiantis sukaupta statistine informacija sudarytos analizinės plienų 15X2MFA, 45 ir aliuminio lydinio D16T1 skaičiuojamosios vienodos suirimo tikimybės kreivės ir lyginamos su eksperimentinėmis.

The paper presents the durability analysis of the automatic coupler in railway carriages. The loading of the automatic coupler predetermined by the weight of a train, train speed and railway relief is a time-dependent variable. The finite element method was used for stress-strain state calculation taking into account acting forces. In order to reduce stress concentration, the geometry of the automatic coupler’s body was modified. Modelling results for different rounded radii demonstrated it was possible to reduce stress concentration up to 34%. Under maximum forces, plastic strain occurs in the automatic coupler’s body. The calculation of strain and stress state in the body of the automatic coupler shows it is under a static, low and high cycle loading. Therefore, to calculate the durability of the automatic coupler, the dependencies for low cycle nonstationary stress limited loading has been proposed evaluating low cycle quasi-static and fatigue damages. In order to evaluate high cycle fatigue damage, a linear law for the summation of loading cycles has been suggested. For low cycle damage evaluation, the calculation method for the summation of fatigue and quasi-static damages created at one loading cycle taking into account loading level and neglecting the sequence of cycles has been put forward. Thus, to calculate the automatic coupler for each specific case, it is necessary to determine the number of loading cycles at each loading level and to evaluate durability considering dependencies presented in this paper., Straipsnyje pateikta geležinkelio riedmenų automatinė sankabos ilgaamžiškumo analizė. Automatinės sankabos apkrovimas, atsižvelgiant į traukinio sąstato svorį, judėjimo greitį, geležinkelio reljefą, laiko atžvilgiu yra kintamas. Įvertinus veikiančias jėgas, įtempiams ir deformacijai apskaičiuoti buvo naudojamas baigtinių elementų metodas. Siekiant sumažinti įtempių koncentraciją, keista automatinės sankabos korpuso geometrija. Modeliavimo rezultatai, esant įvairiems suapvalinimo spinduliams, parodė, kad įtempimų koncentraciją galima sumažinti iki 34 %. Veikiant maksimaliai jėgai automatinės sankabos korpuse atsiranda plastinių deformacijų. Įtempimų ir deformacijų būvio automatinės sankabos korpuse skaičiavimas parodė, kad ji yra veikiama statine, mažacikle ir daugiacikle apkrovomis. Todėl automatinės sankabos ilgaamžiškumui apskaičiuoti yra pasiūlytos mažaciklio nestacionaraus minkšto apkrovimo priklausomybės, rodančios mažaciklius kvazistatinius ir nuovarginius pažeidimus. Daugiacikliams nuovarginiams pažeidimams įvertinti siūlomas linijinis apkrovimų ciklų skaičiaus sumavimo dėsnis. Pasiūlyta mažaciklių pažeidimų įvertinimo metodika vienam apkrovimo ciklui sumuojant nuovargio ir kvazistatinius pažeidimus paisant apkrovimo lygio, tačiau nevertinant apkrovimo lygių sekos. Skaičiuojant automatinę sankabą kiekvienu konkrečiu atveju būtina nustatyti apkrovimų ciklų skaičių kiekvienam apkrovimo lygiui ir apskaičiuoti ilgaamžiškumą naudojant anksčiau nurodytas priklausomybes.