TEN 13979-1 “Railway applications – Wheelsets and bogies – Monobloc wheels – Technical approval procedure – Part 1: Forged and rolled wheels” approves two types of calculation models for determining fatigue strength – a 3D model and a simplified axially symmetric model with an asymmetric load. Both model types vary considerably, which may affect the results to be achieved. In addition, the determination of the maximum (critical) fatigue cycle amplitude for wheels requires stresses to be analysed at a point during the complete wheel revolution. In the current EN 13979-1 procedures, the amplitude is determined in the place and in the direction with the maximum principal stress without considering changes to stresses at a point for other wheel angular positions. The paper explains methods for strength calculations of monobloc wheels acc. to EN 13979-1. Both standard-approved models for the same wheel were developed and calculated. Differences, advantages and disadvantages of each model were described and the results compared. The complete load cycle for a given point on the wheel body was also analysed and presented. The results of the above analysis were analysed and further research directions were specified to define the actual maximum fatigue load cycle amplitude in railway wheels. Keywords: monoblock railway wheels, fatigue strength, FEM analysis, fatigue load
Do określenia wytrzymałości zmęczeniowej, norma EN 13979-1 “Railway applications – Wheelsets and bogies – Mono-block wheels – Technical approval procedure – Part 1: Forged and rolled wheels” dopuszcza dwa typy modeli obliczeniowych: model 3D oraz uproszczony model osiowosymetryczny z niesymetrycznym obciążeniem. Oba typy modeli w zasadniczy sposób różnią się od siebie, co może mieć wpływ na otrzymane wyniki. Ponadto, wyznaczenie maksymalnej (krytycznej) amplitudy cyklu zmęczeniowego dla kół wymaga przeanalizowania naprężeń w danym punkcie podczas pełnego obrotu koła. Przy obecnych założeniach normy EN 13979-1, amplituda jest wyznaczana w miejscu i na kierunku maksymalnego naprężenia głównego bez uwzględnienia zmiany naprężeń w danym punkcie w innych położeniach kątowych koła. W artykule wyjaśniono metodologię obliczeń wytrzymałości kół monoblokowych według normy EN 13979-1. Opracowano i obliczono oba, dopuszczalne przez normę, modele dla tego samego koła. Różnice, zalety i wady każdego z typu modeli zostały opisane, a wyniki porównane. Ponadto, przeanalizowano i przedstawiono pełny cykl obciążenia dla przykładowego punktu na tarczy koła. Wyniki tej analizy podsumowano i wyznaczono kierunki dalszych badań mających na celu określenie rzeczywistej maksymalnej amplitudy cyklu obciążenia zmęczeniowego w kołach kolejowych. Słowa kluczowe: kolejowe koła monoblokowe, wytrzymałość zmęczeniowa, analiza MES, obciążenie zmęczeniowe
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.