Rail Corrugation on North American Transit Systems

Grassie, Stuart L.; Elkins, J A

doi:10.1080/00423119708969548

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“…Short pitch corrugation exists primarily at sites with accelerating or braking trains or on the low rail in a tight curved track. 16 When the wheels are accelerated or braked on a straight track or when a vehicle negotiates on a tight curved track, the creep forces between the wheels and the rails probably become saturated. 17 These saturated creep forces can induce self-excited vibration of a wheel–rail system.…”

Section: Methods and Assumptionsmentioning

confidence: 99%

Numerical investigation of the effects of rail vibration absorbers on wear behaviour of rail surface

Qian

Huang

Ouyang

et al. 2018

Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J:

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Rail corrugation refers to the periodic wear of the top working surfaces of rails. This problem has plagued the railway industry over a hundred years. In the present paper, the effects of rail vibration absorbers on wear behaviour of the rail surface have been studied. The dynamic model of a wheel–rail–absorber system is established. The friction contact coupling between the wheel and the rail are fully considered in this model. A wear model, in which the mass loss of unit area in contact patch is proportional to frictional work per unit area between the wheel and the rail, is developed to analyse the wear behaviour of the rail surface. Numerical results show that the saturated creep force-induced self-excited vibration of the wheel–rail system can result in short pitch rail corrugation on the rail surface. The maximum wear depth occurs at the positions close to mid-span of each sleeper bay. After the installation of rail vibration absorbers, the formation of short pitch rail corrugation can be suppressed effectively, and the wear on the rail surface becomes uniform and the growth rate of rail corrugation reduces considerably. Increasing the connection damping between the absorber and the rail web is beneficial to preventing the formation of short pitch rail corrugation.

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Section: Methods and Assumptionsmentioning

confidence: 99%

Numerical investigation of the effects of rail vibration absorbers on wear behaviour of rail surface

Qian

Huang

Ouyang

et al. 2018

Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J:

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“…En 1998, Grassie y Elkins investigaron la corrugación en carriles en cinco líneas de metro en Estados Unidos [65]. Observaron que el tipo más común de este defecto estaba asociado al rango de frecuencias comprendido entre 300 y 350 Hz y se presentaba como una especie de bache (de ahí la denominación rutting) en la superficie de rodadura del carril.…”

Section: Otros Trabajos Basados En La Observación Del Defectounclassified

“…En 1998, Grassie y Elkins [65] concluyeron, a partir de observaciones realizadas en cinco vías de líneas interurbanas de Norte América, que la mayor parte de la corrugación que aparecía en este tipo de vías surgía como consecuencia del deslizamiento longitudinal entre rueda y carril. A partir de medidas de las características dinámicas de las vía y de los ejes motorizados, los dos tipos de corrugación predominantes, asociados a frecuencias alrededor 300-350 Hz y 750-1000 Hz, se relacionaron con el segundo modo de torsión de ejes motorizados y con la resonancia articulada-articulada de la vía, respectivamente.…”

Section: Estudios Sobre Corrugación En La Década De Los 90unclassified

“…Grassie y Kalousek [64] relacionaron el mecanismo de fijación de la longitud de onda de los tipos de corrugación booted sleepers y rutting con los modos de flexión y torsión del eje, respectivamente. Por otra parte, Grassie y Elkins [65] atribuyeron al segundo modo de torsión del eje, la corrugación observada en vías férreas en Norteamérica. Soua [181] observó que la combinación del movimiento lateral del vehículo y el primer modo de torsión del eje iniciaba la formación de desgaste irregular.…”

Section: Introductionunclassified

“…El autor no encontró ninguna explicación para la periodicidad de la corrugación observada. En un estudio posterior, Grassie et al [68] propusieron unos criterios para conseguir un amolado aceptable de las irregularidades longitudinales del carril.En 1998, Grassie y Elkins investigaron la corrugación en carriles en cinco líneas de metro en Estados Unidos [65]. Observaron que el tipo más común de este defecto estaba asociado al rango de frecuencias comprendido entre 300 y 350 Hz y se presentaba como una especie de bache (de ahí la denominación rutting) en la superficie de rodadura del carril.…”

unclassified

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Modelado del crecimiento del desgaste ondulatorio en carriles ferroviarios.

Tortosa¹,

Paloma²

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Rail corrugation is a wavy defect that appears on the running surfaces of rails. It is one of the main reasons for abnormal increase in rolling noise and vibrations. Despite it being an old railway problem and there being an extensive literature on the subject, the causes of its occurrence are not yet fully understood in many cases. In this context, mathematical models simulating the initiation and development of the corrugation can help understand the causes behind it.In this Thesis, a nonlinear mathematical model is presented for predicting the growth of rail corrugation. The tool developed is based on a feedback process that involves, firstly, the vehicle-track interaction dynamics, and secondly, a methodology for estimating wear of rails. The train-track interaction model considers the hypothesis of cyclic track together with the flexibility and the inertial effects associated with the rotation of the wheelset.The same wheel-rail contact model, which relies on non-hertzian and non-steadystate hypotheses, is used both for calculating the train-track dynamics and for estimating wear. In the contact model developed here, which is based on the Variational Theory by Kalker, the potential contact area is discretized into triangular elements on which the distributions of contact stresses vary linearly. By doing so, a better representation of the contact stresses distributions is expected to be obtained in comparison to the original method.The influence of both the non-steady-state and the non-hertzian effects at wheelrail contact on calculating the wear depth on the railhead is analyzed through simulations. Additionally, the influence of the flexibility and the inertial effects of the flexible rotating wheelset on estimating wear and rail corrugation growth is studied in order to identify possible wavelength-fixing mechanisms related to the dynamics of the wheelset.Keywords: rail corrugation, wear, wheel-rail contact, rotating flexible wheelset. vii A mis padres y hermanos A José Antonio ix AgradecimientosEn primer lugar, quiero expresar mi agradecimiento a Luis Baeza por su confianza en mí y su apoyo durante toda esta etapa, por el tiempo dedicado a dirigir esta Tesis y por sus esfuerzos para que tomara un buen rumbo y saliera finalmente a la luz. También debo agradecerle sus valiosos consejos y su exhaustiva revisión del documento de la Tesis.No me puedo olvidar de mis compañeros del CIIM de la línea de investigación de ferrocarriles, de los que estaban cuando empecé y de los que se han incorporado más recientemente, que en todo momento me han ofrecido su apoyo y colaboración y de todos aprendo todos los días. ¡Gracias chicos! También debo mi gratitud a todos los compañeros del DIMM, en especial a aquellos con los que he compartido docencia, por su inestimable ayuda con las clases y prácticas que eran nuevas para mí. A Fede, por sus consejos y ayuda impagable en todo lo relativo a la informática. A Marga, Amparo, Àngels y Eva por hacer fáciles todas las gestiones.Y cómo no, también quiero dar las gracias ...

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