MODELLING OF CONTACT PROBLEMS INVOLVED IN ENSURING THE SAFETY OF RAIL TRANSPORT

• Authors: Zygmunt Strzyżakowski , Edward Rydygier

Title variants

PL

Tytuł: UDZIAŁ MODELOWANIA ZAGADNIEŃ KONTAKTOWYCH W ZAPEWNIENIU BEZPIECZEŃSTWA TRANSPORTU SZYNOWEGO

• Languages of publication: EN

Abstracts

EN

Background: Mathematical modelling aids diagnostics the track and rolling stock, as it often for technical reasons it is not possible to obtain a complete set of measurement data required to diagnose the rail and wheel deformation caused by the impact of a rail vehicle on the track. The important issue in a railway diagnostics is to study the effects of contact wheel and rail. Diagnostics investigations of track and rolling stock have a fundamental role in ensuring the safety of transport of passengers and goods. The aim of the study presented in the paper was to develop simulation methods of mathematical modelling of the wheel-rail system useful in the diagnostics of the track and a railway vehicle. Methods: In the paper two ways of modelling were presented and discussed. One of these ways is the method which consists in reducing the contact issue to field issue and solving the identification of the field source in 2-D system. Also presented a different method designed on the basis of the methods using one period energy concept. This method is adapted for modelling the dynamics of the contact wheel-rail for the normal force. It has been shown that the developed modelling methods to effectively support the study on the effects of mechanical and thermal of contact wheel-rail and contribute to the safety of operations. Results and conclusions: In the case of field sources identifications two specific issues were examined: the issue of rail torsion and the identification of heat sources in the rail due to exposure the rolling contact wheel-rail. In the case of the method using one period energy concept it was demonstrated the usefulness of this method to the study of energy processes in the contact wheel-rail under the normal periodic force. The future direction of research is to establish cooperation with research teams entrusted with the diagnostic measurements of track and rolling stock.

PL

Wstęp: Modelowanie matematyczne wspomaga diagnostykę toru i taboru kolejowego, gdyż często z przyczyn technicznych nie jest możliwe uzyskanie pełnego zestawu danych pomiarowych wymaganych do zdiagnozowania deformacji szyny i koła powstałych w wyniku oddziaływania pojazdu szynowego na tor. W diagnostyce toru i taboru kolejowego ważnym zagadnieniem jest badanie skutków kontaktu koła pojazdu i szyny. Badania diagnostyczne toru i taboru kolejowego odgrywają istotną rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa przewozów pasażerów i towarów. Celem pracy było opracowanie symulacyjnych sposobów modelowania matematycznego układu koło - szyna kolejowa użytecznych w diagnostyce toru i pojazdu kolejowego. Metody: Przedstawiono i przedyskutowano dwa sposoby modelowania układu koło - szyna kolejowa. Jednym z tych sposobów jest metoda polegająca na sprowadzeniu badanego zagadnienia kontaktowego do zagadnienia polowego i rozwiązaniu zadania identyfikacji źródeł pola w układzie 2-D. Drugim sposobem jest metoda wykorzystująca koncepcję energii jednookresowej. Ten sposób obliczeń został zaadaptowany do modelowania dynamiki kontaktu koło - szyna dla siły normalnej. Wykazano, że opracowane metody modelowania efektywnie wspomagają badania skutków mechanicznych i cieplnych kontaktu koło - szyna oraz przyczyniają się do zapewnienia bezpieczeństwa przewozów. Wyniki i wnioski: W przypadku metody identyfikacji źródeł pola rozpatrzono dwa zagadnienia szczegółowe: zagadnienie skręcania szyny kolejowej oraz dokonano identyfikacji źródeł ciepła w szynie kolejowej spowodowanego kontaktem tocznym koło - szyna. Natomiast w przypadku metody wykorzystującej koncepcję energii jednookresowej wykazano przydatność tej metody do badania procesów energetycznych kontaktu koło - szyna kolejowa pod działaniem siły normalnej o charakterze periodycznym. Przyszłym kierunkiem badań jest praktyczne wykorzystanie opracowanych metod przez nawiązanie współpracy z zespołami badawczymi dokonującymi pomiarów diagnostycznych toru i taboru kolejowego.

Keywords

EN

contact wheel-rail; diagnostics of tract and rolling stock; numerical methods; one period energy

PL

kontakt koło - szyna kolejowa; diagnostyka toru i taboru kolejowego; metody numeryczne; energia jednookresowa

• Publisher: Wyższa Szkoła Logistyki
• Journal: LogForum
• Year: 2013
• Volume: 9
• Issue: 4
• Pages: 231-238

Contributors

author

Zygmunt Strzyżakowski

• Kazimierz Pulaski University of Technology and Humanities in Radom ul. Malczewskiego 29, 26-600 Radom, Poland

author

Edward Rydygier

• Municipal Office of the Capital City of Warsaw ul. Kondratowicza 20 00-083 Warszaw, Poland