Stanovení zbytkové únavové životnosti povrchově upravené vlakové nápravy
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá predikcí zbytkové únavové životnosti vlakové nápravy. V první části této práce je na základě dostupné literatury zpracován teoretický úvod do problematiky. Druhá část je již věnována numerickému modelování reálné vlakové nápravy s trhlinou, kterým jsou získány potřebné parametry vstupující do samotného výpočtu zbytkové únavové životnosti. V prvním kroku byl vytvořen konečno-prvkový model válcového tělesa s trhlinou zatíženého ohybovým momentem, který byl srovnán s analytickým řešením za účelem verifikace tohoto modelu. Druhým krokem bylo vytvoření modelů vlakové nápravy s trhlinou pro tři typy zatížení – ohybový moment, nalisování kola a zbytková napětí. Dále byl dle metodiky vyvinuté na ÚFM AVČR stanoven tvar trhliny, jakým se dle uvažovaných předpokladů bude trhlina šířit a pro takto stanovený tvar byly vypočteny součinitele intenzity napětí zvlášť od jednotlivých složek zatížení pro různé hloubky trhliny, které byly použity pro závěrečný výpočet zbytkové únavové životnosti pro reálné zátěžné spektrum.
This master thesis deals with prediction of residual fatigue lifetime of railway axle. In the first part of this thesis, theoretical introduction to the issue based on research of available literature is elaborated. The second part is dedicated to numerical modelling of actual railway axle with crack, which serves to obtain the necessary parameters entering estimation of the residual fatigue lifetime. At first, a finite element model of cylindrical body with crack loaded by bending moment was created and compared with analytical solution for verification purposes. The second step was the creation of separate models of railway axle with crack for three types of loading – bending moment, press fit of wheel and residual stresses, respectively. Furthermore, the shape of various crack propagation stages was determined, according to the methodology developed at IPM CAS. Using the determined crack shape, stress intensity factors were calculated separately from all types of loads for various crack depths. Dependence of stress intensity factor on the crack length was then used to calculate residual fatigue life for real loading spectrum.
This master thesis deals with prediction of residual fatigue lifetime of railway axle. In the first part of this thesis, theoretical introduction to the issue based on research of available literature is elaborated. The second part is dedicated to numerical modelling of actual railway axle with crack, which serves to obtain the necessary parameters entering estimation of the residual fatigue lifetime. At first, a finite element model of cylindrical body with crack loaded by bending moment was created and compared with analytical solution for verification purposes. The second step was the creation of separate models of railway axle with crack for three types of loading – bending moment, press fit of wheel and residual stresses, respectively. Furthermore, the shape of various crack propagation stages was determined, according to the methodology developed at IPM CAS. Using the determined crack shape, stress intensity factors were calculated separately from all types of loads for various crack depths. Dependence of stress intensity factor on the crack length was then used to calculate residual fatigue life for real loading spectrum.
Description
Citation
PÁNEK, O. Stanovení zbytkové únavové životnosti povrchově upravené vlakové nápravy [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Inženýrská mechanika
Comittee
prof. Ing. Vladislav Laš, CSc. (předseda)
doc. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Jindřich Petruška, CSc. (člen)
doc. Ing. Pavel Hutař, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jaroslav Zapoměl, DrSc. (člen)
prof. RNDr. Michal Kotoul, DrSc. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Tomáš Návrat, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Přemysl Janíček, DrSc. (člen)
Date of acceptance
2022-06-13
Defence
Student ve vymezeném čase prezentoval svoji diplomovou práci, dále byly přečteny posudky a zodpovězeny dotazy oponenta. Poté byly členy komise položeny následující otázky související s diplomovou prací:
Je správný výraz „zatížení ohybovým momentem“? Do jaké hloubky pod povrchem byla předepisována zbytková napětí? Co znamenají počty cyklů, které uvádíte? Jaké různé typy zatížení byly uvažovány? Zkoušel jste k vyhodnocení použít metodu stékajícího deště? Jaký počet cyklů byl nutný pro nukleaci trhliny?
Po zodpovězení všech dotazů byla obhajoba celkově hodnocena jako výborná / A.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení