Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tương tác động giữa bánh xe và ray cho tàu cao tốc trên đường ray có ballast
Tóm tắt
Việc đo đạc lực tiếp xúc giữa bánh xe và ray là rất quan trọng để đánh giá hành vi động học và an toàn chạy tàu. Tải trọng bánh xe tĩnh và động ở tốc độ cao là các thông số chính trong việc thiết kế hệ thống đường sắt bền vững và đáng tin cậy. Trong nghiên cứu này, các tương tác động giữa bánh xe và ray của tàu cao tốc được đánh giá. Các phép đo tĩnh và động thực tế đã được thực hiện để hiểu rõ hơn về trường hợp các tốc độ vượt quá 200 km/h. Các phép đo thực địa đã được tiến hành trên đường ray có ballast của một tuyến tàu cao tốc để phân tích tải trọng va chạm theo phương thẳng đứng. Đối với các nghiên cứu thực địa, các cảm biến tải trọng va chạm bánh đã được hiệu chuẩn trước được đặt trên các thanh tà vẹt dưới chân ray để phân tích lực trung bình theo phương thẳng đứng và lực đỉnh theo phương thẳng đứng của tàu cao tốc trong điều kiện hoạt động. Dữ liệu đo đạc thực địa cũng đã được so sánh và điều tra với các kết quả lý thuyết được tính toán bằng các phương trình số được gợi ý trong tài liệu. Cuối cùng, các dữ liệu thực địa đã được sử dụng làm tham số đầu vào cho mô hình phần tử hữu hạn (FEM) được phát triển để phân tích phân bố ứng suất dọc theo hình dạng ray.
Từ khóa
#tương tác giữa bánh xe và ray #tàu cao tốc #tải trọng bánh xe #đường sắt bền vững #mô hình phần tử hữu hạnTài liệu tham khảo
E. Andersson et al., On the environmental performance of a high-speed train, Int. J. Rail Transp., 2(1) (2014) 59–66.
Y. Sarikavak and A. Boxall, The impacts of pollution for new high-speed railways: the case of noise in turkey, Acoust. Aust., 47(2) (2019) 141–151.
U. Zerbst et al., Introduction to the damage tolerance behaviour of railway rails - a review, Eng. Fract. Mech., 76(17) (2009) 2563–2601.
Z. Wen et al., Dynamic vehicle-track interaction and plastic deformation of rail at rail welds, Eng. Fail. Anal., 16(4) (2009) 1221–1237.
D. Milković et al., Wayside system for wheel-rail contact forces measurements, Meas. J. Int. Meas. Confed., 46(9) (2013) 3308–3318.
H. Ishida and M. Matsuo, Safety criteria for evaluation of railway vehicle derailment vehicle, Q. Rep. RTRI, 40(2) (1999) 18–25.
T. Snyder, D. H. Stone and J. Kristan, Wheel flat and out of round formation and growth, Proc. 2003 IEEE/ASME Jt. Rail Conf., Chicago, Illinois (2003) 143–148.
P. Taylor et al., Experimental and numerical investigation on the derailment of a railway wheelset with solid axle, Veh. Syst. Dyn., 44(4) (2006) 305–325.
J. Clementson and J. Evans, The use of dynamic simulation in the investigation of derailment incidents, Veh. Syst. Dyn., 37(1) (2002) 337–349.
B. Stratman, Y. Liu and S. Mahadevan, Structural health monitoring of railroad wheels using wheel impact load detectors, J Fail. Anal. Preven., 7 (2007) 218–225.
D. Barke and W.K. Chiu, Structural health monitoring in the railway industry: a review, Struct. Heal. Monit., 4(1) (2005) 81–93.
S. L. Chuang, A. Hsu and E. Young, Fiber Optical Sensors for High Speed Rail Applications, Final Report for High-Speed Rail IDEA Project 19, Washington, DC (2003).
H. Askarinejad et al., Field measurement of wheel-rail impact force at insulated rail joint, Exp. Tech., 39 (2015) 61–69.
M. Fedorova and M. V Sivaselvan, An algorithm for dynamic vehicle-track-structure interaction analysis for high-speed trains, Eng. Struct., 148 (2017) 857–877.
X. Liu and W. Zhai, Analysis of vertical dynamic wheel/rail interaction caused by polygonal wheels on high-speed trains, Wear, 314(1–2) (2014) 282–290.
J. I. Real et al., Study of the influence of geometrical and mechanical parameters on ballasted railway tracks design, J. Mech. Sci. Technol., 26(9) (2012) 2837–2844.
D. Li and E. T. Selig, Method for railroad track foundation design I: Development, J. Geotech. Geoenvironmental Eng., 124(4) (1998) 316–322.
J. A. Zakeri and J. Sadeghi, Field investigation on load distribution and deflections of railway track sleepers, J. Mech. Sci. Technol., 21(12) (2007) 1948–1956.
E. Kece et al., Evaluating ground vibrations induced by highspeed trains, Transp. Geotech., 20 (September 2018) (2019) 100236.
U. Zerbst and S. Beretta, Failure and damage tolerance aspects of railway components, Eng. Fail. Anal., 18(2) (2011) 534–542.
D. W. Jacobs and R. B. Malla, On live load impact factors for railroad bridges, Int. J. Rail Transp., 7(4) (2019) 262–278.
W. Zhai, K. Wang and C. Cai, Fundamentals of vehicle-track coupled dynamics, Veh. Syst. Dyn., 47(11) (2009) 1349–1376.
X. W. Sheng et al., Properties of rubber under-ballast mat used as ballastless track isolation layer in high-speed railway, Constr. Build. Mater., 240 (2020) 117822.
Y. Sarikavak et al., Experimental study of the fatigue characteristics and reliability of continuous welded rails, Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct., 43(8) (2020) 1743–1754.
Z. Li et al., An investigation into the causes of squats-correlation analysis and numerical modeling, Wear, 265 (2008) 1349–1355.
Progress Rail, Wheel Impact Load Detector, Main Document (2006).
TCDD, YHT Maintenance Manual (2008).
A. M. Remennikov and S. Kaewunruen, A review of loading conditions for railway track structures due to train and track vertical interaction, Struct. Control Heal. Monit., 15 (2008) 207–234.
S. Mohammadzadeh, M. Sharavi and H. Keshavarzian, Reliability analysis of fatigue crack initiation of railhead in bolted rail joint, Eng. Fail. Anal., 29 (2013) 132–148.
D. Li and E. T. Selig, Method for railroad track foundation design II: applications, J. Geotech. Geoenvironmental Eng., 124 (1998) 323–329.
N. Araújo, High-speed trains on ballasted railway track: dynamic stress field analysis, Doctorial Thesis, Universidade do Minho (2011).
M. Shahraki, C. Warnakulasooriya and K. J. Witt, Numerical study of transition zone between ballasted and ballastless railway track, Transp. Geotech., 3 (2015) 58–67.
T. Xin et al., Application of rubber mats in transition zone between two different slab tracks in high-speed railway, Constr. Build. Mater, 243 (2020) 118219.
EN 13674-1, Railway Applications - Track - Rail - Part 1: Vignole Railway Rails 46 kg/m and Above Applications (2013).
A. Paixão et al., Numerical simulations to improve the use of under sleeper pads at transition zones to railway bridges, Eng. Struct., 164 (September 2017) (2018) 169–182.
S. Mohammadzadeh, S. Ahadi and H. Keshavarzian, Assessment of fracture reliability analysis of crack growth in spring clip type Vossloh SKL14, Proc. Inst. Mech. Eng. Part O J. Risk Reliab., 228(5) (2014) 460–468.
D. Ferreño et al., Characterisation by means of a finite element model of the influence of moisture content on the mechanical and fracture properties of the polyamide 6 reinforced with short glass fibre, Polym. Test., 30(4) (2011) 420–428.
A. Ghidini et al., Innovative Steel by Lucchini RS for Highspeed Wheel Application, Lucchini RS (2012).
L. Boussalia and A. Bellaouar, Numerical simulation of the tread defects’ form impact on the eigen frequencies of a railway wheel, UPB Sci. Bull. Ser. D Mech. Eng., 80(2) (2018) 63–74.
W. Yan and F. D. Fischer, Applicability of the Hertz contact theory to rail-wheel contact problems, Arch. Appl. Mech., 70(4) (2000) 255–268.
M. R. Khan and S. M. Dasaka, Variation of effective frictional coefficient at wheel-rail contact interfaces during high speed railway operations, IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., 377 (1) (2018).
Ansys Inc., Ansys Contact Technology Guide, Canonsburg, PA (2004).
J. Kukulski, Experimental and simulation study of the superstructure and its components, K. Zboinski (Ed.), Railw. Res. - Sel. Top. Dev. Saf. Technol. (2015).
A. Paixão et al., On the use of under sleeper pads in transition zones at railway underpasses: experimental field testing, Struct. Infrastruct. Eng., 11(2) (2015) 112–128.