Ratakiskojen väsyminen

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2007

Department

Konetekniikan osasto

Major/Subject

Koneenrakennuksen materiaalitekniikka

Mcode

Kon-67

Degree programme

Language

fi

Pages

102+7

Series

Abstract

Tärkein ratakiskon käyttöikään vaikuttava tekijä on väsyminen. Väsymiseen vaikuttavia tekijöitä ovat materiaaliominaisuudet, sisäinen jännitystila sekä ulkoiset pyöräkuormat. Työn teoriaosassa esitetään kiskoteräslaadut, jäännösjännitysten muodostuminen ja hallinnata ratakiskojen valmistusprosessissa, ratakiskon sisäisen jännitystilan muutokset käytön aikana, murtumismekaaninen tarkastelu, ratakiskojen väsymismekanismit, tavanomaiset ratakiskojen väsymisen aiheuttamat kiskoviat, kiskovoimat ja niiden laskentamenetelmät sekä lovipyörien vaikutus ratakiskoon. Kokeellisessa osassa tarkastellaan ratakiskojen mekaanisia ominaisuuksia sekä dynaamisten pyörävoimien ja ratakiskon sisäisen jännitystilan vaikutusta ratakiskon käyttöikään. Lisäksi työssä arvioidaan dynaamisten kuormitusten aiheuttaman jännitystilan ja kiskoteräslaadun vaikutusta kriittiseen vikakokoon kahdella kiskovikatyypillä. Vikatyypit olivat sideruuvireiän särö ja jalan alapinnan särö. Tarkasteltavina materiaaleina olivat kiskoteräslaadut R200, R260 ja UIC900A. Mekaaniset ominaisuudet selvitettiin veto-, murtumissitkeys-, iskusitkeys- ja väsytyskokeilla. Sisäisen jännitystilan selvityksessä käytettiin röntgendiffraktiomenetelmää, jolla täydennettiin aiemmin tehtyjä contour-jäännösjännitysmittauksia. Materiaalikokeet suoritettiin kiskoteräslaaduille R260 ja UIC900A. Ratakiskon jännitysten ja kriittisen vikakoon tarkastelua varten luotiin ratamalli ABAQUS-ohjelmistolla. Dynaamisten pyöräkuormien laskennallisissa tarkasteluissa hyödynnettiin Tamtron Systems Oy:n lovipyöräilmaisimen mittaustuloksia. Materiaalikokeiden tulosten perusteella materiaaleja verrattiin keskenään sekä pyrittiin arvioimaan materiaalien murtumissitkeyttä ja väsymislujuutta sekä jäännösjännitysten vaikutusta elinikään. Ratamallin tulosten perusteella arvioitiin dynaamisten kuormitusten vaikutusta väsymiseen. Lisäksi työssä selvitettiin jatkotutkimustarpeita.

Description

Supervisor

Hänninen, Hannu

Keywords

fatique, väsyminen, fracture toughness, murtumissitkeys, residual stress, jäännösjännitykset, X-ray diffraction, röntgendiffraktio, wheel load impact detector, lovipyöräilmaisin, dynamical loading, dynaaminen kuormitus, track model, ratamalli, railway rail, ratakisko

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120553131

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK