Original title: Stanovení zbytkové únavové životnosti povrchově upravené vlakové nápravy
Translated title: Determination of residual fatigue lifetime of railway axle after surface treatment
Authors: Pánek, Ondřej ; Poduška, Jan (referee) ; Náhlík, Luboš (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2022
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
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.
Keywords: crack propagation; railway axle; residual fatigue lifetime; residual stresses; vlaková náprava; zbytková napětí; zbytková únavová životnost; šíření trhliny

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/205467

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-586574


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses