Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Simulation investigation of strength of railway bogie frame Em-4

Mateusz Konrad Koroś

Abstract

This composition contains a description of simulation of strenght tests of Em-4 bogie frame (known as “Sputnik”). They have been conducted according to process concluded in PN-EN 13749:2011 standard, which contains guidelines of executing the research and also rating criteria of examined objects. To complete the tests there was a need to prepare a model, determine boundary conditions, make calculations and analyse obtained results. In the second chapter there is a report on basic knowledge of undercarriage constructions applied in railroading. The types of carriages and their frames are provided along with calculations problems. The third chapter contains description of calculation methods applied in simulation of strenght test of bogie frame. Also described load variants and calculations problem. The fourth chapter describes requirements, which have to be fullfiled by bogie frame according to norm PN-EN 13749:2011. Presented forces which load bogies. Also is described the finite element method and linear static analysis, which were used in the analysis. In the fifth chapter discusses simulation of strenght test of the bogie frame. Described four load variants and boundary conditions. Moreover conducted analysis of the obtained results for each load variant. Geometric model of the frame, which was used to complete Engineer’s Thesis was made in HyperMesh program, which lets the user to discretise the examined object, make calculations in Solver and allows to graphically display the results in postprocessor. The simulation of strength tests of the bogie frame being under the influence of exceptional loads were made by overlapping the appropriate constraints and loads compatible with standard. Summary includes an assessment of model preparation for simulation. As a result of carried out strenght tests received the stresses which occur in the frame structure. This allowed to compare them with the limit values for chosen material. Moreover, based on the results of the analysis set out suggestions of changes in the structure, which will increase strength of the frame.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Mateusz Konrad Koroś (FACME) Mateusz Konrad Koroś,, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Title in Polish
Symulacyjne badania wytrzymałościowe ramy wózka kolejowego Em-4
Supervisor
Jan Matej (FACME/IV) Jan Matej,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Jarosław Seńko (FACME/IV) Jarosław Seńko,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Certifying unit
Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Affiliation unit
Institute of Automotive Engineering (FACME/IV)
Study subject / specialization
, Mechanika i Budowa Maszyn
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
25-01-2016
Issue date (year)
2016
Reviewers
Jarosław Seńko (FACME/IV) Jarosław Seńko,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME) Jacek Konop (FACME/IV) Jacek Konop,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Keywords in Polish
1. Symulacyjne badania wytrzymałościowe. 2. Rodzaje obciążeń. 3. Podwozia pojazdów szynowych. 4. Wózki kolejowe.
Keywords in English
1. Simulation investigation of strength. 2. Load variants. 3. Undercarriages of railway vehicles. 4. Railway bogies.
Abstract in Polish
W pracy opisane są symulacyjne badania wytrzymałości ramy wózka pojazdu elektrycznego Em-4 znanego jako "Sputnik". Zostały one przeprowadzone zgodnie z procedurami zawartymi w normie PN-EN 13749:2011, w której znajdują się wytyczne dotyczące przeprowadzenia tych badań oraz kryteria oceny wytrzymałości badanych obiektów. Aby zrealizować badania symulacyjne konieczne było przygotowanie modelu, określenie warunków brzegowych, wykonanie obliczeń numerycznych oraz analiza otrzymanych wyników. W drugim rozdziale omówiona została podstawowa wiedza z zakresu konstrukcji podwozi stosowanych w kolejnictwie. Przybliżone zostały rodzaje wózków i ich ram oraz funkcje jakie spełniają. Trzeci rozdział zawiera opis metod obliczeniowych stosowanych przy analizie wytrzymałości ram wózków. Opisane zostały rodzaje obciążeń ram oraz problemy dotyczące przeprowadzania obliczeń. W rozdziale czwartym opisane są wymagania jakie muszą być spełniane przez ramy wózków według normy PN-EN 13749:2011. Przedstawione zostały siły jakimi obciążane są wózki. Opisano także metodę elementów skończonych oraz liniową analizę statyczną, które były wykorzystywane w badaniach. W piątym rozdziale omówiono badania symulacyjne ramy wózka. Opisane zostały cztery warianty obciążeń i odpowiadające im warunki brzegowe. Ponadto przeprowadzono dla każdego z rozpatrywanych przypadków analizę otrzymanych wyników. Model geometryczny ramy, który posłużył do wykonania pracy został opracowany w programie HyperMesh, który pozwala na dyskretyzację badanego obiektu, następnie przeprowadzenie obliczeń numerycznych w solverze oraz umożliwia graficzne wyświetlenie wyników w postprocesorze. Nakładając odpowiednie warunki brzegowe oraz zgodne z normą obciążenia zostały przeprowadzone symulacyjne badania wytrzymałości ramy wózka będącej pod działaniem sił nadzwyczajnych. Podsumowanie obejmuje zwięzłą ocenę przygotowanego modelu do badań symulacyjnych. W rezultacie przeprowadzonych badań symulacyjnych otrzymano wartości naprężeń, które występują w konstrukcji ramy. Umożliwiło to ich porównanie z wartościami dopuszczalnymi dla materiału, z którego jest wykonana. Ponadto na podstawie wyników badań przedstawiono propozycje zmian w konstrukcji, które spowodowałyby zwiększenie wytrzymałości ramy.
File
  • File: 1
    Praca Inżynierska Mateusz Koroś.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 8952

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTeb635654423346b2b46c8f8f3356448b/
URN
urn:pw-repo:WUTeb635654423346b2b46c8f8f3356448b

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page