Evaluation of the Stressed-Strained State of Crossings of the 1/11 Type Turnouts by the Finite Element Method

Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
ПП "Технологічний центр", Український державний університет залізничного транспорту
EN: We carried out evaluation of the stressed-strained state of cross-ings of turnouts by the finite element method in the Ansys program-ming complex. It was established that under conditions of three-axial compression, at large stresses of vertical compression, the cracks of multi-cycle metal fatigue of the crossing develop. It was found that the development of defects by the code DS 14.1-14.2 on the rolling surface of the cast part of a wing rail and the crossing’s core occurs due to high contact stresses near the edge of the working face of a wing rail and the crossing’s core. They occur in this region in the form of cyclically repeated and sign-alternating normal and tangential stresses from cyclically recurring power im-pacts from the wheels of rolling stock of railroad transport. It was established that for the normal stresses, values that are maximal by absolute magnitude correspond to the moment when a wheel passes the estiamted cross section of the crossing. For the tangential stresses, on the contrary, at the moment when the wheel is over the estimated cross section, their magnitude is close to zero. The obtained results of the stressed-strained state of crossings are necessary for the optimal design of transverse and longitudinal profiles of the crossing. This will make it possible to extend operation life cycle of the crossings of turnouts and save state budget resources for their current maintenance and repair.
UK: Проведено оцінку напружено-деформованого стану хрестовин марки 1/11 методом скінченних елементів у програмному середовищі Ansys. Досліджено деформації та контактні напруження у характерних перетинах хрестовини. Встановлено взаємозв’язок між площею контакту та величиною контактних напружень. Досліджено характер руйнування поверхні металу вусовика та осердя хрестовини при високому рівні контактних напружень.
RU: Проведена оценка напряженно-деформированного состояния крестовин марки 1/11 методом конечных элементов в программной среде Ansys. Исследованы деформации и контактные напряжения в характерных сечениях крестовины. Установлена взаимосвязь между площадью контакта и величиной контактных напряжений. Исследовано характер разрушения поверхности металла усовика и сердечника крестовины при высоком уровне контактных напряжений.
V. Kovalchuk: ORCID 0000-0003-4350-1756; Ya. Bolzhelarskyi: ORCID 0000-0002-4787-1781; B. Parneta: ORCID 0000-0002-2696-2449; A. Pentsak: ORCID 0000-0001-7491-6730; O. Petrenko: ORCID 0000-0002-8870-8534; I. Mudryy: ORCID 0000-0003-1053-6071
crossing, turnout, finite element method, contact stresses, rolling stock of railroads, хрестовина, стрілочний перевід, метод скінченних елементів, контактні напруження, рухомий склад залізниць, крестовина, стрелочный перевод, метод конечных элементов, контактные напряжения, подвижной состав железных дорог, КРС (ЛФ)
Evaluation of the Stressed-Strained State of Crossings of the 1/11 Type Turnouts by the Finite Element Method / V. Kovalchuk, Ya. Bolzhelarskyi, B. Parneta, A. Pentsak, O. Petrenko, I. Mudryy // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2017. – № 4/7 (88). – P. 10–16. – DOI: 10.15587/1729-4061.2017.107024.