Analytical and experimental tests and determination of characteristics of components working as assemblies of innovative structures of repaired freigh Rybnik

Analytical and experimental tests and determination of characteristics of components working as assemblies of innovative structures of repaired freight cars. Monografia zawiera raport z części prac wykonanych w ramach projektu badawczo-rozwojowego. W pracy zaprezentowano metody komputerowego wspomagania modelowania i badania prototypowych elementów konstrukcyjnych wagonów towarowych. CONTENTS PREFACE .................................................................................................................................. 5 1. INTRODUCTION .................................................................................................................. 7 1.1. An overview of the contents of the the work ................................................................... 9 2. COMPUTER AIDED TESTING OF PROTOTYPE STRUCTURAL ELEMENTS OF FREIGHT CARS............................................................................................................ 11 2.1. Analysis of motion of a freight wagon in an advanced engineering environment ........ 12 2.2. Modelling and a computer simulation of a composite material .................................... 29 3. EXPERIMENTAL STUDIES ON CREATED LABORATORY STANDS ....................... 42 3.1. Fatigue testing – the pneumatic laboratory stand .......................................................... 42 3.2. Fatigue tests – the hydraulic laboratory stand ............................................................... 52 3.3. Strength tests using the techniques of strain gauges of a side of the freight car in scale .......................................................................................................................... 66 3.4. Study with using a model of the freight car ................................................................... 97 3.5. Corrosion tests ............................................................................................................. 100 3.6. Testing of a flammability of the modernised freight car’s elements ........................... 115 4. STATISTICAL ANALYSIS OF DAMAGES AND PROPOSAL OF SYSTEMS TO SUPPORT MANAGEMENT OF EXPLOITATION AND REPAIRS OF FREIGHT WAGONS .................................................................................................. 126 5. A CONCEPT OF TECHNOLOGY FOR NON-DESTRUCTIVE TESTING OF MODERNISED FREIGHT CARS BASED ON ANALYSIS OF THEIR VIBRATIONS .................................................................................................................... 147 5.1. Measuring and testing the dynamic response of railway infrastructure ...................... 148 5.2. Measurements of the freight car frame model dynamic response using accelerometers and piezoelectric films ........................................................................ 150 5.3. Measurements of the real freight car’s vibrations during operation and their application in laboratory tests ....................................................................... 167 6. SUMMARY AND CONCLUSIONS ................................................................................. 177 Abstract .................................................................................................................................. 1814 SPIS TREŚCI PRZEDMOWA .......................................................................................................................... 5 1. WPROWADZENIE ............................................................................................................... 7 1.1. Przegląd treści pracy ........................................................................................................ 9 2. KOMPUTEROWO WSPOMAGANE BADANIE PROTOTYPOWYCH ELEMENTÓW KONSTRUKCYJNYCH WAGONÓW TOWAROWYCH ...................... 11 2.1. Analiza ruchu wagonu towarowego w zaawansowanym środowisku inżynierskim ..... 12 2.2. Modelowanie i symulacja komputerowa materiałów kompozytowych ........................ 29 3. BADANIA EKSPERYMENTALNE NA OPRACOWANYCH STANOWISKACH LABORATORYJNYCH ...................................................................................................... 42 3.1. Badanie zmęczeniowe – pneumatyczne stanowisko laboratoryjne ............................... 42 3.2. Badania zmęczeniowe – hydrauliczne stanowisko laboratoryjne ................................. 52 3.3. Badania wytrzymałościowe burty wagonu w skali z użyciem techniki pomiarów tensometrycznych ......................................................................................................... 66 3.4. Badania z użyciem modelu wagonu towarowego ......................................................... 97 3.5. Badania korozyjności .................................................................................................. 100 3.6. Badania palności elementów zmodernizowanego wagonu towarowego .................... 115 4. ANALIZA STATYSTYCZNA USZKODZEŃ ORAZ PROPOZYCJE SYSTEMÓW WSPOMAGAJĄCYCH ZARZĄDZANIE EKSPLOATACJĄ I NAPRAWAMI WAGONÓW TOWAROWYCH ....................................................................................... 126 5. KONCEPCJA TECHNOLOGII BADAŃ NIENISZCZĄCYCH ZMODERNIZOWANYCH WAGONÓW TOWAROWYCH W OPARCIU O ANALIZĘ ICH DRGAŃ ................................................................................................ 147 5.1. Pomiar i badanie odpowiedzi dynamicznej infrastruktury kolejowej ......................... 148 5.2. Pomiary odpowiedzi dynamicznej modelu ramy wagonu towarowego z użyciem akcelerometrów oraz folii piezoelektrycznych ........................................................... 150 5.3. Pomiary drgań rzeczywistych wagonów towarowych w trakcie ich eksploatacji i ich zastosowanie w badaniach laboratoryjnych ....................................................... 167 6. PODSUMOWANIE I WNIOSKI ...................................................................................... 177 Streszczenie ............................................................................................................................ 183