Szabó Ágnes, Szűcs Laura, Polacsek Balázs, Kovács Sebestyén,

Nyulasi Erik, Bónis Barnabás, Tóth Illés, Gombos Viktor

Mentor: Dr. Oroszváry László

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Gép- és Terméktervezés Tanszék

Gerinchúros- és gerinc-főtartós vasúti

teherkocsi alváz végeselemes

vizsgálatának összehasonlítása

XVII. ANSYS Konferencia - eCon Felhasználói találkozó2018. április 19., Budapest

• CAD modellek

• Terhelések

• ANSYS modellek

• Eredmények

• DVS 1612 szabvány alapú értékelés

• Konklúzió

Áttekintés

2/20

0.64°

1.00° 1.05°

0.90°

Gerinchúros teherkocsi alváz modellje Nr. 1

3/20

Hossztartó

Gerinc-főtartó

Kereszttartó

Hossz: 13,5 mSzélesség: 2,8 m

0.64°

1.00° 1.05°

0.90°

Gerinchúros teherkocsi alváz modellje Nr. 1

4/20

Gerinchúros teherkocsi alváz modellje Nr. 1

U300-as szelvény

I300-as szelvény

5/20

0.64°

1.00° 1.05°

0.90°

Gerinc-főtartós teherkocsi alváz modellje Nr. 2

Hossztartó

Gerinc-főtartó

Kereszttartó

Hossz: 16 mSzélesség: 2,8 m

6/20

0.64°

1.00° 1.05°

0.90°

Gerinc-főtartós teherkocsi alváz modellje Nr. 2

7/20

Gerinc-főtartós teherkocsi alváz modellje Nr. 2

Gerinctartó:2db U300-as szelvény

lezárva 8 mm-es lemezeléssel

U240-es szelvény

Változókeresztmetszetű

U 240/300szelvény

8/20

Terhelések összhasonlítása

Gerinchúros teherkocsi alváz Gerinc-főtartós teherkocsi alváz

Dr. Sostarics - Dr. Balogh:

Vasúti járművek, Tankönyvkiadó, 1991Fekete Attila:

Könnyűszerkezetek szilárdságtana példatár

Egyetemi jegyzet, 1970

Megoszló terhelés + koncentrált erők Megoszló terhelés

9/20

0.64°

1.00° 1.05°

0.90°

Gerinchúros alváz Nr. 1 modell

Elemtípus: BEAM1886 szabadságfok csomópontonként

10/20

Keresztmetszetek, homloktartó (Nr. 1)

28

0

200

Lv 20

11/20

Gerinchúros alváz Nr. 1, igénybevételek

Maximális feszültség

σmax ≈ 143 MPa

Hegesztés szempontjából

mértékadó feszültség

σDVS≈138 MPa

von Mises feszültségek

eloszlása

Lehajlás maximuma

fmax ≈ 45 mm

12/20

0.64°

1.00° 1.05°

0.90°

Gerinc-főtartós alváz Nr.2 modell

Elemtípus: BEAM1886/7(”vetemedés”) szabadságfok csomópontonként

13/20

Keresztmetszetek, gerinc-főtartó (Nr. 2)

30

0

Lv 9,5Lv

8Lv 2

3

100

150

14/20

Gerinc-főtartós alváz Nr 2., igénybevételek

σmax= σDVSσmax ≈ 172 MPa

Lehajlás maximuma

fmax ≈ 7 mm

15/20

Szilárdsági ellenőrzés DVS 1612 alapján

𝑹𝝈 =𝜎𝑚𝑖𝑛𝜎𝑚𝑎𝑥

𝜎𝑚𝑖𝑛 = 𝜎𝑛é𝑣𝑙 − ∙ 𝜎𝑛é𝑣𝑙𝜎𝑚𝑎𝑥 = 𝜎𝑛é𝑣𝑙 + ∙ 𝜎𝑛é𝑣𝑙

Magyarázat:MKJ=Moore, Kommers, Jasper

- dinamikus tényező

16/20

DVS 1612:2014-08Design and endurance strength analysis of

steel welded joints in rail-vehicle construction

𝑹𝝈 =𝝈𝒎𝒊𝒏𝝈𝒎𝒂𝒙

= 𝟎, 𝟔𝟕

𝟐𝟒𝟎 𝑀𝑃𝑎𝝈𝒎𝒂𝒙 <

Az ellenőrzés menete DVS 1612 alapján

17/20

Ellenőrzés DVS 1612 alapján

Eredmény: alváz Nr. 1

= 0,2 𝜎𝑚𝑎𝑥 = 165,6 MPa

𝜎𝑚𝑒𝑔,𝐷𝑉𝑆 = 240 MPa

𝑛 =𝜎𝑚𝑒𝑔,𝐷𝑉𝑆

𝜎𝑚𝑎𝑥= 1,45 [−]

Eredmény: alváz Nr. 2

= 0,3 𝜎𝑚𝑎𝑥 = 223,6 MPa

𝜎𝑚𝑒𝑔,𝐷𝑉𝑆 = 230 MPa

𝑛 =𝜎𝑚𝑒𝑔,𝐷𝑉𝑆

𝜎𝑚𝑎𝑥= 1,03 [−]

A szabványban megadott görbék 1,5-ös biztonsági tényezőt tartalmaznak, így mindkét modellre kapott

eredmény megfelelő méretezettséget biztosít.

18/20

Amit megtanultunk

• Bevezetés az ANSYS Classic használatába;

• Rúdszerkezeti modell felépítése;

• Nyíltszelvényű tartók alkalmazása ;

• Állandó- és változó-keresztmetszetű tartók alkalmazása;

• (Lineáris) stabilitási feladat megoldása nyomóterhelés esetén;

• Ellenőrzés a DVS 1612 irányelvek alapján.

19/20

Köszönjük a közreműködést

• Dr. Oroszváry Lászlónak (BME GT3)

Köszönjük a figyelmet!

20/20