V práci je provedena obecná charakteristika struktury železniční trati, konstrukce bezpodkladnicového upevnění a úhlové vodící desky Wfp 14K. Dále je uveden popis kompozitních materiálů, jejich rozdělení, zkušební metody pro testování, základní princip a rovnice numerické metody konečných prvků (MKP). V praktické části jsou obsaženy výsledky řady experimentálních zkoušek a numerických výpočtů. Experimentální hodnoty, získané z tahových zkoušek úhlové vodící desky, jsou aplikovány na numerický diskrétní model analyzovaný v programu Samcef. Diskrétní model je uvažován nejprve pro ortotropní a potom pro isotropní materiálové charakteristiky. Zatížení desky je od přitahovací síly pružné svěrky Skl 14. Výsledky získané numerickou metodou MKP představují rozložení tenzoru napětí a deformace pro oba materiálové modely. V závěru je provedeno vzájemné srovnání výsledků ortotropního a isotropního kompozitu a porovnání výsledků získaných experimentálně a numericky. Na základě výsledků je vyhodnoceno chování úhlové vodící desky u bezpodkladnicového upevnění s návrhy pro další možné aplikace v praxi.
Annotation in English
In the work there has been carried out a general characteristic of a railway line structure, of a sole plate free attachment and an angled guide plate Wfp 14K. Further there is given a description of composite materials, their classification, testing methods, basic principle and equation of a numerical finite elements method (FEM). The practical part contains results of numbers of experimental tests and numerical computations. Experimental values gained from the tensile tests of the angled guide plate have been applied on a numerical discrete model analyzed in the Samcef program. The discrete model has been considered first for the orthotropic and then for isotropic material characteristics. The loading of the plate is from tightening force of the elastic clamp Skl 14. The results gained by the numerical method FEM represent distribution of a stress tensor and strain for both of the material models. In conclusion part there has been carried out mutual comparison of results for orthotropic and isotropic composites and comparison of results gained in an experimental and numerical way. Based on the results there has been evaluated behaviour of the angled guide plate at a sole plate free attachment with projects for next possible applications in practice.
Keywords
železniční trať, bezpodkladnicové upevnění, úhlová vodící deska Wfp 14K, kompozitní materiály, ortotropní a isotropní materiály, MKP(metoda konečných prvků), tensor napětí a deformace.
Keywords in English
railway line, a sole plate free attachment, an angled guide plate Wfp 14K, FEM(finite elements method), composite materials, orthotropic and isotropic materials, stress tensor and strain.
Length of the covering note
81 s.
Language
CZ
Annotation
V práci je provedena obecná charakteristika struktury železniční trati, konstrukce bezpodkladnicového upevnění a úhlové vodící desky Wfp 14K. Dále je uveden popis kompozitních materiálů, jejich rozdělení, zkušební metody pro testování, základní princip a rovnice numerické metody konečných prvků (MKP). V praktické části jsou obsaženy výsledky řady experimentálních zkoušek a numerických výpočtů. Experimentální hodnoty, získané z tahových zkoušek úhlové vodící desky, jsou aplikovány na numerický diskrétní model analyzovaný v programu Samcef. Diskrétní model je uvažován nejprve pro ortotropní a potom pro isotropní materiálové charakteristiky. Zatížení desky je od přitahovací síly pružné svěrky Skl 14. Výsledky získané numerickou metodou MKP představují rozložení tenzoru napětí a deformace pro oba materiálové modely. V závěru je provedeno vzájemné srovnání výsledků ortotropního a isotropního kompozitu a porovnání výsledků získaných experimentálně a numericky. Na základě výsledků je vyhodnoceno chování úhlové vodící desky u bezpodkladnicového upevnění s návrhy pro další možné aplikace v praxi.
Annotation in English
In the work there has been carried out a general characteristic of a railway line structure, of a sole plate free attachment and an angled guide plate Wfp 14K. Further there is given a description of composite materials, their classification, testing methods, basic principle and equation of a numerical finite elements method (FEM). The practical part contains results of numbers of experimental tests and numerical computations. Experimental values gained from the tensile tests of the angled guide plate have been applied on a numerical discrete model analyzed in the Samcef program. The discrete model has been considered first for the orthotropic and then for isotropic material characteristics. The loading of the plate is from tightening force of the elastic clamp Skl 14. The results gained by the numerical method FEM represent distribution of a stress tensor and strain for both of the material models. In conclusion part there has been carried out mutual comparison of results for orthotropic and isotropic composites and comparison of results gained in an experimental and numerical way. Based on the results there has been evaluated behaviour of the angled guide plate at a sole plate free attachment with projects for next possible applications in practice.
Keywords
železniční trať, bezpodkladnicové upevnění, úhlová vodící deska Wfp 14K, kompozitní materiály, ortotropní a isotropní materiály, MKP(metoda konečných prvků), tensor napětí a deformace.
Keywords in English
railway line, a sole plate free attachment, an angled guide plate Wfp 14K, FEM(finite elements method), composite materials, orthotropic and isotropic materials, stress tensor and strain.
Research Plan
1- Úvod do problematiky diplomové práce
2- Vypracování literární rešerše, základní východiska pro praktickou a teoretickou část
3- Naměření, porovnání a vyhodnocení materiálových charakteristik vodících vložek
4- Aplikace numerických metod na řešení stavu napjatosti a deformace ve vodící vložce
5- Vyhodnocení a porovnání výsledků s návrhy pro aplikaci v praxi
Research Plan
1- Úvod do problematiky diplomové práce
2- Vypracování literární rešerše, základní východiska pro praktickou a teoretickou část
3- Naměření, porovnání a vyhodnocení materiálových charakteristik vodících vložek
4- Aplikace numerických metod na řešení stavu napjatosti a deformace ve vodící vložce
5- Vyhodnocení a porovnání výsledků s návrhy pro aplikaci v praxi
Recommended resources
(1) Agarwal, B.D., Broutman, L.J. Vláknové kompozity. SNTL - Nakladatelství technické literatury, Praha, 1987.
(2) Bareš, R.A. Kompozitní materiály. SNTL - Nakladatelství technické literatury, Praha, 1988.
(3) Kolář, V., Němec, I., Kanický, V. Principy a praxe metody konečných prvků, Praha, 1997.
(4) Bathe, K.J. Finite Element Procedures in Engineering Analysis, Prantice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey 1996.
(5) Bittnar, Z., Šejnoha, J. Numerické metody mechaniky 1 , ČVUT, Praha, 1992.
(6) Bittnar, Z., Šejnoha, J. Numerické metody mechaniky 2 , ČVUT, Praha, 1992.
(7) Petrtýl, M. Mechanika kompozitních těles, ČVUT, Praha, 1991.
(8) Matthews, F.L., Davies, G.A.O., Hitchings, D., Soutis, C. Finite element modeling of composite materials and structures, CRC Press, England, 2000, ISBN 0-8493-0846-1
Recommended resources
(1) Agarwal, B.D., Broutman, L.J. Vláknové kompozity. SNTL - Nakladatelství technické literatury, Praha, 1987.
(2) Bareš, R.A. Kompozitní materiály. SNTL - Nakladatelství technické literatury, Praha, 1988.
(3) Kolář, V., Němec, I., Kanický, V. Principy a praxe metody konečných prvků, Praha, 1997.
(4) Bathe, K.J. Finite Element Procedures in Engineering Analysis, Prantice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey 1996.
(5) Bittnar, Z., Šejnoha, J. Numerické metody mechaniky 1 , ČVUT, Praha, 1992.
(6) Bittnar, Z., Šejnoha, J. Numerické metody mechaniky 2 , ČVUT, Praha, 1992.
(7) Petrtýl, M. Mechanika kompozitních těles, ČVUT, Praha, 1991.
(8) Matthews, F.L., Davies, G.A.O., Hitchings, D., Soutis, C. Finite element modeling of composite materials and structures, CRC Press, England, 2000, ISBN 0-8493-0846-1
