Cílem diplomové práce bylo stanovit, jaký vliv mají hyperelastické vlastnosti podkladových desek mezi kolejnicí a pražcem na napjatost a chování těchto desek. V teoretické části je nejdříve krátce uvedený popis železniční dopravy a historie vývoje železničního svršku, jeho konstrukční řešení a jednotlivé části. Dále je uvedený obecný popis pryžových materiálů, ze kterého jsou vzorky podkladových desek vyrobeny. Pro získání hyperelastických vlastností pryžových desek bylo provedeno několik typů měření. Z výsledků měření byly odvozeny materiálové konstanty, které definují hyperelastické vlastnosti a chování podkladových desek. Tato měření jsou stručně popsána v teoretické části. Výpočet napjatosti podkladových desek byl provedený pomocí numerické metody konečných prvků (MKP), která je také popsána v teoretické části.
V experimetnátlní části byly provedeny měření materiálových vlastností pryžových podkladových podložek. Na základě naměřených materiálových hodnot byly vytvořeny konečnoprvkové modely podložek pomocí MKP s různými materiálovými parametry a provedeny pevnostní strukturální analýzy. V závěru je uvedena diskuse výsledků pro jednotlivé typy podkladových podložek pro jejich použití v provozu.
Anotace v angličtině
The aim of this dissertation was to determine influence of hyperelastic properties of rail pads on their stress and behaviour. In theoretical part of work are briefly described the railway traffic and history of a progress of superstructure, various constructions of this supestructure and concrete units, what the superstructure is made of. Further, there are described rubber materials, what the rail pads are made of. There have been carried out some kinds of experiments to describe suitably the hyperelastic properties of the rail pads. Due to these experiments have been obtained the constants descibing the hyperelastic properties and behaviours. These measuremts are described in the theoretical section of this dissertation. Analysis of stress of the rail pads has been carried out by using the computation software based on numerical finite elements method (FEM), which has been described in the theoretical section too.
In the experimental section there have been carried out measurements of material characteristics oh the rubber rail pads. Finite element models have been created based on measured material values by using FEM with different material parametres. The strenght structural analysis has been carried out. Finally, there is given discussion of results for individual kinds of rubber rail pads with respect to their application in service.
Klíčová slova
pryžová železniční podložka, napjatost, metoda konečných prvků, kaučuk, pryž, tahová zkouška, tvrdost Shore A, odrazová pružnost, hyperelastické vlastnosti, Mooney-Rivlinova rovnice, tenzor napětí a deformace, železniční doprava
Klíčová slova v angličtině
rubber rail pad, strenght, finite elements method, rubber, tensile test, hardness Shore A, resilience, hyperelastic properties, Mooney-Rivlin formula, stress and strain tensor, railway traffic
Rozsah průvodní práce
118
Jazyk
CZ
Anotace
Cílem diplomové práce bylo stanovit, jaký vliv mají hyperelastické vlastnosti podkladových desek mezi kolejnicí a pražcem na napjatost a chování těchto desek. V teoretické části je nejdříve krátce uvedený popis železniční dopravy a historie vývoje železničního svršku, jeho konstrukční řešení a jednotlivé části. Dále je uvedený obecný popis pryžových materiálů, ze kterého jsou vzorky podkladových desek vyrobeny. Pro získání hyperelastických vlastností pryžových desek bylo provedeno několik typů měření. Z výsledků měření byly odvozeny materiálové konstanty, které definují hyperelastické vlastnosti a chování podkladových desek. Tato měření jsou stručně popsána v teoretické části. Výpočet napjatosti podkladových desek byl provedený pomocí numerické metody konečných prvků (MKP), která je také popsána v teoretické části.
V experimetnátlní části byly provedeny měření materiálových vlastností pryžových podkladových podložek. Na základě naměřených materiálových hodnot byly vytvořeny konečnoprvkové modely podložek pomocí MKP s různými materiálovými parametry a provedeny pevnostní strukturální analýzy. V závěru je uvedena diskuse výsledků pro jednotlivé typy podkladových podložek pro jejich použití v provozu.
Anotace v angličtině
The aim of this dissertation was to determine influence of hyperelastic properties of rail pads on their stress and behaviour. In theoretical part of work are briefly described the railway traffic and history of a progress of superstructure, various constructions of this supestructure and concrete units, what the superstructure is made of. Further, there are described rubber materials, what the rail pads are made of. There have been carried out some kinds of experiments to describe suitably the hyperelastic properties of the rail pads. Due to these experiments have been obtained the constants descibing the hyperelastic properties and behaviours. These measuremts are described in the theoretical section of this dissertation. Analysis of stress of the rail pads has been carried out by using the computation software based on numerical finite elements method (FEM), which has been described in the theoretical section too.
In the experimental section there have been carried out measurements of material characteristics oh the rubber rail pads. Finite element models have been created based on measured material values by using FEM with different material parametres. The strenght structural analysis has been carried out. Finally, there is given discussion of results for individual kinds of rubber rail pads with respect to their application in service.
Klíčová slova
pryžová železniční podložka, napjatost, metoda konečných prvků, kaučuk, pryž, tahová zkouška, tvrdost Shore A, odrazová pružnost, hyperelastické vlastnosti, Mooney-Rivlinova rovnice, tenzor napětí a deformace, železniční doprava
Klíčová slova v angličtině
rubber rail pad, strenght, finite elements method, rubber, tensile test, hardness Shore A, resilience, hyperelastic properties, Mooney-Rivlin formula, stress and strain tensor, railway traffic
Zásady pro vypracování
1. Úvod do problematiky diplomové práce
2. Vypracování literární rešerše , základní východiska pro praktickou a teoretickou část
3. Naměření, porovnání a vyhodnocení materiálových charakteristik podkladových desek pražců
4. Aplikace numerických metod na řešení stavu napjatosti a deformace v podkladové desce pražců.
5. Vyhodnocení a porovnání výsledků s návrhy pro aplikaci v praxi
Zásady pro vypracování
1. Úvod do problematiky diplomové práce
2. Vypracování literární rešerše , základní východiska pro praktickou a teoretickou část
3. Naměření, porovnání a vyhodnocení materiálových charakteristik podkladových desek pražců
4. Aplikace numerických metod na řešení stavu napjatosti a deformace v podkladové desce pražců.
5. Vyhodnocení a porovnání výsledků s návrhy pro aplikaci v praxi
Seznam doporučené literatury
KUBÍK, J. a ZYTKA, A. Zkušební metody v gumárenství, SNTL Praha, 1962.
CIULLO, P. a HEWITT, N. The rubber formulary, New York, USA 1999.
PREKOP, Š. a kol. Gumárska technológia I., EDIS ŽU v Žiline, ISBN 80-7100-483-9, 1998.
ŠPAČEK, J. Technologie gumárenská a plastikářská II (Skripta), VUT Brno, 1987.
HOLUB, J. Gumárenská technologie VII: Pryž jako konstrukční materiál, SNTL Praha, 1967.
PREKOP, Š. a kol. Gumárska technológia II, GC TECH TU v Trenčíně, ISBN 80-88914-85-x, 2003.
MEISSNER, B. a ZILVAR, V. Fyzika polymerů: Struktura a vlastnosti polymerních materiálů, SNTL Praha, 1987.
BONET, J., WOOD, R. D. Nonlinear continuum mechanics for finite element analysis, Cambridge university press, ISBN 0-521-57272-X, 1997
BATHE, K. J. Finite element procedures, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 07632, ISBN 0-13-301458-4, 1996.
Samcef User Manual, V.10.1, Samtech 2004, Belgium.
BITTNAR, Z., ŠEJNOHA, J. Numerické metody mechaniky 1 , ČVUT, Praha, 1992.
BITTNAR, Z., ŠEJNOHA, J. Numerické metody mechaniky 2 , ČVUT, Praha, 1992.
SEGERLIND, L. J. Applied Finite Element Analysis, John Willey, New York, 1984.
Seznam doporučené literatury
KUBÍK, J. a ZYTKA, A. Zkušební metody v gumárenství, SNTL Praha, 1962.
CIULLO, P. a HEWITT, N. The rubber formulary, New York, USA 1999.
PREKOP, Š. a kol. Gumárska technológia I., EDIS ŽU v Žiline, ISBN 80-7100-483-9, 1998.
ŠPAČEK, J. Technologie gumárenská a plastikářská II (Skripta), VUT Brno, 1987.
HOLUB, J. Gumárenská technologie VII: Pryž jako konstrukční materiál, SNTL Praha, 1967.
PREKOP, Š. a kol. Gumárska technológia II, GC TECH TU v Trenčíně, ISBN 80-88914-85-x, 2003.
MEISSNER, B. a ZILVAR, V. Fyzika polymerů: Struktura a vlastnosti polymerních materiálů, SNTL Praha, 1987.
BONET, J., WOOD, R. D. Nonlinear continuum mechanics for finite element analysis, Cambridge university press, ISBN 0-521-57272-X, 1997
BATHE, K. J. Finite element procedures, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 07632, ISBN 0-13-301458-4, 1996.
Samcef User Manual, V.10.1, Samtech 2004, Belgium.
BITTNAR, Z., ŠEJNOHA, J. Numerické metody mechaniky 1 , ČVUT, Praha, 1992.
BITTNAR, Z., ŠEJNOHA, J. Numerické metody mechaniky 2 , ČVUT, Praha, 1992.
SEGERLIND, L. J. Applied Finite Element Analysis, John Willey, New York, 1984.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
grafy, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Prof. Raab upřesnil technické pojmy lambda a delta l.
V práci chybí přesná specifikace použitých materiálů (prof. Raab).
Popište blíže typ upevněníkolejí (ing. Macháčková).
Porovnejte dubový pražec a jeho mechanické vlastnosti s Vámi studovaným materiálem (prof. Lapčík, st.)