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ANALSYE PAR ELEMENTS FINIS (AEF) D'UNE NOUVELLE APPLICATION D'UN ESSIEU MONTE |
Contexte |
A la fin 2006, EWS a eu besoin d’ essieux montés pour remplacer ceux de son parc de wagons de fret. Dû à l’importante demande globale pour les essieux montés, EWS n’a pas pu acheter les essieux montés auprès de ses fournisseurs habituels en temps voulu. |
Puisque EWS avait déjà réalisé l’achat des essieux-axes, EWS avaient besoin d'un fabriquant alternatif pour les roues elles-mêmes. EWS s'est donc adressé à plusieurs compagnies pour obtenir une roue équivalente ; un fournisseur potentiel étant le brésilien MWL, qui leur proposait leur concept de roue K36. ESG a alors été chargé d'évaluer le concept de roue proposé, selon les exigences réglementaires britanniques et européennes, et de soumettre le rapport nécessaire pour obtenir son acceptation. |
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Vue d'ensemble du projet |
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L’âme de la roue est en forme de S, et la roue neuve a un diamètre de 914 mm, (le diamètre minimum pour la mettre au rebut est de 857mm). Elle a un profil P5. La roue devait être capable de circuler avec plusieurs types de wagons et bogies avec une masse par essieu maximale de 25,4t.
Un modèle en 3 dimensions a été créé, puis importé dans le logiciel Ansys, et un modèle a été créé avec un élément qui convenait, puis les combinaisons des cas d'effort mécaniques, tels qu’ils sont spécifiés par UIC 510-5 ont été appliquées à la roue. L'analyse thermique/structurelle consistait à soumettre la roue à des combinaisons de cas d'effort thermiques qui sont spécifiques à sa circulation au RU.
Une Analyse de la roue par Eléments Finis a ensuite permis d’ évaluer son comportement pendant les analyses structurelles et structurelles/thermiques.
Nous avons ensuite soumis la roue à des efforts mécaniques pour les voies en alignement, en courbes et en croisements , avec en plus l'ajustage avec serrage de la roue avec l'essieu-axe.
Nous avons aussi généré les efforts thermiques du freinage de maintien pendant 20 minutes avec une puissance thermique de 26kW, suivi d'un frein d'urgence pendant 39 secondes de 156kW, appliqué à la bande de roulement, couvrant la surface balayée du frein. |
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Trace des contraintes Von Mises pour un cas d'effort vertical dû à une voie en alignement
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Trace des températures (K) après 1200 secondes de freinage de maintien dû à une puissance de 26kW.
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Points clés |
- Exigences de la UIC 510-5 et du GM/RT2466 en ce qui concerne l'approbation des nouvelles études des roues
- Compréhension et développement des techniques d'analyses structurelles et thermiques
- Sélection des éléments adéquats (mécaniques et thermiques), tailles des éléments, ce qui génère un modèle précis mais efficace, et caractéristiques mécaniques et thermiques
- Spécification et application des efforts et contraintes requis, et réalisation de la solution la plus précise et la plus rentable.
- Interprétation des résultats AEF, et confirmation de la précision du modèle, des efforts, des contraintes et des résultats
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Profil de compétences |
- Connaissance approfondie des analyses structurelles et thermiques
- Connaissance détaillée des exigences réglementaires britanniques et européennes
- Expertise en matière de modèles 3D avec le logiciel AutoDesk Inventor
- Expertise dans l'Analyse par Eléments Finis avec le logiciel Ansys
- Connaissance du concept , de la fabrication et de l'utilisation des roues
- Connaissance des informations nécessaires pour les organismes d'approbation de véhicules britanniques
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| Pour plus de renseignements, veuillez contactez: Simon.Cressey@esg-railconsultancy.co.uk
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