Wear of Railway Tyre Steels Modelling Using Artificial Neural Networks

In the paper the results of sliding wear tests were used to model the dependence of steel volume loss on railway wheel tyres on selected material parameters and sliding conditions. The material properties included in this modelling were the hardness and chemical composition of the tyre material (specimens) and the hardness of the mating material (counter-specimens). The conditions for sliding were the initial maximum Hertzian pressure and the sliding distance. The tests were carried out in the ring-block system. Artificial neural networks were used for modelling. It was found that the constructed model made it possible to quantify the volume loss from the above–mentioned factors. A clear influence of the pressure, friction distance, and hardness of both cooperating materials on the studied wear was found. The influence of the chemical composition is less noticeable due to the rather narrow range of its allowable changes. The microscopic tests allowed us to identify the main wear mechanisms in the sliding friction of the tested tyre and rail steels.

W pracy przedstawiono wykorzystanie wyników badań zużycia przy tarciu ślizgowym do modelowania zależności zużycia objętościowego stali na obręcze kół kolejowych od wybranych parametrów materiału i warunków współpracy. Własnościami materiału uwzględnionymi w tym modelowaniu były twardość oraz skład chemiczny materiału obręczy (próbki) oraz twardość materiału współpracującego (przeciwpróbki). Warunkami współpracy były początkowy, maksymalny nacisk Hertza i droga tarcia. Badania przeprowadzono w układzie klocek–krążek. Do modelowania wykorzystano sztuczne sieci neuronowe. Stwierdzono, że zbudowany model pozwolił na określenie zależności ilościowych ubytku objętościowego od wyżej wymienionych czynników. Wskazano występowanie wyraźnego wpływ nacisku, drogi tarcia, twardości obu współpracujących materiałów na badane zużycie. Wpływ składu chemicznego jest mniej zauważalny z powodu dość wąskiego zakresu dopuszczalnych jego zmian. Badania mikroskopowe pozwoliły na zidentyfikowanie głównych mechanizmów zużywania przy tarciu ślizgowym badanych stali obręczowych i szynowej.