A railway wheel wear prediction tool based on a multibody software

The wheel wear prediction is a key-topic in the field of railway research as it has big impact on economical and safety aspects of trainset design, operation and maintenance. The aim of this work was to implement a flexible and predictive railway wheel wear tool that, starting from a specific vehicle mission, provides the wheel profile evolution as a function of the distance run. The wear estimation tool consists of the use of a sequence of pre and post-processing packages, in which the methodologies now presented are implemented, interfaced with a commercial multibody software that is used to study the railway dynamics. The computational tool is applied here to several simulation scenarios. The purpose is to demonstrate its capabilities on wear prediction by evaluating the influence of trainset design and of track layout on the wheel wear growth. Special attention is also given to study how the wear evolution is affected by the friction conditions between the wheel and rail.

Przewidywanie stopnia zużycia kół pojazdów szynowych jest zagadnieniem o kluczowym znaczeniu w badaniach taboru kolejowego pod względem ekonomicznym, bezpieczeństwa, eksploatacyjnym i serwisowym. Celem tej pracy jest opis zastosowania elastycznego narzędzia komputerowego pozwalającego na symulację procesu zużycia kół w zależności od rodzaju pojazdu szynowego lub całego składu, w efekcie którego otrzymuje się ewolucję profilu kół w funkcji przebytej drogi. Narzędzie to wykorzystuje sekwencję pakietów do pre- i post-procesorowego przetwarzania, w których zawarto najnowsze metodologie obliczeń zintegrowane z komercyjnym oprogramowaniem stosowanym w kolejnictwie do badań dynamiki pociągów. Narzędzie to zaprezentowano na przykładzie różnych scenariuszy odnoszących się do kilku konkretnych warunków jazdy. Głównym celem było zademonstrowanie efektywności symulacji zużycia kół poprzez ilościowe określenie wpływu rodzaju składu pociągu i parametrów trasy na przebieg tego zużycia. Szczególną uwagę zwrócono na wrażliwość metody w odwzorowywaniu profilu kół w zależności od warunków tarcia pomiędzy kołem a szyną.