Thermomechanical cracking of railway wheel treads: a combined experimental and numerical approach

Esmaeili, Ali,1983Chalmers tekniska högskola,Chalmers University of Technology (författare)

In the present study, thermal cracking of railway wheel treads is studied by full-scale brake rig tests and finite element simulations. The focus is on thermomechanical rolling contact fatigue (RCF) life predictions. The wheel tread material is subjected to simultaneous mechanical and thermal loads due to rolling contact and stop braking, respectively. Full-scale tests featuring three series of repeated stop braking cases have been performed at the Railway Technical Research Institute (RTRI) in Japan in a brake rig featuring a tread braked wheel that is in rolling contact with a railwheel. The brake rig test conditions have been simulated numerically using the finite element method. To this end, the effect of “hot bands” on the tread is accounted for as indicated by the experimental findings. Thermomechanical stresses induced by braking as well as Hertzian contact loading on the tread including tractive loads based on a partial slip assumption are considered. The mechanical response of the wheel material ER7 is obtained from a viscoplastic Chaboche material model calibrated against data from cyclic experiments with hold-time from room temperatures up to 650 °C. Finally, a strategy for prediction of fatigue life with respect to ratcheting failure is discussed.

Caprioli, Sara,1978Chalmers tekniska högskola,Chalmers University of Technology(Swepub:cth)caprioli (författare)
Ekberg, Anders,1967Chalmers tekniska högskola,Chalmers University of Technology(Swepub:cth)anek (författare)
Ekh, Magnus,1969Chalmers tekniska högskola,Chalmers University of Technology(Swepub:cth)mgjo (författare)
Lundén, Roger,1949Chalmers tekniska högskola,Chalmers University of Technology(Swepub:cth)rolu (författare)
Vernersson, Tore V,1968Chalmers tekniska högskola,Chalmers University of Technology(Swepub:cth)tore (författare)
Handa, Kazuyuki (författare)
Ikeuchi, K. (författare)
Miyauchi, Toru (författare)
Ahlström, Johan,1969Chalmers tekniska högskola,Chalmers University of Technology(Swepub:cth)jnah (författare)
Chalmers tekniska högskola (creator_code:org_t)

Ingår i:Proceedings of the 10th International Conference on Contact Mechanics and Wear of Rail/Wheel Systems (CM2015), s. 8-

Av författaren/redakt...: Esmaeili, Ali, 1 ...; Caprioli, Sara, ...; Ekberg, Anders, ...; Ekh, Magnus, 196 ...; Lundén, Roger, 1 ...; Vernersson, Tore ...; visa fler...; Handa, Kazuyuki; Ikeuchi, K.; Miyauchi, Toru; Ahlström, Johan, ...; visa färre...

Om ämnet

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER: TEKNIK OCH TEKNO ...; och Maskinteknik; och Tribologi

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER: TEKNIK OCH TEKNO ...; och Maskinteknik; och Teknisk mekanik

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER: TEKNIK OCH TEKNO ...; och Materialteknik; och Annan materialte ...

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER: TEKNIK OCH TEKNO ...; och Maskinteknik; och Farkostteknik

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.