PREDICTION OF WEAR RATE OF TWO PEARLITIC RAIL STEELS USING A DYNARAT MODEL AND COMPARISONS

TO FIELD TESTS AND TWIN–DISC EXPERIMENTS



F. A. Alwahdi, U. Olofsson*, A. Kapoor** and F. J. Franklin**
Department of Mechanical Engineering, The University of Omer Almukhtar,
P. O. Box 390 M Elbyada, Libya,

E-mail: faragalwahdi@hotmail.com
*Department of Machine Design, Royal Institute of Technology,
KTH, SE, 10044 Stockholm, Sweden
**Department of Mechanical Engineering, The University of Sheffield,
Mappin Street, Sheffield, S1 3JD, UK

الملخص



تهدف الدراسة الحالية إلى اختبار مدى صلاحية نموذج دينارات (Dynarat model) باستخدام البيانات والملاحظات المستخلصة من تجارب حقلية على نوعين من قضبان السكك الحديدية، ومن تجارب معملية أجريت على آلة الأقراص المزدوجة. يعرض النموذج نتائج البري الناتجة من الانفعال المتراكم لمادة مطيلة معرضة لإجهاد متكرر نتيجة التلامس بالتدحرج أوالانزلاق أو الاثنين معاً.
أستخدم النموذج لمحاكاة التلامس بين القضيب الحديدي الخارجي وعجلة القطار عند المنحنيات حيث يتم التلامس بينهما عند رأس القضيب والحافة الداخلية له. تمت المحاكاة للانزلاق الكامل عند الحافة الداخلية للقضيب لمعامل احتكاك محدد وعلى النقيض تمت المحاكاة للانزلاق الجزئي عند رأس القضيب. تعرض الدراسة مقارنة بين نتائج نموذج المحاكاة والنتائج المتحصل عليها من التجارب الحقلية والمعملية، وتوصي بتطوير النموذج حتى يعطي نتائج أفضل.


ABSTRACT



The objective of this work is to validate the Dynarat model using data and observations of two rails in ordinary operation (field test) and twin disc experiments. The model successfully predicted the ratchetting wear of a ductile material subjected to repeated stress from rolling/sliding contact. Particular emphasis was placed on the work-hardening properties of the rail material. The wear modelling was used to simulate wheel-rail contact on the high rail in a curve, where there are contacts both on the top and at the gauge corner of the rail. The simulations were performed with full slip at the gauge corner of the rail with a given coefficient of friction. In contrast, at the rail head the simulations were performed with partial slip. Comparisons between simulated and measured wear, including field and laboratory tests, were presented. Further development of the model is needed.