Szerszám-zúzottkő kapcsolat modelljének létrehozása vasúti pályakarbantartó gépek fejlesztéséhez
A vasúti pálya kiemelt fontosságú része a zúzottkő ágyazat, melyet a szerelvények közlekedése közben dinamikus erőhatások érnek. Emiatt az ágyazat folyamatosan mozog, változik, és a szerkezetét alkotó zúzott kövek aprózódása is bekövetkezik. Ezért meghatározott karbantartási időközönként elengedhetetlen a pálya kondicionálása, mely a pályakarbantartó gépekkel történik. Ezen gépek fejlesztése, méretezése és főként a pályával érintkező szerszámok alakjának és anyagának kialakítása eddig főként tapasztalati úton, az élettartam meghatározására irányuló üzemi tesztek alapján történt.
A napjainkban egyre növekvő gazdasági elvárások, illetve a korszerű fejlesztési technikákra való igény ezt a területet is érinti. Fontos, hogy a fejlesztési idő és a költség csökkentését elérjük, hiszen ezen eszközök tesztelésének jelentős költségvonzata van, továbbá komoly időráfordítással is járnak. A tesztelési idők redukálásának egyik lehetősége a pályakarbantartást végző szerszám, és az általa mozgatott ágyazat viselkedésének számítógépes szimulációja. Egy jól megalkotott virtuális modellel elérhető a szükséges adatok kinyerése, időjárási körülményektől és napszaktól függetlenül. A tervezés során megalkotott koncepciók előzetes tesztelése így még a prototípus legyártása előtt véghezvihető. A fent említett szerszám-zúzottkő kapcsolat modelljének megalkotásához a diszkrételemes módszert (DEM) választottuk. A tervezés alapja jelenleg a legtöbb esetben a szerszám munkavégző felületén ható, becsült nagyságú megoszló erő. Ezen változtathat a DEM módszer, ami test-test kölcsönhatásokból számolva konkrét, helyi erőket ad eredményül, így a segítségével lehetőség nyílik a szerszámra ható valós erőhatások vizsgálatára. A szerkezetben ébredő feszültségek pontosabban meghatározhatók, és pontosabban becsülhető a várt élettartam.
A feladat kidolgozásának első lépése az információk gyűjtése, ami magában foglalja mérési adatok feldolgozását, a pályakarbantartó gép működésének, felépítésének tanulmányozását, az ágyazatban található elemek alakjának és méretének meghatározását. Az adatok gyűjtését követően a diszkrét elemes modell geometriai és mechanikai tulajdonságainak meghatározása után kiválasztjuk a megfelelő paramétereket, melyeket a későbbi validációkban alkalmazunk. Az így verifikált modell birtokában jó közelítéssel elemezhetőek a gépek működése közben fellépő hatások. A hosszabb távú célok között szerepel a gép tönkremeneteli formáinak vizsgálata diszkrét elemes módszerrel. Az információk alapot nyújtanak a konstrukciók következő generációjának fejlesztéséhez.
A dolgozatban a kutatás jelenlegi részeredményeit mutatjuk be, amely a diszkrét elemes modell elemeinek, paramétereinek és kölcsönhatásainak kidolgozását foglalja magában.
