Główna    Zadanie    Wymiary    Model    Obliczenia i wyniki    Optymalizacja    Wnioski    O mnie

        Z przeprowadzonych przeze mnie obliczeń i otrzymanych wyników graficznych można jednoznacznie stwierdzić, że w miejscu styku koła z szyną występują bardzo ogromne naciski. Ponieważ koła jest łatwiej wymienić, to szyna powinna być bardziej wytrzymała. Stąd też moją uwagę w ocenie skupię jedynie na szynie. W ostatnich latach opanowana została przez przemysł hutniczy produkcja szyn ze stali dodatkowo termicznie ulepszonej, osiągającej bardzo wysokie wartości wytrzymałości na rozciąganie. W moich założeniach przyjąłem wartości graniczne dla całej szyny 1500 [Mpa] a dla szyny bez główki 400 [MPa]. Pierwszy model układu nie spełniał tych wymogów. Jednak zmiana parametru układu jakim jest promień koła pozwolił osiągnąć zamierzony efekt. Już dla promienia 700[mm] wartość napreżeń spadła o 101[MPa] i spełniła wymóg. Spowodowane jest to faktem zwiększenia powierzchni kontaktowej szyny i koła za sprawą zwiększenia promienia. Jednakże średnicy koła nie można zwiększać w nieskończoność dla uzyskania pełnej satysfakcji. Otóż 101[MPa] zostało opłacone kosztem koła o średnicy 1,4[m]. Dlatego, należałoby zmienić coś jeszcze co przyczyniłoby się do spadku wartości nacisków oraz promienia koła. W tym miejscu dobrym pomysłem okazało się zwiększenie szerokości główki szyny. Poszerzenie jej o 4 [mm] sprawiło, że już dla początkowego promienia koła rk=6335[mm] naciski zeszły poniżej 1500[MPa] i osiągnęły wartość 1485[MPa]. Z pewnością poszerzenie o większą wartość oraz dodatkowo zwiększenie promienia koła pozwoliłoby zejść dużo więcej poniżej tego progu. Jednak mnie wynik ten (również ze względu na czas obliczeń) zadowolił.

        Osobną kwestią były naprężenia w szyjce szyny. Otóż w początkowej fazie wynosiły one 560,9[MPa]. W czasie optymalizacji postanowiłem usunąć karb w tym miejscu i okazało się to prawidłowym posunięciem. Naprężenia spadły o 190[MPa] i osiągnęły wartość zaledwie 370[MPa]. Dodatkowym efektem było zmniejszenie odkształceń szyny o prawie 30%.

        Efekty tego projektu można podsumować w prosty sposób. Nawet bardzo małe zmiany geometrii elementu potrafią zmienić bardzo wiele.