Geležinkelio vagonai ir lokomotyvai nuolat patiria dideles mechanines apkrovas. Kiekvienos kelionės metu rėmus, ašis ir stabdžių sistemas veikia dinaminės jėgos bei kintamos apkrovos, kurios ilgainiui lemia dėvėjimąsi ir nuovarginius pažeidimus.
Tuo pat metu gamintojai siekia mažinti transporto priemonių svorį ir energijos sąnaudas, tačiau privalo laikytis griežtų saugos reikalavimų. Siekiant suderinti šiuos tikslus, Austrijoje steigiama nauja tyrimų laboratorija, kurios paskirtis – padėti pramonei spręsti šiuolaikinius geležinkelių sektoriaus iššūkius.
Grafo technologijos universiteto (TU Graz) mokslininkai atidarė Christian Doppler laboratoriją, skirtą geležinkelio transporto priemonių konstrukciniam patikimumui tirti. Joje bus kuriami ir tikrinami metodai, leidžiantys geriau prognozuoti konstrukcijų ilgaamžiškumą, didinti saugą ir kartu racionaliau naudoti medžiagas.
Laboratorija sieks kurti saugesnius, lengvesnius ir ilgaamžiškesnius traukinius
Pagrindinis laboratorijos tikslas – parengti moksliškai pagrįstus metodus, kurie padėtų projektuoti saugesnes, lengvesnes ir ilgiau tarnaujančias geležinkelio transporto priemones. Iniciatyvą finansuoja Austrijos Federalinė ekonomikos, energetikos ir turizmo ministerija.
Ministerijos atstovai pabrėžia, kad geležinkelių technologijos yra svarbios šalies ekonominiam konkurencingumui ir klimato politikai. Austrijos federalinis ekonomikos, energetikos ir turizmo ministras Wolfgangas Hattmannsdorferis teigė, jog šiuolaikinei pramoninei valstybei būtini kuo geresni ryšiai su ateitimi, o geležinkelių transportas yra mobilumo ir infrastruktūros politikos stuburas.
Ministro teigimu, laboratorijos veikla tiesiogiai siejasi su platesniais pramonės politikos tikslais. Mobilumas įvardijamas kaip viena iš pagrindinių pramonės strategijos krypčių, nes našios transporto ir energetikos sistemos laikomos pramoninės galios pagrindu.
Akcentuojama, kad lengvesnės, ilgaamžiškesnės ir energiškai efektyvesnės geležinkelio transporto priemonės prisideda prie klimato kaitos švelninimo, stiprina technologinį savarankiškumą ir didina kuriamą pridėtinę vertę Austrijoje. Taip pat siekiama, kad nauji moksliniai rezultatai kuo greičiau pasiektų pramoninę praktiką.
Ši iniciatyva atspindi ir pasaulines tendencijas: viešojo transporto operatoriai bei krovinių vežėjai siekia lengvinti riedmenų parką, kad sumažintų kuro ar elektros sąnaudas, tačiau reguliavimo institucijos išlaiko griežtus saugos standartus.
Laboratorijai vadovaujantis Martinas Leitneris pabrėžia, kad komanda daugiausia dėmesio skirs sprendimams, kuriuos pramonė galėtų greitai perimti ir taikyti. Jo teigimu, tikslas – sukurti patikimus mokslinius metodus, kurie taptų pagrindu praktiškiems pramonės sprendimams ir padėtų kurti saugias, ilgaamžes bei inovatyvias geležinkelio transporto priemonių konstrukcijas.
Dėmesio centre – plieno nuovargis ir stabdžių sistemos
Tyrimų programa suskirstyta į du pagrindinius modulius. Pirmasis modulis skirtas suvirintų plieninių konstrukcijų, naudojamų rėmuose, antstatuose ir lengvose ratų ašyse, nuovargio stiprumui tirti.
Inžinieriai analizuos, kaip medžiagų parinkimas, gamybos technologijos ir papildomas komponentų apdirbimas veikia konstrukcijų tarnavimo laiką. Taip pat bus vertinamos realiomis eksploatavimo sąlygomis susidarančios apkrovos, įskaitant sudėtingas daugiaašes įtempių būsenas.
Siekiama laboratorijoje gautus rezultatus paversti praktiškomis projektavimo taisyklėmis, kurias galėtų taikyti geležinkelio transporto priemonių gamintojai.
Antrasis modulis orientuotas į pasirinktų komponentų ir sistemų konstrukcinį patikimumą. Vienas svarbiausių tyrimų objektų – stabdžių sistemų dinaminis elgesys, ypač trinties sukeliamų vibracijų poveikis.
Mokslininkai atliks skaitinius modeliavimus ir eksperimentus naudodami pažangų TU Graz stabdžių bandymų stendą. Bandymuose bus tikrinami nauji konstrukciniai sprendimai sąlygomis, kuo artimesnėmis realiam eksploatavimui.
Abu moduliai bus sujungti į bendrą ilgaamžiškumo vertinimą taikant vibracinio nuovargio metodus. Be to, laboratorija tirs ratų ir bėgių sąlyčio nuovargį bei nusidėvėjimą trinties stabdžių sistemose.
Naujai sukurtas ritininis bandymų stendas leis atlikti bandymus sąlygomis, labai artimomis realiai eksploatacijai. Papildomi diskinės ir kaladėlinės stabdžių sistemų tyrimai turėtų padėti tobulinti jų vertinimo ir projektavimo metodikas.
Tyrėjų teigimu, šie darbai gali pailginti riedmenų tarnavimo laiką, sumažinti techninės priežiūros poreikį ir pagerinti būsimų geležinkelių parkų energinį efektyvumą.
