خستگی فولاد ریلی R7T تحت بارهای مکانیکی و حرارتی

خستگی از جمله واماندگی های مطرح در سامانه های ریلی است. این پدیده در چرخ و ریل با توجه به تماس غلتشی شدید فلز با فلز بروز می کند. تنش های مکانیکی و حرارتی می توانند منجر به جوانه زنی و رشد ترک های خستگی و حتی شکست های خطرناک شوند. از این رو، الیاژ مورد استفاده در ساخت چرخ مورد تحقیق بوده و استحکام آن در مقابل سایش و خستگی پیوسته ارتقا می یابد. فولاد R6T از جمله آلیاژهای مقاوم و پرکاربرد در صنایع ریلی است. این آلیاژ در شرایط ایده آل خط، می تواند بیش از 700 هزار کیلومتر سیر داشته باشد. در این مطالعه، خستگی آلیاژ فولادی R7T تحت بارهای مکانیکی و حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است منشا تنش های حرارتی، تماس کفشک های ترمز با سطح چرخ و تبدیل انرژی جنبشی واگن به گرما فرض شده است. برای تعیین میدان تنش حرارتی از مدل سازی و حل اجزا محدود استفاده شده است. با توجه به میدان تنش حاصل،عمر خستگی به ازای جرم های مختلف واگن با استفاده از مدل آسیب انباشته خطی تخمین زده شده است. براساس نتایج به دست آمده، عمر جوانه زنی ترک در چرخ های R7T بیش از 300 هزار کیلومتر ارزیابی شد که در محدوده کیلومتراژ سیر است. همچنین، سهم تنش های حرارتی در عمر خستگی تا 6 درصد براورد شده است.