Metodologia é criada para estimar a vida em fadiga de eixos ferroviários
Imagem: Distribuição de tensões nos rodeiros
Eixos ferroviários são constantemente submetidos a cargas cíclicas durante seu funcionamento. Portanto, há risco de ocorrerem falhas por fadiga. Tais falhas podem levar ao descarrilamento de um vagão ou até de uma composição inteira. Como forma de prevenir esses acidentes, os eixos ferroviários são tirados de operação com segurança antes de sua falha final.
Para prevenir esse tipo de acidente, a universidade de Brno, na República Tcheca, desenvolveu uma metodologia para prever a vida residual em fadiga (Residual fatigue lifetime – RFL) com base no conceito de mecânica de fratura elástica linear.
A metodologia, que já é utilizada na criação de novos eixos ferroviários pela empresa Bonatrans, inclui a estimativa da posição da trinca inicial, a previsão do formato da trinca por fadiga durante sua propagação, a contribuição dos esforços de flexão e pressão na carga a qual o eixo é submetido, medições do crescimento da trinca e uma estimativa da vida residual em fadiga do eixo. Com base no espectro de carga típico válido para o transporte ferroviário, o RFL do eixo ferroviário estudado foi estimado usando ajuste probabilístico dos dados experimentais.
A propagação da trinca por fadiga pode ser estimada numericamente pelo algoritmo apresentado pelo estudo. O algoritmo é baseado na suposição do fator de intensidade de tensão constante ao longo da fissura. Esta suposição vem de alguns conceitos de energia sobre propagação de trincas. Além disso, o estudo mostrou que o efeito das cargas aplicadas nas rodas deve ser considerado na estimativa da vida útil à fadiga residual (RFL) do eixo ferroviário. Há várias abordagens para modelar essa situação, porém, para esse caso deve ser usada uma analise não-linear.
Para mais informações, acesse: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350630716307506