Experimental investigation and numerical modelling of top of rail products

Simple item page
but.committeedoc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (předseda) prof. Roger Lewis (člen) Dipl.-Ing. Dr. techn. Alexander Meierhofer (člen) doc. Ing. Petr Voltr, Ph.D. (člen) prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)cs
but.defenceDP splňuje požadavky plynoucí z § 47 Zákona č.111/198 Sb. Zákona o vysokých školách a o změně a doplnění zákonů a z článku 42 Studijního a zkušebního řádu VUT v Brně. Obsahuje původní výsledky uveřejněné mj. ve třech článcích v impaktovaném časopise.cs
but.jazykangličtina (English)
but.programStroje a zařízenícs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorHartl, Martinen
dc.contributor.authorKvarda, Danielen
dc.contributor.refereeprof.Roger Lewisen
dc.contributor.refereeMeierhofer, Alexanderen
dc.date.created2023cs
dc.description.abstractTato disertační práce se zabývá experimentálním a numerickým studiem maziv pro temeno kolejnice. Tyto maziva se používají ke snížení opotřebení, hluku a zlepšení energetické účinnosti kontaktu kola a kolejnice. V posledních dvou desetiletích byl proveden rozsáhlý experimentální výzkum týkající se použití maziv pro temeno kolejnice. Avšak velmi málo výzkumu bylo zaměřeno na základní mechanismy těchto produktů, zejména na problémy s nízkou adhezí. Aplikace matematických modelů v této oblasti také nebyla dosud zkoumána. Cílem této práce je pomocí matematického modelu vysvětlit třecí chování a problémy s nízkou adhezí maziv pro temeno kolejnice. Model předpokládá jak tření vznikající interakcí nerovností pevných látek, tak separaci mazacím filmem. Validace tohoto modelu byla provedena na experimentálním tribometru se schopností měřit tloušťku filmu pro ověření přesné predikce separace povrchu. Komerční tribometr byl použit ke zkoumání vlivu jednotlivých složek v mazivu pro temeno kolejnice na bázi oleje. Sada reologických testů v kombinaci s modelem ukázala, že pevné částice měly velmi malý vliv na zvýšení adheze po aplikaci. Následně byly testovány různé typy maziv pro temeno kolejnice pomocí vysokotlakého torzního zařízení. Mezný režim tření těchto látek byl hodnocen představeným modelem. Bylo zjištěno, že pozitivní třecí vlastnosti, které by tyto produkty měly poskytovat, jsou výsledkem velké skluzové vzdálenosti, která mění složení třecí vrstvy. Nízký koeficient tření v důsledku nadměrné aplikace se vyskytl při stejném aplikovaném množství u všech testovaných látek. Tato diplomová práce představuje původní výzkum rozšiřující znalosti o produktech pro temeno kolejnice.en
dc.description.abstractThis dissertation thesis deals with experimental and numerical study of top or rail products. These products are used to reduce wear, noise and improve energy efficiency of wheel and rail contact. In the last two decades, extensive experimental research has been conducted on the use of top of rail products. However, very little research has focused on the fundamental mechanisms of these products, especially causes of low adhesion. Application of mathematical models to this field was also not yet examined. The aim of this thesis is to explain the frictional behaviour and low adhesion conditions of the top of rail products with the use of a mathematical model. The model assumes both friction arising from solid asperity interaction and separation by a fluid film. The validation of this model was carried out on an experimental tribometer with the ability to measure film thickness to validate the accurate prediction of surface separation. A commercial tribometer was used to investigate the influence of individual components in oil-based top of rail product on the coefficient of adhesion. A set of rheological tests in combination with the model showed that the solid particles had very little effect in increasing adhesion after application. Subsequently, different types of top of rail products were tested using a high pressure torsion device. The boundary friction of these substances was evaluated by the model. The positive frictional characteristics that these products should provide are found to be a result of sliding friction changing the composition of the interfacial layer. In addition, the low coefficient of friction due to overapplication occurred at the same amount applied for all tested substances. This thesis presents original research expanding on the knowledge of top of rail products.cs
dc.description.markPcs
dc.identifier.citationKVARDA, D. Experimental investigation and numerical modelling of top of rail products [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.cs
dc.identifier.other146631cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/213740
dc.language.isoencs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrstvícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectKontakt kolo-kolejniceen
dc.subjectŘízení třeníen
dc.subjectMaziva pro kolejový svršeken
dc.subjectNumerický modelen
dc.subjectTribologieen
dc.subjectWheel-rail contactcs
dc.subjectFriction managementcs
dc.subjectTop of rail productscs
dc.subjectNumerical modelcs
dc.subjectTribologycs
dc.titleExperimental investigation and numerical modelling of top of rail productsen
dc.title.alternativeExperimental investigation and numerical modelling of top of rail productscs
dc.typeTextcs
dc.type.driverdoctoralThesisen
dc.type.evskpdizertační prácecs
dcterms.dateAccepted2023-08-16cs
dcterms.modified2023-08-17-14:46:17cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta strojního inženýrstvícs
sync.item.dbid146631en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2025.03.27 14:45:20en
sync.item.modts2025.01.15 17:42:24en
thesis.disciplineKonstrukční a procesní inženýrstvícs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav konstruovánícs
thesis.levelDoktorskýcs
thesis.namePh.D.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 5 of 6
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
3.39 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
final-thesis.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
thesis-1.pdf
Size:
1.03 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
thesis-1.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Vedouci prace-posudek Kvarda skolitel.pdf
Size:
134.8 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Vedouci prace-posudek Kvarda skolitel.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-oponentsky posudek prof. Lewis bez podpisu.pdf
Size:
295.83 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-oponentsky posudek prof. Lewis bez podpisu.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-posudek kvarda dr_MEIERHOFER.pdf
Size:
120.68 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-posudek kvarda dr_MEIERHOFER.pdf
Download
Collections
2023