Diagnostika adheze železničního kola s využitím akustické emise
Loading...
Date
Authors
Skoupý, Martin
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Cílem práce je vývoj metody diagnostiky adheze železničního kola pomocí sledování akustické emise vznikající v kontaktu kola a kolejnice. Uplatnění se očekává v laboratorním prostředí na dvoudiskových zařízeních. V práci jsou uvedeny možnosti použití kontaktního i bezkontaktního senzoru, zjišťovány byly odezva na změnu rychlosti a úhlu náběhu a změny adheze po aplikaci vody do kontaktu. Pro vyhodnocení byly použity RMS a uvolněná energie akustické emise, koeficient špičatosti nebo Shannonova entropie. Bylo zjištěno, že RMS akustické emise od nízkých hodnot úhlu náběhu (10 mrad) prokazatelně stoupá s jeho dalším nárůstem i s rychlostí. Po aplikaci vody byl sledován propad akustické emise korespondující s propadem součinitele adheze. Pozorovány byly i přechodové stavy při zavádění vody a hladovění kontaktu související s nerovnoměrným rozprostřením vody. Ty negativně ovlivňují stabilitu kontaktu a mohou vést ke vzniku nežádoucího kvílivého hluku. Aktivita akustické emise také vzrostla před fází hladovění, což časově koresponduje s v literatuře popsaným uvolněním oxidované vrstvy. Metoda akustické emise proto může sloužit k jeho studiu a potenciálně i predikci hladovění kontaktu.
The aim of the thesis is to develop a method of adhesion diagnostics of a tram wheel by monitoring the acoustic emission originating from the wheel-rail contact. Application on a twin-disk test rigs is expected. The possibilities of using both contact and contactless sensors are examined. The thesis is focused on describing the response to varying speeds, angles of attack and the change of adhesion due to the application of water into the contact. RMS and energy of the acoustic emission, kurtosis or Shannon’s entropy were evaluated. It was discovered, that form the low values of the angle of attack (10 mrad) the acoustic emission RMS rises in linear manner with further increase of the angle or speed. After the application of water, the drop of the acoustic emission corresponding to the drop of adhesion coefficient was detected. The transitional states associated with unequal distribution of water were observed following its application and during the contact starvation. This can lead to an undesirable squeal noise. Another transient phenomenon manifested by the increase of acoustic emission activity was observed preceding the contact starvation, its timing corresponds to the removal of oxide layer described in the literature. Acoustic emission therefore proved to be suitable for its study and possibly for the contact starvation prediction.
The aim of the thesis is to develop a method of adhesion diagnostics of a tram wheel by monitoring the acoustic emission originating from the wheel-rail contact. Application on a twin-disk test rigs is expected. The possibilities of using both contact and contactless sensors are examined. The thesis is focused on describing the response to varying speeds, angles of attack and the change of adhesion due to the application of water into the contact. RMS and energy of the acoustic emission, kurtosis or Shannon’s entropy were evaluated. It was discovered, that form the low values of the angle of attack (10 mrad) the acoustic emission RMS rises in linear manner with further increase of the angle or speed. After the application of water, the drop of the acoustic emission corresponding to the drop of adhesion coefficient was detected. The transitional states associated with unequal distribution of water were observed following its application and during the contact starvation. This can lead to an undesirable squeal noise. Another transient phenomenon manifested by the increase of acoustic emission activity was observed preceding the contact starvation, its timing corresponds to the removal of oxide layer described in the literature. Acoustic emission therefore proved to be suitable for its study and possibly for the contact starvation prediction.
Description
Citation
SKOUPÝ, M. Diagnostika adheze železničního kola s využitím akustické emise [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (člen)
prof. Ing. Jan Vimmr, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Voltr, Ph.D. (člen)
Ing. Aleš Dočkal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radomír Mendřický, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-06-13
Defence
Student prezentoval výsledky své diplomové práce a zodpověděl otázky oponenta.
Otázka oponenta 1: V kapitole 4.3.1 se zabýváte umístěním snímačů akustické emise, následně proběhla optimalizace volby polohy kontaktního snímače. Byla nějakým způsobem optimalizována rovněž poloha (směr, umístění…) bezkontaktního snímače? ZODPOVĚZENO
Otázka oponenta 2: V kapitole 6.5.1 uvádíte ukázku vlivu změny úhlu náběhu na hlukový projev soustavy. Proč byla jako veličina zvolena právě ekvivalentní hladina akustického tlaku s váhovým filtrem A? ZODPOVĚZENO
doc. Voltr – Máte zdokumentovaný tvar a velikost dotykové oblasti z experimentů na vašem zařízení? ZODPOVĚZENO
doc. Voltr – V práci je zmíněno, že by se dala vaše metoda vyzkoušet i na vozidle. Bylo by to reálné? ZODPOVĚZENO
doc. Voltr – Jakým způsobem se připevňuje vámi použitý snímač? ZODPOVĚZENO
dr. Dočkal – Jaký je cenový rozdíl mezi popsanými snímači? NEZODPOVĚZENO
doc. Koutný – Je možné sledovat i jiné podmínky, než kontakt kola s kolejnicí ve vodě? ZODPOVĚZENO
doc. Mazůrek – Jaký vztah je vztah vaší práce ke kvílivým zvukům tramvaje v zatáčkách? ZODPOVĚZENO
doc. Mazůrek – Jak by vaše práce mohla pomoct k řešení problému s kvílivým hlukem? ZODPOVĚZENO
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení