(Vasúti) Járműszerkezetek mechanikai vizsgálata
Szerkesztő:Rohács József
Szerkesztő elérhetősége:jrohacs@rht.bme.hu

Téma galéria megtekintése

 

Kandó Kálmán Gépészeti Tudományok (Járművek és mobil gépek) Doktori Iskola

 (Vasúti) Járműszerkezetek mechanikai vizsgálata

(A Doktori Iskola vezetője: Dr. Zobory István egyetemi tanár)

1. A kutatás célja

Olyan modellek, vizsgálati, állapotfigyelő és diagnosztikai modellek, irányítási és minősítő eljárások, módszerek kutatás, tesztelése, és alkalmazás-orientált fejlesztése, melyek alkalmasak a járművek, jármű hatékony, biztonságos és környezetkímélő üzemeltetésének (használatának, karbantartásának, javításának) a továbbfejlesztésére, magasabb szintű megvalósítására és ezen elvek alkalmazását a járművek teljes élettartam ciklusára, azaz ide értve a járművek fejlesztését, tervezését, gyártástechnológiájának a kidolgozását, gyártását, integrálását a teljes közlekedési és szállítási rendszerbe, üzemeltetését, újrahasznosítását.

A járművek szintjén a kutatás-fejlesztés mindig cél és objektum függő. Ezért jelen kutatási projektben a megfogalmazott céllal összhangban a következő részfeladatok megoldásával foglalkozunk:

  • Szilárdsági vizsgálatok: vasúti járművek futó- és hordműveinek dinamikája, diagnosztikája és szerkezeti megbízhatóság ana­lí­zise.
  • Károsodási folyamatok elemzése: futásstabilitás és kopásanalízis; súrlódásos fékrendszerek és gördülőkapcsolatok mechani­kai és termikus folyamatainak ku­tatása; járműszerkezetek kifáradási folyamatának elemzése, szimu­lációja, élettartam előrejelzése.
  • Energetikai vizsgálatok: jár­művek energiafogyasztásának csökkentése optimális irányítással.

 

2. Technikai leírás

A járműve gazdaság és a társadalom szempontjából stratégia ágazat a közlekedés-szállítás rendszerének fontos, meghatározó elemei. A korszerű gépjárművek fejlődése nem sokkal több, mint száz éve alatt gyökeres változásokat élt meg. Ezek a változások az innovációs diffúzió elmélete alapján "fekvő S - betűkkel" lehet jellemezni, mely ugrásokat a mindig valamilyen gazdasági, társadalmi, vagy műszaki- technológiai változás generált. jelenleg is egy ilyen "S" görbe ellaposodó végénél tartunk. Az információs forradalom (új, exponenciálisan bővülő kapacitású infó-kommunikációs rendszer), a globalizációt árnyaló új hatások (pl. a kínai ipar térnyerése, a kutatás globalizálása, a migrációs folyamatok változása, a javak és emberek szabad mozgásának biztosítása), a társadalmi (éhezés, helyi katasztrófák, terrorizmus), a gazdasági válság (olajár, pillanatnyi haszonra dolgozó menedzsment) és az új tudományos és technológiai eredmények (nemlineaáris, sztochasztikus, statisztikus dinamika, mikro és nano technológia, világűrbe telepített rendszere, távfelügyelet, health technológia, károsodást tűrő rendszerek, rekonfigurálható irányítás, stb.) kikényszerítik az új követelmények alkalmazását, előírását (élettartam ciklusra tervezés, hatékonyság, fenntarthatóság)  következő ugrást a fejlődésben.  Ennek az új "S" görbének, technológiai ugrásnak a pontos adatait még nem lehet előre megadni. Tény, hogy az új fejlődési szakasz fő jellemzője a hatékonyság és a fenntarthatóság lesz.

Jelen kutatás témakörében a járművek fejlesztésével kapcsolatos kutatások legfontosabb sajátosságait a következők szerint lehet meghatározni:

  • a számítástechnika lehetőség exponenciális növekedése (egyre nagyobb méretű számítások egyre pontosabb elvégzése, a diagnosztikai modellek állapot és paraméter becslésére épülő diagnosztizálás, stb.),
  • új modellezési és szimulációs lehetőségek (pl. kerék - sin kopás üzemi intenzitástól, üzemeltetési módoktól függő változásának szimulációja, kritikus üzemmódok elemzése, megbízhatósági vizsgálatok, stb.),
  • rendszerintegráció gyors fejlődése, szerepének a növekedése (a jármű rendszerei működésének az összehangolása, hibatűrő rendszerek alkalmazása, mikro és mini eszközök, rendszerek alkalmazása, a terhelési viszonyainak a befolyásolására, élettartam menedzselésére, hatékonyságának online optimálására).

A kutatási célnak megfelelően és jelen kutatás keretei közt két fontos kutatási területtel, és megoldással kell foglalkozni:

  • modellezés és szimuláció a járművekben, a járművek rendszereiben, elemeiben működésközben az alkalmazott anyagok fizikai - kémiai tulajdonságai, a tervezési, gyártási  sajátosságok és az üzemeltetés intenzitás, az üzemeltetési körülményei által befolyásoltan végbemenő folyamatok modellezése és szimulációja, úgymint súrlódásos fékrendszerek és gördülőkapcsolatok mechani­kai és termikus folyamatainak ku­tatása, járműszerkezetek kifáradási folyamatának elemzése, szimu­lációja, élettartam előrejelzése, stb.)
  • terhelés menedzsment, ide értve mechanikai és termikus hatásokat is (élettartam vizsgálatok, on-line terhelés monitoring, szituációelemzés és döntéstámogatás,  vasúti járművek futó- és hordműveinek dinamikája, diagnosztikája és szerkezeti megbízhatóság ana­lí­zise vizsgálata, állapotdegradációs folyamatok menedzselése, stb.),

A Doktori Iskola ezen elvek mentén a kutatás-fejlesztések jelenlegi fázisában a modellek és szimulációs lehetőségek, módszerek fejlesztésével, az terhelésmenedzsment módszereinek a kifejlesztésével, egyes dinamikai módok, befolyásoló tényezők és kritikus üzemmódok vizsgálatával foglalkozik. Jellemzően multifizikai megközelítést, nemlineáris és sztochasztikus modelleket alkalmaz, esetenként él a statisztikus dinamikai lehetőségeivel.

3. Várható eredmények

A projekt keretében támogatott kutatások, kapcsolódva a nemzeti és az nemzetközi (első sorban EU FP) projektekhez három lényeges eredményre vezethetnek:

  • új modellezési és szimulációs eljárások kidolgozása, melyek alkalmasak lesznek a jármű rendszereinek, elemeinek a rendszerintegrációjára, új alrendszerek (pl. health monitoring) rendszerbe integrálására, az élettartam menedzsment és a hatékony, biztonságos üzemeltetés , a jármű és környezete közötti kölcsönhatások leírására, modellezésére és vizsgálatára,
  • járművek, járműrendszereinek, elemeinek az élettartam menedzselése, azaz az üzemi körülményektől az üzemeltetés intenzitásától, az alkalmazott anyagok, szerkezeti megoldások sajátosságaitól, a tervezési és gyártási adottságoktól függően az állapotromlási folyamat befolyásolása, irányítása,
  • az eljárások alkalmazásával követhető és irányítható a járműpark és a közlekedési infrastruktúra állapotromlási folyamata.

 

4.  Az eredmények jelentősége, alkalmazhatósága

Köszönhetően a Doktori Iskolában közreműködő oktatók, kutatók nemzetközi elismertségének, nemzetközi kutatási projektekben való aktív közreműködésének az előző pontban meghatározott eredmények a nemzetközi kutatási irányvonalhoz igazodva nemzetközi szintű újdonságokat, új eredményeket fognak tartalmazni, és különösen fontosak lesznek a magyar gazdaság és társadalom fejlődését katalizáló, stratégiai fontosságú integrált közlekedési szállítási rendszer fejlesztésében.

Az eredmények a résztvevők hazai és nemzetközi szerepvállalásának is köszönhetően közvetlen hasznosulnak majd

  • az európai kutatás-fejlesztési irányokhoz és a nemzetközi együttműködésekhez kapcsolódva az eredményeket közvetlen alkalmazzák a nemzetközi kutatásokban,
  • a nemzetközi (európai) integrált közlekedési és szállítási rendszer továbbfejlesztésében, (pl. a  jármű felügyeleti (monitoring) rendszerek és az infrastruktúra állapotának, a járműveknek a az otimális működtetése, üzemeltetése, terhelésmenedszmentje fejlesztésében,
  • a hazai járműipari alkalmazásokban, nemzeti járműipari fejlesztési projektekben (első sorban a MÁV járműveinek, rendszereinek a fejlesztése) keretein belül,
  • a járművek hatékony, környezetkímélő, biztonságos és védett üzemeltetésében (pl. az állapotromlási és terhelésmenedzselési megoldások alkalmazásával),
  • az eredményeket sikeres lehet majd alkalmazni a fiatal magyar kutatók, oktatók szemléletformálásában, felkészítésében a járműmérnöki körben jelentkező új problémák, kihívások felismerésére, definiálására, kutatására, megoldásra, a nemzetközi kutatás, kutatói közösség megismerésére.

 

 5. Az indikátorok teljesítése

  

Doktori iskola

Első év

Második év (első és második összege)

Mutató forrása

A konstrukció támogatásával megjelent publikációk száma

1

 

1

BME PA

A konstrukció támogatásával megtartott hazai es nemzetközi konferencia előadások

1

3

Konferencia programfüzetek,

BME PA

A konstrukció megvalósításába bevont kutatók, oktatók száma

1

 

3

bérszámfejtés

A konstrukció megvalósításába bevont hallgatók száma

 

2

2

bérszámfejtés

 

 6.   A tehetséggondozás formája a kutatások során

 A kutatási feladatok megvalósításába elsősorban doktoranduszokat és doktorjelölteket vonunk be, akiknél a tehetséggondozás következő tevékenységekben valósul meg:

  • felkészítés (doktori tantárgyak hallgatása) az kutatási célok megvalósítása érdekében meghatározott témakörökben,
  • három alkalommal munkaértekezlet tartása, a kutatási módszerekről irányokról, lehetőségekről (témavezetők) és az időközben elért eredményekről (doktoranduszok, doktorjelöltek),
  • hazai szervezetek, kutatási központok meglátogatása, gyakorlati tapasztalatok szerzése, részvétel hazai projektekben,
  • nemzetközi tapasztalatcsere a partner intézményeknél (többek közt az Aacheni Műszaki Egyetemen), részvétel nemzetközi konferenciákon, látogatás külföldi kutatóintézeteknél,
  • a műegyetem nemzetközi színvonalú doktori iskoláinak a kutatói környezetébe integrálódva valósítják meg kutatásaikat;
  • közös és önálló publikációk megjelentetése, előadások tartása nemzetközi és hazai konferenciákon,
  • bekapcsolódás az eredmények alkalmazásába (tudás-transzfer, jogvédelem, hazai és nemzetközi projektek eredményeinek az ismertetése)
A munka szakmai tartalma kapcsolódik a "Új tehetséggondozó programok és kutatások a Műegyetem tudományos műhelyeiben" c. projekt szakmai célkitűzéseinek megvalósításához. A projekt megvalósítását a TÁMOP-4.2.2.B-10/1--2010-0009 program támogatja.
Infoblokk
ÚSZT