Studie av ballasterade järnvägsspår i övergångszoner med hybridmodell för diskret-kontinuerlig simulering

Övrigt konferensbidrag, 2025

Ballastade järnvägsspår består av granulära partiklar, inklusive ballast och
underballast, som interagerar genom kollisioner, kontakt, brott och överföring
av tåglaster till undergrunden. Traditionella analyser inom industrin har
främst använt sig av kontinuerliga mekanikmetoder, såsom Finita
Elementmetoden (FEM), för att modellera dessa granulära lager. Det är dock
viktigt att beakta den diskreta naturen hos dessa material. I denna studie har
den Diskreta Elementmetoden (DEM) använts för att simulera de granulära
komponenterna i de ballastade spåren, medan kontinuerlig mekanik, specifikt
Finita Differensmetoden (FDM), har använts för att modellera element som
broar, undergrund och rälsbalkar. Dessutom har en tågbanainteraktionsmodell
i FEM använts för att uppdatera hjul-räls-lasten med
hänsyn till spårets faktiska förskjutning. Denna hybridmodell representerar på
ett effektivt sätt verkliga järnvägsförhållanden när tågets axel rör sig över
spåret. Modellen användes för att undersöka beteendet i övergångszoner, där
spåret möter stela strukturer som broar eller tunnlar. I dessa zoner ökar den
dynamiska påverkan av tåglasten på spåret på grund av skillnader i styvheten
hos banvallen mellan banken och bron.