Ocelová alchymie v režii VUZ

Zkoušky rámů podvozků se provádí na základě evropské normy, která popisuje možné scénáře statických a únavových zkoušek pro jednotlivé typy podvozků. Je zde nastíněno, jak a kam by se tyto zkoušky měly ubírat a jaké výsledky by z nich měly vyjít. Nicméně je to minimum, které musí být při realizaci zkoušek splněno. A proto si již dnešní doba žádá i to nepovinné, co by se teoreticky mělo zkoušet, nicméně to není zcela vyžadováno. Pro zkoušky hnacího rámu podvozku pro elektrickou jednotku byl sestaven test program, který měl ověřit únavovou životnost i těch částí rámu podvozku, u kterých standardně stačí statické ověření.    
Statické zkoušky byly rozděleny do dvou etap. Výjimečné statické zatížení (překročení standardního zatížení na rám podvozku, které v provozu může krátkodobě nastat) a normální provozní zatížení. Mimo jiné bylo na rám aplikováno i torzní zatížení, tedy simulace nájezdu rámu podvozku na zborcenou kolej. V případě výjimečného zatížení byla hodnota převýšení 10 ‰ a v případě normálního zatížení byla hodnota 5 ‰. Před začátkem zkoušení byla změřena torzní tuhost samotného rámu podvozku. Pro určení krutu během zkoušek bylo provedeno experimentální měření. 

124 měrných kanálů
Vzhledem ke kontrole mechanického napětí bylo vybráno celkem 54 míst na rámu podvozku, na které byly nalepeny jedno­osé tenzometrické snímače, nebo tenzometrické růžice. Celkový počet měřených kanálů byl 124. 
Během únavových zkoušek bylo aplikováno celkem 22 jednotlivých zatížení pomocí elektronicky řízených hydraulických válců (plus 2 válce na kontrolu reakčních sil). Požadavek byl vykonat 10 mil. cyklů hlavního zatížení, ve kterých se postupně měnila velikost dynamických a kvazistatických sil. Během statických zkoušek bylo navíc zaváděno dalších 18 zatížení pomocí statických, ručně řízených, hydraulických válců. Převážně to bylo zatížení, které svojí velikostí nemá velký vliv na měřené napětí v rámu podvozku. Pro všechny statické zkoušky bylo definováno celkem 70 stavů zatížení. Výsledkem únavových zkoušek bylo kompletní NDT všech svarů a tepelně ovlivněných oblastí metodou MT po jednotlivých etapách únavové zkoušky.

Kuličky se nezarývaly
Vzhledem k zavádění sil ve všech směrech bylo přesně definováno zachytávání reakčních sil, které byly všechny měřeny a zaznamenávány. Jednalo se o 2 podélné, 2 příčné a 4 svislé reakce. Standardní podmínkou a kontrolou správného nastavení zkušebního stendu je kontrola akčních a reakčních sil a zajištění kontroly toku všech sil přes rám podvozku tak, jak je navrženo – celý rám byl podložen ve 4 bodech na kuličkové dráze, která umožňovala volný pohyb rámu podvozku v podélném a příčném směru. Z hlediska velikosti měřených sil byl odpor valení kuliček zanedbán. Jako valivý člen bylo použito několika desítek ložiskových kuliček, které dokázaly roznést tlak na větší plochu. Rošt s těmito kuličkami byl umístěn mezi dvě kalené desky, po kterých byl pohyb realizován. Tak se sice odpor valení částečně zvýšil, ale nedocházelo k „zarývání“ jednotlivých kuliček do mezidesek.

Počet válců nese omezení
Komplexní statické a únavové zkoušky rámů podvozků jsou co do požadavků stále komplikovanější a náročnější na návrh i provedení. Klade se stále větší důraz na porovnatelnost simulačních výpočtů a naměřených veličin z reálně prováděných zkoušek. Dále je přistupováno k co nejrealističtějšímu provedení zkoušek vzhledem k zamýšlenému použití podvozku v provozu. Do budoucna si dovolíme tvrdit, že číslo 24 (počet použitých hydraulických válců) není konečné. Nicméně zvyšování počtu automatických hydraulických válců s sebou nese i jisté omezení. Nejenom technologické (nutné hydraulické průtoky, tedy technologie), ale hlavně nutnost precizního a správného návrhu sestavy zkoušky, protože při takovémto počtu použitých zatěžovacích válců je jisté, že se většina z nich bude vzájemně ovlivňovat, a výsledný zátěžný „dynamický stav“ na rám podvozku bude nakonec méně vypovídající než při použití menšího počtu hydraulických válců.