W okresie prac, zespół przeprowadził przegląd literatury, mający na celu określenie wymagań dla czujnika DTES. Celem tego przeglądu było przedstawienie przypadków obiektów inżynieryjnych w obrębie których występuje efekt progowy, następnie określenie zakresu przestrzennego w jakim występuje oraz jego wielkości, zgromadzenie danych do symulacji komputerowych, które zmierzają do wyznaczenia odkształceń szyn objętych projektowanym czujnikiem DTES. Wielkości odkształceń szyn są jednym z indykatorów poprawności pracy toru w strefach przejściowych. Ich pomiar jest istotny dla diagnostyki toru.
Celem instalacji czujnika światłowodowego w strefie przejściowej jest wykrywanie niekorzystnych oddziaływań dynamicznych we wczesnej fazie, tak aby można było wdrożyć zabiegi utrzymaniowe o charakterze prewencyjnym lub predyktywnym.
Kolejnym zrealizowanym zadaniem było opracowanie metodyki modelowania analitycznego odpowiedzi toru w strefach przejściowych, ze szczególnym uwzględnieniem symulacji drgań pionowych. Opracowanie tej metodyki dało rekomendacje modelowania przemieszczeń w kierunku pionowym. Metodyka ta w dalszym ciągu będzie rozwijana.
Kolejnym obiektem poddanym numerycznej analizie interakcji wzdłużnej toru bezstykowego z konstrukcją mostową były przeprawy nad rzeką Wisłą w Krakowie, zlokalizowane w ciągu linii kolejowej nr 91 (E30). Obiekt ten jest wyposażony w tłumiki wyskoczne na przyczółkach i pomiędzy przęsłami.
Celem analizy było wyznaczenie wzdłużnych rozkładów przemieszczeń i odkształceń szyn toru bezstykowego. W procesie obliczeniowym zaimplementowano autorski, nieliniowy model oporu wzdłużnego, który zachowując zgodność z wytycznymi normy Eurokod 1 w zakresie wartości maksymalnej i stycznej początkowej, został skalibrowany dla najmniejszych zalecanych wartości oporu.
Przeprowadzono badania metodą cyfrowej korelacji obrazu. Metoda ta jest precyzyjna i bezkontaktowa. Pokazuje ona deformację materiałów i obiektów poddawanych obciążeniom zewnętrznym. Wynikiem obliczeń jest zestaw map przemieszczeń i odkształceń dla całej powierzchni próbki.
Kolejny etap prac koncentrował się na wyznaczeniu wymagań operacyjnych dla czujnika DTES oraz opracowaniu algorytmów przejścia dla kierunku pionowego, bazując na modelach belkowych. W tym celu przeprowadzono analizy numeryczne toru kolejowego poddanego dynamicznym obciążeniom taboru, wykorzystując model belki Eulera-Bernoulliego na podłożu sprężystym z tłumieniem wiskotycznym. W ramach prac wyprowadzono algorytmy transformacji wielkości mierzonych (odkształceń szyny) na kluczowe parametry diagnostyczne: ugięcia dynamiczne oraz siły oddziaływania w styku koło-szyna. Zasadniczym celem symulacji było zdefiniowanie parametrów technicznych systemu pomiarowego, w tym rozdzielczości przestrzennej, długości bazowej uśredniania oraz częstotliwości próbkowania. Przedstawione rezultaty stanowią pierwszą fazę analiz numerycznych, która w dalszym toku prac zostanie zweryfikowana i rozszerzona o badania laboratoryjne, poligonowe oraz zaawansowane modelowanie analityczne i przestrzenne (MES 3D).
04_XI_2025_zdj_1 – Widok wykonanych obiektów mostowych na linii E30 przez Wisłę w Krakowie – obiekt środkowy oznaczony jako M1 oraz skrajny jako M2 (Fot. PKP PLK S.A.)
04_XI_2025_zdj_2 – mapa odkształceń liniowych pionowych YY dla powierzchni przekroju szyny S60, obciążenie 45 kN – 1500 kN/m)
04_XI_2025_zdj_3 – Przykładowe wyniki pomiarów odkształceń i ugięć szyny [10]. Pokazano odkształcenia zmierzone dwoma czujnikami (górny i dolny). W przypadku czujnika górnego widoczne pojawienie się odwrotnej krzywizny szyny
04_XI_2025_zdj_1
04_XI_2025_zdj_2
04_XI_2025_zdj_3