DES EsslEuxAxEs FERROVIAIRES

Le douzi2me congr& international des essieux monk% a rkuni, h Qingdao (Chine), du 21 au 25 septembre 1998, cent cinyuante personnes reprksentant une vingtaine de pays. Ces spkialistes de la construction et de 1 ‘utilisation des essieux monk% ont pu &changer leurs exptkiences rkentes en matike de recherches et de sujets de maintenance.

Une delegation franco-belge (SNCF, SNCB et Valdunes) a present6 quatre conferences sur des sujets t&s varies qui vont &tre publies progressivement dans la revue.

Introduction

Uessieu-axe, un des organes essen- tiels pour la securite des materiels

roulants, est soumis a une flexion rotative generatrice de risque de fissu- ration par fatigue.

Une phase tres importante de la vie dun essieu est son dimensionnement qui est etabli en utilisant une methode basee sur le principe de la vie infinie.

Les essieux &ant utilises dans un environnement tres varie, il n’a jamais et4 envisage de se contenter de ces seuls calculs pour assurer la securite : une maintenance en service est effec- tuee afin d’eliminer les risques dus aux aleas des sollicitations du service.

Des changements importants des conditions d’utilisation des essieux, comme l’allongement des parcours entre operations de surveillance, font apparaitre des inconnues supplemen-

Nicolas GRAVIER

Ingenieur drplome de I’Ecole Centrale de Paris II travaille a la SNCF de- puis 1994. II est actuelle- ment responsable du secteur des analyses et examens sur organes metalliques ferroviaires,

en particuliersuressreux montes.

Jean-Jacques WET

lngenreur a la Drrection du Materiel et de IaTrac-

tion de la SNCF. II est actuellement respon- sable du laboratorre de Levallois, division du departement des essais et des laboratoires.

Ingenieur de I’Ecole Cen- trale de Paris et docteur

es sciences. De 1968 a 1999, ingenieur au labo- ratoire, puns chef du departement des essais

et des laboratoires de la SNCF, il est depuis le 112199 administrateur de Eurailtest. II est egale- ment professeur de mecanique des milieux contrnus a I’Ecole Cen- trale de Paris.

taires dans l’etablissement des regles de maintenance qui est essentielle- ment base sur le retour d’experience. Pour essayer d’en attenuer l’effet, des recherches ont et6 entreprises afin d’accroitre les connaissances en matiere d’amorcage et de propagation des fissures de ces organes.

Les diffhrents dbfauts rencontris sur le corps des essieux-axes

Des defauts, que l’on peut classer en deux familles, sont susceptibles d’etre detect& sur le corps des essieux-axes au tours de leur vie :

Revue g.&role des chemins de fer - 00353183/99/03/ 0 Elsevier, Paris

l la premiere est like aux operations de fabrication. La maitrise du pro&de de fabrication et celle de la realisation des operations de controle doivent permettre d’tliminer ces defauts ;

l la seconde concerne des dtfauts qui peuvent apparaitre en tours de ser- vice. Ce sont en gen&al des fissures de fatigue qui sont recherchees lors des examens non destructifs effect& au tours des operations de maintenance.

C’est la conjonction de ces deux actions, en fabrication et en mainte- nance, qui a permis jusqu’a present d’assurer la sect&e. Mais, l’emer- gence de parcours de plus en plus varies et la volontk de reduire les couts de la maintenance imposent d’aller plus loin dans la connaissance de l’origine des fissures qu’il est possible de repartir suivant deux categories principales. Tout d’abord la corrosion, pour laquelle une reponse efficace a et& don&e avec l’application de peintures de protection. Ensuite, les chocs de ballast qui sont d’autant plus probables que la vitesse du train est plus &levee. 11s se produi- sent lorsque le ballast peut etre souleve, c’est-a-dire principalement en periode de neige, dans les tunnels ou lorsque la voie vient d’etre renouvelee.

Face a ce probleme de chocs de bal- last, deux orientations peuvent etre prises. En premier, protkger les axes contre leur effet. Des solutions d’appli- cation de protections existent mais, dune part, elles sont contraignantes pour la maintenance et, d’autre part, on ne peut pas etre assure qu’elles seront toujours cables dans le cas de chocs ponctuels particulierement violents. 11 est done apparu interessant, dans une seconde orientation, d’etudier l’influ- ence de ces chocs sur l’integrite des essieux alin d’essayer de mieux mtitri- ser les lois d’evolution des fissures.

Une etude a done et& entreprise pour determiner l’influence des entailles pro- voquees par les chocs sur l’apparition et la propagation des fissures.

Description des impacts

De nombreuses observations micro- sapiques de surfaces et de coupes d’en-

taillesc&kspardesimpactsdeballastsur es&u-axe, ont permis de constater une gmnde diversite dans la forme de ceux-ci. Ccrtaines traces de chcc s’apparentent a des kratlures, entailles peu profondes mais nombmuses, tandis que d’autms, plus rares, peuvent atteindre 2 mm de profon- deur avec des formes t&s complexes et des angles t&s ~6s. De plus, pour les chocs les plus importants, des ph&romknes t&s par- ticuliers de cisaillement adiabatique apparaissent. Ces phknomknes sent du m&ne type que ceux que l’on trouve, par exemple, sur des blindages soumis a des tit-s de perforation avec des vitesses de deformation t&s elevees (ds/dt = l@ a 105 s-l). Ceci est la preuve que les corps d’essieu peuvent subir des chocs tres violents provoquant des deforma- tions quasi-adiabatiques.

Au tours de ces observations, plu- sieurs parametres de l’entaille ont et& definis comme pouvant avoir une influence sur le risque d’amorcage et de propagation de lksuration. Ce sont la profondeur de l’entaille, son profil (forme et concentration de contrainte), son taux d’ecrouissage et la presence de bandes de cisaillement adiabatique.

Enfin, avant de presenter l’etude, il est intkessant d’indiquer qu’une entaille due a l’impact d’un projectile a grande vitesse s’accompagne de deux effets antagonistes :

l un ecrouissage et un champ de contrairks residuelles de compression dans la zone de l’entaille qui ont tendan- ce a mlemir la propagation des fissures,

l une concentration des contraintes de flexion de l’axe qui, au contraire, tend a l’acdlerer.

Mattriser les risques

Des chocs violents se produisant et &ant susceptibles d’etre des amorces de fissuration par fatigue, des etudes sont apparues necessaires pour pou- voir notamment repondre a une ques- tion telle que : - un essieu qui a subi des chocs, et dont la zone d’impact n’est pas le siege de fissures detectables par les moyens

d’examens non destructifs utilises en maintenance, est-il capable d’assurer, en toute &mite, son service jusqu’au prochain examen en service ?

Ceci a done conduit a mener des recherches, destinies a augmenter les connaissances relatives aux trois sujets suivants :

l etablir les conditions d’amorGage des fissures,

l &valuer l’effet d’une entaille sur la propagation des fissures,

l estimer la vitesse de propagation des fissures lors de cycles reels de fonctionnement d’essieux en service, tout au long du parcours separant deux revisions.

Lhtnorpge

Gch?ralit&s

Camorcage est la premiere phase d’endommagement de la surface d’un materiau sollicite en fatigue. Les pro- cessus d’amorGage ont et6 etudies et d&its comme resultant de concentra- tions de contraintes dues a des extru- sions/intrusions de bandes de glisse- ment permanent (Persistent Slippery Band ou PSB) [4,7] (&we I).

Les resultats issus de recherches bibliographiques nous ont permis de definir les differentes phases d’amor- cage a partir d’une surface exempte de tout defaut geometrique :

l creation de bandes de glissement persistantes dans les grains de ferrite,

l apparition des extrusions/intrusions,

l amorcage le long des intrusions de micro fissures ou fissures (c courtes )) et disjointes,

l croissance preferentielle dans les grains de ferrite, le long des intru- sions de chacun des grains, ou crois- sance le long de barrieres ferrite/per- lite. Ces propagations s’effectuent surtout suivant une direction inclinee a 45” par rapport a la contrainte prin- cipale maximale de flexion.

Ensuite, a park d’une certaine lon- gueur, coalescence des fissures courtes en fissures ~1 longues )) qui se develop-

intrusion extrusion

Marches crddes en Paction monotone

Fig. 1. - M&canisme de formation des intrusions/extrusions.

pent alors dans la direction normale a la contrainte maximale et qui traversent les grains de perlite.

&udes

Nos etudes ont consist6 a repondre a la question suivante : quelle est la limite entre la phase d’amorcage et celle de propagation dans le cas de l’acier utilist pour les essieux ?

Des observations expCrimentales faites sur des eprouvettes lisses dont la forme generale est schematiske sur la figure 2, ont permis de suivre l’evolu- tion des premieres fissures courtes. Cela a egalement permis de determiner, a partir de leurs formes, la profondeur a partir de laquelle elles se transforment en fissures longues, marquant ainsi le debut de la phase de propagation.

En tours d’essai, les observations des fissures ont et& faites par la tech- nique des repliques afin de mesurer leur longueur en surface. Celle-ci a pu &tre correlee a la profondeur grace a des polissages successifs en divers endroits du front de fissure.

De plus, des coupes microgra- phiques ont permis de visualiser l’evo- lution de l’orientation des fissures.

I,a conclusion de cette etude sur l’amorcage a permis de furer a 300 pm la profondeur a partir de laquelle debute le stade de la propagation.

Dans cet &tat, les fissures sont tres diffkilement detectables lors des ape- rations de maintenance. Ainsi, il est tout a fait justifie de considerer qu’un essieu sur lequel il n’a pas et& detect& de defauts lors de controles non des- tructifs en maintenance puisse avoir en surface, des amorces de fissure, voire m&me un debut de propagation.

La propagation

a partir de l’etat d&it precedem- ment, comment evoluent les fissures sachant que les chocs rencontres en service sont a l’origine de deux effets antagonistes (ecrouissage et concen- tration de contrainte) ? Afin de deter- miner le mode d’evolution des fk-

sures issues de ces chocs, l’etude a &i me&e en deux Ctapes : l la premiere a permis d’etablir l’in- fluence de la concentration de contrainte seule ; elle a et6 verifiee a partir d’eprouvettes entaillees par electro-erosion,

I,es resultats de ces essais com- prennent non seulement les mesures des longueurs des fissures en surface re&kes par la methode des repli- ques, mais egalement les observa- tions microscopiques des amorces des ruptures comparees A celles des ruptures des eprouvettes lisses.

11 en ressort que pour les deux valeurs de Kt et pour les differents niveaux de sollicitation compris entre k 180 MPa et i 250 MPa, les courbes dtkivant l’evolution de la longueur des fissures en surface en fonction du rapport NiNr se superposent t&s bien (figures 3 et 4) : N etant le nombre de cycles appliques au moment de l’ob- servation et Sr etant le nombre de cycles necessaires pour produire la rupture par fatigue de l’eprouvette.

l la seconde etait destinee a incorpo- I,es observations microscopiques rer l’effet du choc ; elle a necessite des des facies de rupture ont permis par eprouvettes entaillees par des chocs. ailleurs de remarquer que la structure

Influence de 1 ‘entaille seule

Des eprouvettes exemptes de contraintes residuelles, identiques a celle decrite sur lafigure 2 (epaisseur de 10 mm) et presentant une entaille en leur centre rfklisee par electro-erosion, ont etk testies en traction-compression. I,a forme de l’entaille etait conique, d’angle au sommet de 105” avec un rayon en fond d’entaille de 1 mm.

Deux familles d’eprouvettes ont et& retenues, une premiere avec une entaille de 0,5 mm de profondeur, une seconde avec une entaille de 1 mm de profondeur afin de comparer les resul- tats pour deux valeurs differentes du coefficient d’entaille Kt (Kt = l,il pour 05 mm et Kt = 2,2 pour 1 mm).

I,es essais ont Cte tklis& pour des contraintes nominales appliquees variant de k 180 MPa a k 250 MPa.

Fig. 2. - Sch&ma d’une &prouvette lisse sollicitke en flexion pure.

- 25OMPa

- 200 MPa

.- 180MPa

o+ I

0,4 0.5 0.6 O,l 0.8 0.9 1 N/Nr

Fig. 3. - Longueur de fissure en surface en fonction de N/Nr (Kt = 1,4X

14 -

-O- 250 MPa

- 2COMPa

04

0.5 0.6 0.7 03 7-B

0.9 1 N/Nr

Fig. 4. - bngueur de fissure en surface en fonction de N/Nr (Kt = %3).

ne semble pas jouer un role primordial sur l’amorcage des fissures. En effet, les sites d’amorcages semblent seule- ment regis par des considerations de contraintes maximales localisees, likes a la position de l’entaille d’origi- ne effect&e par Clectro-erosion.

Influence de 1 ‘entaille et de 1 ‘kmuissage dus au choc

Un canon pneumatique a eti mis au point, ainsi que le projectile associe, pour produire des empreintes simi- laires a celles des chocs de ballast. Les projectiles, suivant lafiyure 5, ont une masse de 60 grammes, un sommet conique dangle egal a 105” et sont en acier WNCDG. Deux vitesses de pro- jection ont tte choisies atim d’obtenir des empreintes de profondeurs respec- tives kgales B 0,5 mm et 1 mm. Les pro- fils des entailles ainsi c&es sont tres

proches de ceux r&&s& par electro- erosion sur les eprouvettes utilisees dans l’etude d&rite precedemment.

Des essais de fatigue, similaires a ceux qui ont ete faits sur les tprou- vettes entaillees par electrotrosion ont Cte menes, en prenant des contraintes nominales variant entre k 180 MPa et .+ 250 MF’d. Les mesu-

res des longueurs de fissures en sur- face ont et4 egalement realisees par la methode des repliques.

11 en ressort que pour Kt = 1,4 et Kt = 2,2 et pour differents niveaux de sollicitation, les courbes decrivant l’evolution de la longueur en surface des fissures en fonction du rapport N/Nr ne sont pas tout a fait superpo- &es (figures G et 7).

Cexamen de ces courbes et leur comparaison avec celles obtenues avec des eprouvettes seulement entaillees (par electro-erosion) cfigures 3 et 4) font appaktre les principaux resultats suivants :

l une dispersion des courbes plus importante dans le cas des eprouvettes dont l’entaille a etk faite par choc. Cela resulte vraisemblablement d’une dis- persion plus grande dans la for-me des entailles lorsqu’elles sont faites par chocs que par electro-erosion,

l pour les entailles faites par choc, la vitesse de propagation des fissures, au debut du phenomene cjusqu’a N/Nr de l’ordre de O,S), est inferieure a ce qui apparait quand l’entaille est faite par electro-erosion. Cette diffe- rence est lice a la presence de contraintes residuelles de compres- sion dans le metal juste en dessous de l’entaille qui freinent la propagation des fissures. Passe cette zone, en fin de fissure, la vitesse est plus elevee.

Une autre fagon de caracteriser ce phtnomene est de tracer les courbes de Wohler decoulant des limites de fatigue determinees avec ces diffe- rentes eprouvettes : pour les deux types d’entailles et pour les deux valeurs de coefficient Kt.

Fig. 5. - &h&ma du projectile.

0ma.x

- 250 MPa

n 250 MPa

- 220 MPa

- 220 MPa

1 0 0,2 0.4 0,6 0.8 1 N/Nr

Fig. 6. - Longueur de fissure en surface en fonction N/Nr (Kt = 1,4).

14

z 12 + 2SOMPa

E - 2OOMPa

:: 10 + 180MPa

i ! ! R 8

c d 6

i ?a 4

2 4 2

0 N/Nr

0.2 0.3 0,4 OS 0.6 0.7 0,s 0.9 1

Fig. 7. - Longueur de fissure en surface en fonction de N/Nr (Kt = 2,2>.

Ces resultats sont regroup& sur la figure 8 qui met nettement en eviden- ce l’influence de l’ecrouissage du au choc sur ces limites. Elle se traduit en moyenne par une augmentation des limites d’endurance comprise entre 20 et 40 MPa.

La durhe de vie estim~e

Ces premieres etudes ayant permis de connaitre les conditions d’amorca- ge des fissures, de definir 300 pm comme la profondeur limite des fis- sures courtes et d’evaluer l’influence de l’entaille sur la propagation des fissures, il reste done a dtfinir les vitesses de propagation afin de pou- voir estimer la duke de vie des axes, une fois entailles par un choc de bal- last. Ces estimations sont destintes a valider, voire ameliorer, les pas d’en- tretien appliques en maintenance.

La demarche choisie a Cte scindee en trois parties :

l la definition du modele permettant de traduire l’evolution de la longueur des fissures en fonction du nombre de cycles,

l la validation de ce modele grace a des essais sur differentes eprouvettes, l l’application du modele pour le cal- cul numerique de l’evolution de fis- sures sur essieux-axes et done la pre- vision de leur duke de vie.

ModGle choisi

Le modele de propagation choisi est un modele classique du type loi de PARIS : da

&g = c,AIP

avec AK= Kmax-Kmin

et Cl, Cs constantes a determiner.

Pour &tre applicable a tout type de chargement, et en particulier a un chargement aleatoire, la loi de propa- gation doit &tre unique quel que soit le rapport de charge

amin R=- umar

Des essais de fatigue sur des tprouvettes CT (figure 9) sous char- gement constant ont permis de deter- miner les lois de propagation des fis- sures pour differents rapports de charge R.

Les resultats de ces essais sont represent& sur la figure 10 qui met en evidence la difference des lois de propagation pour divers rapports de charge, ce qui rend impossible la determination d’une loi unique pour

1 l’ensemble des mesures.

250

a 3 D

200

e! ln

--- OSmm-EDM

100 i-. ----t----------i 10 000 100000 1 000 000 10000000 100 000 000

N (cycles)

Fig. 8. - Courbes de Wiihler pour les dew tailles d’entaille par choc. Compamison avec les courbes pour les entailles r&&&es par k3ectro-irosion.

2H

\i' = 2 B, a = B, H = 1.2 B, D = 0.5 B, 11'1 = 2.5 B, Hl = 0.65 B.

Fig. 9. - Dessin de l’kprouvette CT.

la/dN (mm/cycle)

1 DOE-02 q

1 DOE-03 -:

l.OOE-04 -

l,oOE-05 :

1 .OGE-06 :

1 .COE-07

AK=K,,-K,,,, (MPa.mm) I I

10 100

Fig. 10. - Variation de la vitesse de fissuration en fonction de AK pour d&h-entes valeurs de R.

Afin d’obtenir une loi unique, la solution proposee consiste a utiliser la notion d’ouverture de fissure. Ainsi, au lieu de choisir comme parametre AK = Kmax - Kmin, il est choisi AKeff = Kmax - Kouv. La figure 11 d&nit schknatiquement Kouv. Cette notion consiste a faire correspondre a Kouv, la valeur du facteur d’intensite de contminte lorsque, au tours du chargement, les deux levres du fond de la fissure sont completement ouvertes.

Des mesures experimentales ont permis de determiner en premiere approche une valeur pour Kouv Cette valeur, variant de 0 MPa.m1i2 pour R = -1 et de 4 Mpa.m1i2 pour R positif, per-

met de s’approcher d’une loi unique de PARIS et de determiner les coefficients Cl et Ce comme le montre lafigure 12.

R,“, n’etant pas continu, un mode- le plus rigoureux traduisant l’evolu- tion de &,, en fonction de R a ete developpe. Le choix s’est porte sur un modele proche du modele de n’EW- MAN [4,5,6]. Ce modele doit a la fois donner des valeurs de &,,. conformes a l’experience et aussi permettre d’avoir une seule loi de propagation

quel que soit R.

I1 est d&it par les equations sui- vantes :

ETerr = Km, - Ku, K,UJK1nz = AQ + AIR pour -15 R < 0

~,,,JK~,, = & + AIR t A2R2 t &R3

pour R> 0

Nous l’appellerons modele de NEW- MAN modif%.

Les coefficients AZ et 43 sont calcu- 16s par les conditions limites alors que les valeurs des coefficients Aa et Al sont issues des resultats experimentaux des essais d&its au paragraphe suivant.

lhlidation du modGle : Comparaison entre expkience et calcul

Afin de pouvoir valider le modele, il fallait pouvoir confronter des calculs numeriques a la realite d’essais. Des essais ont done ete realises sur des eprouvettes soumises 21 un charge- ment reellement subi en service par un essieu de Train a Grande Vitesse (TGV). Ce chargement provient de la mesure en ligne des contraintes appli- q&es sur l’essieu-axe, tout au long

b

Temps

Fig. 11. - Facteur d’intensit& de contrainte effectif.

Fig. 12. - fivolution de la vitesse de fissuration en fonction de A&ff

(&*y = &,4 pour R > 0 et AK,+*f = K,, pour R = -1).

d’un parcours journalier de reference. La methode de MARKOV a et& choisie pour generer des cycles aleatoires de traction/compression sur des eprou- vettes CCT (s( Centre Cracked Tensile )>) representees sur lafigure 13.

Trois types de matrices ont Cte integres :

l une matrice comportant plus de grands cycles que le chargement reel (cc mat1 >a), qui a et6 etablie dans le but d’ecourter les premiers essais. Elle comporte 250 cycles avec des rapports dechargevariantentreR= letR=-2;

l une matice ayant le m6me nombre de cycles (250) et les m&mes contmintes maximales que la pr&%dente mais qui ne comporte pas de contminte en compres- sion (I( mat2 >>). Ici, R = 0 ;

. une matrice se rapprochant le plus du parcours joumalier d’une rame TGV (cc mat3 11) comportant 440 cycles.

La figure 14 schematise ces diffe- rentes matrices.

Les result&s experimentaux sur eprouvettes CCT sont repris dans le tableau I.

Ces premiers resultats mettent en evidence l’influence importante de la par-tie en compression des cycles sur la duree de vie des eprouvettes, ou plutbt l’influence importante de l’am- plitude des cycles.

Ctilisation du mod?le

Le code de calcul developpe, inte- grant le modele d&it precedemment,

Gas de Nombre de cycles &l.rgemerlt ?l fissuration

Mat 1 (Test N” 1) 300 000

Mat 1 (Test N” 2) 430 000

Mat 2 1000000

Mat 3 2 200 000

Tableau I. - RisuItats des essais sous chargement altatoire.

permet de calculer les durees de vie pour une fissure allant de 2,5 mm a 10 mm de profondeur sur une geome- trie d’eprouvettes CCT.

I,e tableau II donne les resultats relatifs des tprouvettes subissant les cycles de fatigue tels que definis par les matrices matl, mat2 et mat3, tant pour les calculs par le code nume- rique que pour les resultats obtenus avec des eprouvettes.

265 mm

Clectro-Crosion

4 + +-*

50 mm 10 mm

Fig. 13. - Dessin de l’kprouvette CCT.

r Mat1 Mat2 Mat3

L

1

Fig. 14. - Sch&mas des signaw correspondant aux trois matrices de chargement test&es en aI&atoire.

Type d’+-ouvette et matrice utilisees

CCT (mat 1) CCT (mat 2) CCT (mat 3)

Tableau II. - Comparaison entre calcul et exph-ience.

La comparaison des resultats fait apparaitre une t&s bonne correlation entre experience et calcul. Les mode- les classiques generalement trot&s dans les ouvrages specialis& en mecanique de la rupture ne donnent pas des resultats aussi proches.

Une fois cette validation faite, il restait a faire des calculs sur des essieux-axes afin de pouvoir predire la duree de vie des essieux-axes ayant une entaille.

Application aux essieu-axes

Le modele valid6 nous a permis de calculer la duree de vie d’un essieu- axe, pour des propagations de fis- sures allant de 0,3 mm a 1 mm, de 1 mm a 2 mm et enfin de 2 mm jus- qu’au rayon de l’essieu. Les resultats sont report& sur le tableau III.

Les resultats de ces calculs sont rassurants. Les durees de vie des essieux sont tres &levees, m&me avec des fissures de plus de 1 mm de profondeur.

Conclusion et perspedwes

Apres avoir etudie l’influence des chocs de ballast sur la tenue a la fatigue des essieux d’un point de vue experimental, des calculs numeriques ont permis de determiner une loi de propagation de fissures pour le mate- riau concerne, qui permet de predire l’evolution des fissures amorcees, quel que soit le rapport de charge R.

Les premiers resultats sont encou- rageants car, d’une part, ils predisent une duree de vie infinie pour des essieux-axes sans impacts, resultat qui correspond a la realite, et d’autre part, les temps de propagation de fis- sures sont tres longs m&me pour des fissures de profondeur suptrieure au millimetre.

Ces calculs manquent toutefois encore de precision et il est necessai- re d’aller plus loin

Une perspective importante pour prolonger ce travail consiste B reali-

Tppe de simulation

Tableau III. - R&ultats de calculs de duke de vlc d’essieux-axes.

ser des essais complementaires avec un rapport de charge R I - 1, pour avoir une meilleure connaissance de l’effet des parties en compression des cycles de contrainte. Le modele d’ou- verture de fond de fissure pourrait ainsi, par des mesures de Kouv, etre mieux cdl& Ces essais pourraient etre faits avec des tprouvettes repre- sentant des essieux a l’tchelle 113, sollicitees en flexion rotative.

R6f6rences

[l] M. DE FREITAS, 11 Vitesse de fis- suration des essieux-axes ferroviaires lb, University of Lisbon - ECP - SNCF (1991).

[2] M. DE FREITAS and D. FRAN- COIS, ~1 Analysis of fatigue crack growth in rotary bend specimens and railway axles )), Fatigue Fmc. Engng. Mater. Struct. Vol. 18 N”. 2, pp.171-178 (1995).

(31 V. GROS, c( fitude de l’amorfage et de la propagation des fissures de fatigue dans les essieux-axes ferro- viaires a), ECP - SNCF (1996).

[4] J.C. NEWMAN and IS. RAJU, 1~ An empirical stress-intensity factor equation for the surface crack )), Engi- neering Fracture Mechanics, Vol. 15 N”. 1-2, pp.185-192 (1981).

[5] J.C. NEWMAN, (( A crack opening stress equation for fatigue crack grow- th 11, International Journal of Fractu- re, Vol. 24, pp.R131-R135 (1984).

[6] J.C. NEWMAN, cc A review of mo- delling small-crack behavior and fatigue- life predictions for aluminium alloys a), Fatigue Fmc. Engng. Mater. Struct. Vol. 17 N. 4, pp.429439 (1994).

[7] S. SURESH, cc Fatigue of mate- rials a) (1991).

The new frontier at SKCF is the internat ional sector

SNCF International was created in 1998 in response to senior management’s goal of adapting SNCF to the European environment and to the world environment at large.

The main role of SNCF International will be to buy interest in railways operated as a concession where it will be able to provide assistance in project management, ope- ration and maintenance, lea- ving engineering and rehabili- tation studies to Systra. Top management considers that in managerial staff career deve- lopment, one of the condi- tions for candidates applying for executive positions should be managerial experience abroad.

Die neue Grenze der SNCF ist das internationale

Umfeld

SNCF International wurde im Jahre 1998 gegriindet, im Anschluss an das Bestreben der Generaldirektion des Unter- nehmens, die SNCF dem euro- pliischen Umfeld und dariiber hinaus dem weltweiten Umfeld anzupassen.

Die Hauptrolle von SNCF International wird darin lie- gen, sich am Kapital konzes- sionierter Eisenbahnen zu beteiligen, bei denen sic., ihre Unterstiitzung bei der Uber- wachung von Bauvorhaben, beim Betrieb und bei der Instandhaltung leisten kann, wobei Systra die Studien fur die Ingenieurarbeit und die Modernisierung vorbehalten bleiben.

Im Rahmen des beruflichen Aufstiegs der Fiihrungskrafte bei der SNCF wird die Erfah- rung als Manager im Ausland, dem Wunsch der Direktion des Unternehmens entsprechend, eine der Voraussetzungen sein, urn einen leitenden Posten zu erhalten.

L.-M. CLkON Cl. PITJOL

J.-F. BALACEY G. LEBLON Ph. ROBIN

p. ROUGIER

@oi de neuf sur la clitnatisation & bord

(p. 15 B 26)

Le confort thermique et la qua&e de Fair a bord des vehi- cules ferroviaires jouent de plus en plus un role essentiel pour les voyageurs, les conductems et les personnels d’accompagnement.

Ce besoin de confort se gene- ralise et doit etre adapt6 en termes de performance et de cofit a chacun des segments de marche, grande ligne, lignes regionales et dessertes banlieue.

Cintegration des systemes de climatisation dans la concep- tion ou la renovation de materiel releve a present d’une approche globale basee essentiellement sur la meilleure satisfaction possible des utilisateurs daus le respect des contraintes tech- niques et economiques.

What’s new in train air-conditioning

Comfortable air temperature and good air quality on board rail vehicles are increasingly of prime importance for passengers, train drivers and train crews,

This comfort requirement is being felt increasingly and has to be adapted to each market segment (mainline, regional ser- vices and commuter services) from the performance and cost standpoints.

Today integration of air- conditioning systems in rolling stock design and refurbishment work is part of an overall approa- ch geared primarily to satisfying users in the best manner pos- sible while complying with tech- nical and economic constraints.

Was gibt es Neues iiber die Klimatisierung an Bord

Der Warmekomfort und die Qualit%t der Luft an Bord der Eisenbahnfahrzeuge spielen eine stets wichtiger werdende Rolle fur die Reisenden, die Tiieb-

fahrzeugfiihrer und das Zugbe- glcitpersonal.

Dieser Bedarf an Komfort lasst sich verallgemeinern und muss leistungs- und kostenge- rccht auf jedes der Markt- segmente, wie Fernverkehr, Regionalverkehr und Vorort- verkehr, zugeschnitten werden.

Die Integration der Systeme zur Klimatisierung bei der Konstruktion und bei der M&rnisierung von Fahrzeugen beruht heutzutage auf einer globa- len Vorgehensweise, die hauptsa- chlich auf eiuer moglichst groHen Zufriedenheit der Benutzer unter Einhaltung der techni- schen und wirtschaftlichen Zwange basiert.

D. GABAY s. MMoti H. PICARD s. SIRAULT

Akrothermique et qtuititi d’airBlaRATP:

Nod&les et maquettes (p. 27 & 31)

Depuis quelques an&es, la RATP se preoccupe de mettre au point des outils de modelisation, par logiciel informatique ou par maquette, permettant de mieux apprehender la prediction de phtnomenes thermiques et aerauliques dans les domaines de la ventilation, de la stcurite incendie (desenfumage) et de la qualite d’air dans des espaces ferroviaires soutermins.

Cet article d&it les outils mis au point et donne quelques resultats d’application a des probltmes concrets.

Aerothermal conditions and thequalityofaironRATP:

models and mock-ups

For several years now, RATP has been working to develop computer software and mock- up modelling tools to be able to predict thermal and air circula- tion phenomena more effective- ly with respect to ventilation, fire safety (smoke extraction) and air quality in underground rail transport facilities. This article describes the tools deve-

loped and explains some of the results achieved applied to spe- cific cases.

Aerothermik und Luftqualitit bei der RATP :

Modelle und Muster

Seit einigen Jahren beschaf- tigt sich die RATP damit, Instrumente zur Modellierung mittels Datenverarbeitungssoft- ware oder Model1 zu entwic- keln, anhand derer sich die thermischen und aeraulischen Erscheinungen auf dem Gebiet der Be- und Entliiftung, der Brandsicherheit (Rauchabzug) und der Luftqualitat in unterir- dischen Raumen der Eisenbahn besservorhersagen lassen.

Dieser Artikel beschreibt die entwickelten Vorhersagein- strumente und enthalt einige Ergebnisse zur Anwendung bei konkreten Problemen.

N. GRAWER J.J. WET

A. LELIJAN

Pr&liction de la durke de vie des essieux-axes ferroviaires

(p. 33 & 40)

Cet article prtsente les result&s des etudes entreprises par la SNCF dans le but de prt- venir l’amorcage de fissuration sur les essieux-axes ferroviaires et de maitriser leur evolution.

Predicting the life cycle of railway axles

This article presents the results of studies carried out by SNCF to predict the forma- tion of cracks in railway axles and to forestall propagation.

Vorhersage der Lebensdauer &r die Radsatzwellen von

Eisenbahnfahrzeugen

Dieser Artikel prasentiert die Ergebnisse der Untersuch- ungen, die die SNCF mit dem Ziel durchgefiihrt hat, einer beginnenden Rissbildung auf den Radsatzwellen von Eisen- bahnfahrzeugen vorzubeugen und ihre Ausbreitung unter Kontrolle zu halten.