Stål eller aluminium? Hållfasthet vid olyckor. (Järnväg allmänt)

av Bobo L @, lördag, september 07, 2019, 12:07 (10 dagar sedan)

Jag snubblade över en bild på en skapligt söndersliten schweizisk personvagn.

1)
https://bahnbilder-von-max.ch/large-picture-containers/sbb/unfaelle//picture_00473.html

Bildtexten lyder:
B4ü 5530. Dieser Wagen wurde als erster Leichtstahlwagen überhaupt abgebrochen. Ebenfalls abgebrochen wurde der beteiligte A4ü 1324.


2)
Sissach, Kanton Basel-Landschaft Basel-Landschaft – Entlaufene Wagengruppe kollidierte mit GüterzugAm 13. März 1957 stiessen zwischen Sissach und der Haltestelle Itingen zehn in der Station Gelterkinden entlaufene Personenwagen mit einem Güterzug zusammen. Zwei Bahnbeamte wurden leicht verletzt, es entstand hoher Sachschaden. Die Lokomotive des Güterzugs, die Ae 6/6 11407, wurde repariert.[47]

(Ungefärlig översättning:
Den 13 mars 1957 sammanstötte tio personvagnar som kommit i okontrollerad rullning med ett godståg. Två järnvägstjänstemän skadades lätt men stora materiella skador uppstod. Godstågsloket, Ae 6/6 11407, reparerades.)

https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_Eisenbahnunf%C3%A4llen_in_der_Schweiz


Vagnskorgen var sålunda byggd i lättmetall. Som synes har den blivit till stora delar förintad i kollissionen med godståget (dess lok?). Hur hade en vagnskorg i stål stått emot samma krafter?

Vi vet ju ingenting om hastigheter, vagngruppens vikt, den avbildade vagnens plats bland de frirullande vagnarna mm, men en generell bedömning går kanske att göra?

Stål eller aluminium? Hållfasthet vid olyckor.

av Donkeyman @, lördag, september 07, 2019, 12:49 (10 dagar sedan) @ Bobo L

Det vi däremot vet något om är att en konstruktion i lättmetall som utsätts för en ordentligt kraftig smäll har en tendens att helt och hållet gå i upplösning. Detta rapporterades i fackpress inom teknisk sjöfart efter haveriet med "Sleipner". Och jämfördes med det Tyska expresstågshaveriet ganska kort tid innan.

Utgångspunkten här var att skrovet på "Sleipner" inte drabbades genom att det slets upp något stort hål eller så - det gick helt och hållet i upplösning. Så vid jämförelse med den ganska aktuella Tyska tågolyckan noterade man liknande förhållanden. Därmed inte sagt att det skulle ha blivit fler överlevande om det varit stålkonstuktioner - enbart att skadorna skulle ha varit annorlunda.

Dess värre har det här förhållandet sedan dess inte blivit undersökt, eller i vart fall så vitt undertecknad vet inte publicerat. Men av de få olyckor som har jämförts så förefaller det i vart fall för undertecknad att en stålkonstruktion är mer motståndskraftig vid sådana här händelser.

Stål eller aluminium? Hållfasthet vid olyckor.

av Kent Hedqvist @, lördag, september 07, 2019, 14:01 (10 dagar sedan) @ Donkeyman

Nja, det här med att gå i upplösning är kanske ett väl fantasifullt uttryckssätt. Vad som händer är att aluminium faktiskt brinner under intensiv värmeutveckling om bara initialtemperaturen är tillräckligt hög. Värmen smälter närliggande aluminium som i sin tur antänds.
Kent

Stål eller aluminium? Hållfasthet vid olyckor. Åsta i Norge

av BD @, lördag, september 07, 2019, 14:33 (10 dagar sedan) @ Kent Hedqvist

Nja, det här med att gå i upplösning är kanske ett väl fantasifullt uttryckssätt. Vad som händer är att aluminium faktiskt brinner under intensiv värmeutveckling om bara initialtemperaturen är tillräckligt hög. Värmen smälter närliggande aluminium som i sin tur antänds.
Kent

Olyckan i Åsta i Norge, där bl a en svenska omkom, visade tydligt hur osäkra vagnar byggda i lättmetall är.

Länk

Stål eller aluminium? Hållfasthet vid olyckor. Åsta i Norge

av Leif B @, lördag, september 07, 2019, 20:20 (10 dagar sedan) @ BD

Nja, det här med att gå i upplösning är kanske ett väl fantasifullt uttryckssätt. Vad som händer är att aluminium faktiskt brinner under intensiv värmeutveckling om bara initialtemperaturen är tillräckligt hög. Värmen smälter närliggande aluminium som i sin tur antänds.
Kent


Olyckan i Åsta i Norge, där bl a en svenska omkom, visade tydligt hur osäkra vagnar byggda i lättmetall är.

Länk

Nja, i rapporten du länkar till står uttryckligen att kommissionen inte känner till något entydigt svar huruvida stål eller aluminium är "bäst" ur kollisionssynpunkt (sid 144). Rapporten beskriver en del om hur stål- och aluminiumvagnar beter sig vid en kollision. Motorvagnståget var av aluminium men loket av stål. Läs främst avsnitt 3.6 och 5.3!

I avsnittet om branden så nämns inte heller aluminium som brännbart material eller som orsak till branden. Branden anses istället ha starta i diesel som sprutade ur de krossade bränsletankarna. Branden började i bråten av lok och motorvagnen men spred sig sedan norrut till stålvagnarna men inte söderut till aluminiumvagnen/manövervagnen. Den avgörande anledningen till det verkar varit vindriktningen.

Stål eller aluminium? Hållfasthet vid olyckor.

av Gåård @, lördag, september 07, 2019, 14:39 (10 dagar sedan) @ Bobo L
Redigerad av Gåård, lördag, september 07, 2019, 14:46

Leichtstahlwagen betyder väl inte att den är gjord av lättmetall, utan snarare att det är en lätt stålvagn.
https://de.wikipedia.org/wiki/Leichtstahlwagen_(SBB)
Här framgår att de är gjorda av stål, men att de hade lyckats göra dessa vagnar avsevärt lättare än de tidigare vagnar de hade.

Mvh Fredrik

Stål eller aluminium? Hållfasthet vid olyckor. Stålvagn!

av Leif B @, lördag, september 07, 2019, 14:49 (10 dagar sedan) @ Bobo L

Jag snubblade över en bild på en skapligt söndersliten schweizisk personvagn.

1)
https://bahnbilder-von-max.ch/large-picture-containers/sbb/unfaelle//picture_00473.html

Bildtexten lyder:
B4ü 5530. Dieser Wagen wurde als erster Leichtstahlwagen überhaupt abgebrochen. Ebenfalls abgebrochen wurde der beteiligte A4ü 1324.


2)
Sissach, Kanton Basel-Landschaft Basel-Landschaft – Entlaufene Wagengruppe kollidierte mit GüterzugAm 13. März 1957 stiessen zwischen Sissach und der Haltestelle Itingen zehn in der Station Gelterkinden entlaufene Personenwagen mit einem Güterzug zusammen. Zwei Bahnbeamte wurden leicht verletzt, es entstand hoher Sachschaden. Die Lokomotive des Güterzugs, die Ae 6/6 11407, wurde repariert.[47]

(Ungefärlig översättning:
Den 13 mars 1957 sammanstötte tio personvagnar som kommit i okontrollerad rullning med ett godståg. Två järnvägstjänstemän skadades lätt men stora materiella skador uppstod. Godstågsloket, Ae 6/6 11407, reparerades.)

https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_Eisenbahnunf%C3%A4llen_in_der_Schweiz


Vagnskorgen var sålunda byggd i lättmetall. Som synes har den blivit till stora delar förintad i kollissionen med godståget (dess lok?). Hur hade en vagnskorg i stål stått emot samma krafter?

Vi vet ju ingenting om hastigheter, vagngruppens vikt, den avbildade vagnens plats bland de frirullande vagnarna mm, men en generell bedömning går kanske att göra?

OBS! Det står "Leichtstahlwagen", d v s "lättstålvagn" eller snarare "lättbyggd stålvagn". Genom att bygga smarta konstruktioner i stål kunde man få ner vikten avsevärt. Utvecklingen har fortsatt på senare tid genom att man kostar på sig dyrare, höghållfast stål eftersom man då kan använda mindre stål (=vikt) för att uppnå samma styrka.

Lättstålvagnarna togs fram på 40-talet för att kunna köra snälltåg mellan de stora städerna med högre hastighet än hittills på förhållandevis klen underbyggnad. Tills dessa tåg SBB fram lätta lok, nämligen SBB: första BoBo-lok. Att få ner vikten på vagnarna var också nödvändigt för att ett jämförelsevis lätt lok skulle orka dra långa snälltåg med hygglig acceleration.

På bilden ett "BoBo-lok" med tre lättstålvagnar och en Enhetsvagn I (EW I), som är en vidareutveckling av idén med lätta stålvagnar. Att göra vagnarna låga sparar också in en del material och därmed vikt. Även EW II och EW III var samma andas barn.

En svenska "lättstålvagn" är kanske Co6/Bo6/B6 som inte räknades som rammsäker.

På meterspåren - med sina låga lokaxellaster och branta stigningar - gick man vidare och byggde senare vagnar i lättmetall (aluminiumlegeringar).

Stål eller aluminium? OT: lättstålvagnar med gummidäck

av Leif B @, lördag, september 07, 2019, 14:56 (10 dagar sedan) @ Leif B
Redigerad av Leif B, lördag, september 07, 2019, 15:01

Apropå lättstålvagnar, kan jag inte undanhålla er de mest udda sådana som byggdes. Det byggdes nämligen två extremt lätta vagnar med gummidäck!

Tyvärr fungerade de av flera skäl dåligt, framförallt blev det mycket vibrationer och därmed buller. Dessutom var rullmotståndet upp till fyra gånger så högt för en vagn med stålhjul.

Stål eller aluminium? OT: lättstålvagnar med gummidäck

av Donkeyman @, lördag, september 07, 2019, 15:34 (10 dagar sedan) @ Leif B

Snabbåten "Sleipner" i linje Stavanger- Haugesund- Bergen gjorde en så kallad "strykare" över en grynna som hette Bloksen. Detta skedde i ungefär 30 knop. Resultatet var att i stort sett hela undervattenskroppen gick i upplösning. Den hoppade över grundet och sjönk fort som f*****. Vid bärgningen av resterna förvånade man sig över skrovets skador.

Motsvarande skedde på ett Tyskt snabbtåg något år tidigare. Det var en urspåring och ett par vagnar gick på tvären rätt in i fundamenten till en bro. Även den gången var haveriundersökare helt förvånade över hur vagnarna hade till dels pulvriserats. Men dess värre är det såvitt Donkeyman vet inte någon som har kopplat samman de här händelserna och gjort undersökningar baserat på de här händelserna.

Stål eller aluminium? Olyckan i Eschede 1998

av BD @, lördag, september 07, 2019, 15:47 (10 dagar sedan) @ Donkeyman

Tror du avser olyckan i Eschede.

Länk med tysk text


Edit. Video tillagd.

Stål eller aluminium? Hållfasthet vid olyckor

av Leif B @, lördag, september 07, 2019, 16:52 (10 dagar sedan) @ BD

Tror du avser olyckan i Eschede.

Länk med tysk text


Edit. Video tillagd.

Just Eschede var en extrem olycka med ett långt, tungt tåg som körde rakt i en bropelare, slog omkull bropelaren så att bron föll och resten av tåget körde in i bron. Det hade inte gått bra med stålvagnar heller. Vi såg ju stålvagnen på bilden i första inlägget som det knappast var bra att sitta i den heller, trots att hastigheten förmodligen högst var hälften jämfört med Eschede.

Om det hade gått mindre dåligt med stålvagnar kan man däremot fundera över.

En otäck egenskap hos aluminium är att lätt rivas sönder, där stål hade betett sig segare och konsumerat energi genom att böjas. Sönderriven aluminium är dessutom otäckt vass och tränger lätt in i människokroppen.

BTW: Olyckan i Eschede berodde f ö på en feldimensionerad ståldetalj, nämligen hjulringen. Man hade mycket störande vibrationer från rälsen som fortplantade sig genom fjädringen (stålfjädrar) upp i vagnkorgen. För att komma till rätta med vibrationerna bytte man de ursprungliga helhjulen på mellanvagnarna till gummifjädrade hjul. Olyckligt nog räknade konstruktören fel på hjulringen och gjorde den för tunn. När den var ny var den tillräckligt stark men från att den var sliten ungefär till hälften så blev böjpåkänningarna för varje hjulvarv så stora att man inte hade någon marginal mot utmattning längre.

När tåget närmade sig Eschede brast hjulringen och ett stycke av den lossnade och vagnen spårade ur. När den kom till en växel styrdes den åt sidan och in i bropelaren.

Stål eller aluminium? Hållfasthet vid olyckor

av Donkeyman @, lördag, september 07, 2019, 17:18 (10 dagar sedan) @ Leif B

Jag tror inte att en olycka med aluminiumskrov eller en med stålskrov skulle ha gett så stor skillnad i antalet skadade och dödade. Däremot tror jag att skadorna i skrovet/vagnen skulle ha blivit annorlunda.

Men eftersom en av mina arbetsuppgifter just består i analys av olyckor med fartyg så är jag oroad över de iakttagelser där man jämför vad som sker med skrov av fartyg och vagnar på järnvägen. Men jag har inte några förutsättningar för "vetenskapliga" jämförelser.

Stål eller aluminium? Hållfasthet vid olyckor

av Ola Almquist @, Göteborg, lördag, september 07, 2019, 17:31 (10 dagar sedan) @ Leif B

Här och här finns bilder som visar vad som blev kvar efter en brand i ett ICE 3-tåg i Dierdorf 2018.
I Bad Aibling inträffade en frontalkollision 2016.
Fler tyska olyckor här.

M.v.h.
Ola

Brand i aluminium?

av Bobo L @, lördag, september 07, 2019, 18:04 (10 dagar sedan) @ Ola Almquist

Här och här finns bilder som visar vad som blev kvar efter en brand i ett ICE 3-tåg i Dierdorf 2018.

En Y2 krockade med en banarbetstraktor någonstans i Kisa-trakten för tjugo år sedan. Tillsyningsmannen för traktorarbetet hade tagit miste på var de befann sig, och trodde de var på andra sidan om en viss gränspunkt. Istället befann de sig på den stationssträcka där Y2-tåget nu kom. Sedan han fått klart att påbörja arbetet gick traktorn upp och hann påbörja arbetet innan tåget kom i full fart.

Traktorn kilades fast under den första vagnen i Y2-tåget och tågets (?) dieselbränsle antändes varvid en våldsam brand uppstod. Brandtemperaturen kom att uppgå till den temperatur där aluminium antänds (ca 750-800 grader?) varvid en stor del av motorvagnstågets första vagn brann upp och försvann.

Jag tror att traktorföraren avled men att ingen ombord på tåget omkom.

Brand i aluminium?

av Ola Almquist @, Göteborg, lördag, september 07, 2019, 19:04 (10 dagar sedan) @ Bobo L

Här och här finns bilder som visar vad som blev kvar efter en brand i ett ICE 3-tåg i Dierdorf 2018.


En Y2 krockade med en banarbetstraktor någonstans i Kisa-trakten för tjugo år sedan. Tillsyningsmannen för traktorarbetet hade tagit miste på var de befann sig, och trodde de var på andra sidan om en viss gränspunkt. Istället befann de sig på den stationssträcka där Y2-tåget nu kom. Sedan han fått klart att påbörja arbetet gick traktorn upp och hann påbörja arbetet innan tåget kom i full fart.

Traktorn kilades fast under den första vagnen i Y2-tåget och tågets (?) dieselbränsle antändes varvid en våldsam brand uppstod. Brandtemperaturen kom att uppgå till den temperatur där aluminium antänds (ca 750-800 grader?) varvid en stor del av motorvagnstågets första vagn brann upp och försvann.

Jag tror att traktorföraren avled men att ingen ombord på tåget omkom.

Det var i Slätmon 1996. Se Statens haverikommissions rapport J 1998:01.
Föraren av traktorgrävaren blev svårt skadad men överlevde. Det var den tredje vagnen som eldhärjades svårast.

M.v.h.
Ola

Brand i aluminium?

av Bobo L @, lördag, september 07, 2019, 19:49 (10 dagar sedan) @ Ola Almquist

Det var den tredje vagnen som eldhärjades svårast.

Va? Körde dom åt det hållet? :-P

Stål eller aluminium?

av Harald ⌂ @, Göteborg, lördag, september 07, 2019, 16:33 (10 dagar sedan) @ Donkeyman

Även utan någon djupare analys kan man väl konstatera att konstruktionsstål är segt, så att det kan ta upp energi genom att deformeras utan att brista. Helt i andra änden har vi glas. Om det utsätt för en för stor kraft så går det i tusen bitar eftersom kraften fortplantas till hela föremålet. Någonstans mellan dessa finns aluminium.

Stål eller aluminium? Stålvagn!

av Bobo L @, lördag, september 07, 2019, 17:56 (10 dagar sedan) @ Leif B
Redigerad av Bobo L, lördag, september 07, 2019, 18:09

OBS! Det står "Leichtstahlwagen", d v s "lättstålvagn" eller snarare "lättbyggd stålvagn".

Ajdå, där gick det visst för fort i översättningen. Ber om ursäkt. Fast diskussionen blev ju intressant ändå!

Jag struntade i att nämna den otäcka egenskapen aluminium har, att plåten spjälkas till rakbladsvassa strimlor. Men du påpekade ju det, utmärkt!

Man kan ju prova själv, att riva en dryckesburk i aluminium i strimlor. Det går lätt, och strimlorna blir jäkligt vassa. Prova sedan att göra samma sak med en vanlig konservburk. Går inte. Likadant blir det om man ställer en (tom) aluminiumburk på marken och sedan stampar hårt på den. Strimlor...

Stål eller aluminium?

av Leif B @, lördag, september 07, 2019, 19:34 (10 dagar sedan) @ Bobo L

OBS! Det står "Leichtstahlwagen", d v s "lättstålvagn" eller snarare "lättbyggd stålvagn".


Ajdå, där gick det visst för fort i översättningen. Ber om ursäkt. Fast diskussionen blev ju intressant ändå!

Jag struntade i att nämna den otäcka egenskapen aluminium har, att plåten spjälkas till rakbladsvassa strimlor. Men du påpekade ju det, utmärkt!

Man kan ju prova själv, att riva en dryckesburk i aluminium i strimlor. Det går lätt, och strimlorna blir jäkligt vassa. Prova sedan att göra samma sak med en vanlig konservburk. Går inte. Likadant blir det om man ställer en (tom) aluminiumburk på marken och sedan stampar hårt på den. Strimlor...

Även stålvagnar rivs till slut isär om krafterna blir tillräckligt stora, men det blir ju inte lika mycket vassa strimlor.

Sönderriven stålvagn i Lerum.

Vid Sya-olyckan (bilden) höll stålvagnarna ihop någorlunda även om de slängdes omkring. Krafterna blev naturligtvis mycket mindre än i Lerum, eftersom tåget "bara" spårad ur och körde i diket istället för att krocka front mot front med ett lika tungt tåg. Ändå krävdes femton dödsoffer. Edit: en vagn trycktes ihop i Sya men revs inte isär.

I Järna slets en lättbyggd stålvagn (X1) helt i bitar men även en tung stålvagn (60-talsvagn) slets till stor del sönder.
https://app.tt.se/bildobjekt/image/sdlQE-mIOL1EG4
https://samlingar.kulturarvstockholm.se/index.php/Detail/objects/18112
https://samlingar.kulturarvstockholm.se/index.php/Detail/objects/18113

Det är inte heller bara materialet som är avgörande vid en kollision utan även fordonets konstruktion och form m.m. m.m. Vid kollisionen på Roslagsbanan 1990 då ett tåg bestående av två X4p (stål) körde in bakifrån i en stillastående X10p (aluminium), klarade sig aluminiumvagnen betydligt bättre. Det tror jag berodde huvudsakligen på att X10p var något högre så att X10p träffade ovanför ramen på X4p och trängde tragiskt nog in i hytten.

Tåg är så tunga och krafterna blir så stora att det är värt att lägga mycket möda på att inte kollidera eller spåra ur. Men säkerhet är en kamp som man måste vinna varje dag.

Stål eller aluminium?

av Rolf Segelström @, torsdag, september 12, 2019, 19:26 (5 dagar sedan) @ Leif B

Jag har för MiB att X4p har stålkarss byggd på träram. Jag minns inte om den var rammsäker men det är tveksamt. Jag minns inte om den hade ett eller två ramar runt 75 ibid ingången till föratdörren men jag har för nig att det bara var en ram. Hur som helst var det därför det blev kaffeved av X4p. Dålig stålkaross med träram. Det var ju 1992 som dom slutade gå i trafik.
Jag tror att aluminium är sämre att krocka med än stål.
Mvh, Roffe S

Stål eller aluminium?

av Stefan Isaksson @, Uppsala, torsdag, september 12, 2019, 23:40 (5 dagar sedan) @ Rolf Segelström

Huruvida stål eller aluminium fungerar vid en kollision är en dimensioneringsfråga.
Det går att få en aluminiumkonstruktion att vara lika kollisonssäker som en stålkonstruktion. Jag vill minnas att det krävs tre gånger så mycket aluminium jämfört med stål, vilket gör de båda konstruktionerna påfallande likvärdiga ur viktsynpunkt.

Det som är nytt för mig, är att aluminium skulle vara sämre när det gäller att skära upp två kolliderade vagnar mot varandra. Om det vet jag ingenting, men det låter onekligen oroväckande, och - om korrekt - ett gott skäl för att föredra stål.

SI

RSS-feed av trådar
powered by my little forum