När ett godståg spårade ur på Malmbanan den 17 december 2023 ledde det till omfattande skador och trafikstörningar. Nu är haveriutredningen klar och analysen, där forskare vid Chalmers hade en viktig roll, avslöjar en tidigare okänd skademekanism i tåghjul.
– Det här ger oss ny kunskap som kan påverka både dimensionering och underhåll, säger Anders Ekberg, professor i järnvägsmekanik vid Chalmers.
Haverikommissionens rapport offentliggjordes den 22 maj efter en omfattande teknisk analys. I centrum står ett hjul som spruckit in till navet och tappat sitt grepp om axeln, vilket ledde till att hjulet försköts inåt. Det havererade hjulet rullade sedan i 15 kilometer på insidan av rälsen innan tåget spårade ur. Skadorna blev omfattande.
– Det som hände är ett exempel på ett så kallat utmattningsbrott, säger Anders Ekberg. Man kan likna det vid när man böjer en tesked fram och tillbaka tills den går av. Det är inte en plötslig överbelastning som orsakar brottet, utan många upprepade små belastningar.
Spricka på oväntat ställe
Sprickan som låg bakom brottet uppstod på insidan av den så kallade hjulflänsen, ett ovanligt och tidigare oväntat ställe för den här typen av skada. Analysen visade att två typer av belastningar sannolikt samverkade: flänskontakt vid kurvtagning och uppvärmning av flänsen på grund av kontakt med ett bromsblock. Värmen skapade tryckspänningar som efter avsvalning omvandlades till dragspänningar, något som i sin tur accelererade sprickans tillväxt.
– Att vi kunde identifiera flera samverkande orsaker till sprickbildningen var avgörande för att förstå händelseförloppet, säger Anders Ekberg. Ingen av belastningarna var troligen tillräcklig på egen hand, men tillsammans kunde de driva fram ett långsamt växande brott som till slut ledde till haveri.
Utveckling av framtida standarder
För att styrka slutsatserna användes numeriska simuleringar, materialtester och expertanalys. Forskningsarbetet bygger på långvarig kunskap inom ramen för CHARMEC (Chalmers Railway Mechanics), och har även lett till utveckling av nya analysmodeller. Resultaten har redan sammanfattats i två vetenskapliga artiklar.
– Det här är ett tydligt exempel på hur forskning kan bidra till både haveriutredningar och utvecklingen av framtida standarder, konstaterar Anders Ekberg. Nu finns ett tekniskt underlag för att uppdatera både dimensioneringsregler och underhållsstrategier så att liknande olyckor kan undvikas i framtiden.
- Professor, Dynamik, Mekanik och maritima vetenskaper