Илья Константинович Ардышев – преподаватель кафедры «Путь и путевое хозяйство»
Новосибирск
Ilya K. Ardyshev – Lecturer of the Track and Track Facilities Department
Novosibirsk
Современные подходы к проектированию, строительству и эксплуатации бесстыкового пути недостаточно полно учитывают специфику его напряженно-деформированного состояния. В частности, не учтен фактор торможения поездов, один из наиболее неблагоприятных факторов внешнего воздействия на конструкцию бесстыкового пути. В статье обозначена необходимость теоретико-экспериментального подхода к повышению достоверности оценки надежности температурной работы бесстыкового пути в вариативных эксплуатационных условиях при наличии фактора торможения поездов, ведомых современными и перспективными видами локомотивов. Представлены результаты численного моделирования бесстыкового пути при наличии фактора электродинамического торможения локомотива. Полученные по результатам моделирования значения упругих перемещений рельсовой плети сопоставлены со значениями перемещений, зарегистрированных в ходе натурных экспериментов, с расчетными значениями по методике профессора Н. И. Карпущенко и по усовершенствованной методике, учитывающей план железнодорожной линии, вариативность значений коэффициента сцепления колеса и рельса, а также особенности режимов торможения локомотива. Разброс значений упругих перемещений, найденных по результатам моделирования и эксперимента, находится в пределах 18 %, что говорит о достаточной точности модели. Разработана и верифицирована численная модель рельсовой плети методом конечных элементов. Предложен теоретико-экспериментальный подход к оценке напряженно-деформированного состояния бесстыкового пути при наличии фактора торможения с использованием метода конечных элементов. Подтверждена гипотеза о том, что локально возникающие продольные силы инициируются тормозящим поездом в рельсовых плетях бесстыкового пути и оказывают влияние на резерв его устойчивости.
Modern approaches to the design, construction and maintenance of continuously welded rails do not fully take into account the specifics of their stress-strain state. In particular, the factor of train braking, as one of the most unfavorable factors of external influence on the continuously welded rails design, is not taken into account. The need for a theoretical and experimental approach to increasing the reliability of assessing the continuously welded rails temperature reliability under variable operating conditions in the presence of a braking factor for trains pulled by modern and advanced types of locomotives is identified. The article presents the results of continuously welded rails numerical modeling in the presence of an electrodynamic braking factor. The values of continuously welded rails elastic displacements obtained from the modeling results are compared with the results of full-scale experiments, with the calculated values according to the method of Professor N. I. Karpushchenko, with the calculated values according to the improved method, taking into account the railway line plan, the variability of the values of the adhesion coefficient of the wheel and rail, as well as the features of the locomotive braking modes. The spread of the values of elastic displacements found from the results of modeling and experiment is within 18 %, which indicates sufficient accuracy of the model. A numerical model has been developed and verified using the finite element method. Theoretical principles for assessing the stress-strain state of a continuously welded rails in the presence of a braking factor using the finite element method are proposed. The hypothesis that locally occurring longitudinal forces are initiated by a braking train in the continuously welded rails and affect its stability reserve is confirmed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.