К вопросу использования цифровых двойников при исследовании процессов термообработки, правки и сварки рельсов

Путь и путевое хозяйство. 2024, № 9. С. 8—10.

Railway Track and Facilities. 2024;(9): 8—10.

 

КОНСТРУКЦИИ И СООРУЖЕНИЯ

 

Научная статья

УДК625.143(045)

К вопросу использования цифровых двойников при исследовании процессов термообработки, правки и сварки рельсов

 

Коссов Валерий Семенович¹, Тимаков Максим Владимирович², Протопопов Андрей Леонидович³, Литвинов Максим Алексеевич⁴

1докт. техн. наук, профессор, генеральный директор Акционерного общества «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (АО «ВНИКТИ»). Коломна, Россия. ino@vnikti.com

²заведующий лабораторией, отделение динамики и прочности подвижного состава и инфраструктуры, АО «ВНИКТИ». Коломна, Россия.

³канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, отделение динамики и прочности подвижного состава и инфраструктуры, АО «ВНИКТИ». Коломна, Россия.

⁴инженер 1-й категории, отделение динамики и прочности подвижного состава и инфраструктуры, АО «ВНИКТИ». Коломна, Россия.

 

Аннотация. Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований АО «ВНИКТИ» в области обслуживания и эксплуатации пути. Рассмотрено влияние разных технологий сварки и термообработки сварного стыка рельсов на их потребительские свойства. При помощи компьютерного моделирования решены задачи сварки, теплообмена (закалки), получены значения остаточных напряжений и твердости после термообработки, смоделированы изменения остаточных напряжений после холодной правки рельсов.

Ключевые слова: цифровые двойники, алюминотермитная сварка, электродуговая сварка, термообработка рельсов, зона термического влияния сварного стыка, правка рельса, твердость рельса.

Ссылка для цитирования: Коссов В.С. К вопросу использования цифровых двойников при исследовании процессов термообработки, правки и сварки рельсов / В.С. Коссов, М.В. Тимаков, А.Л. Протопопов, М.А. Литвинов // Путь и путевое хозяйство. 2024. № 8, 9. С. 8–9, 8–10.

 

DESIGN AND CONSTRUCTION

 

Original article

ON USING DIGITAL TWINS TO EXAMINE PROCESSES OF RAIL HEAT TREATMENT, STRAIGHTENING AND WELDING

 

Kossov Valery¹, Timakov Maksim², Protopopov Andrey³, Litvinov Maksim⁴

¹D.Sci., Scientific-Research and Design-Technology Institute of Rolling Stock, Joint Stock Company (JSC «VNIKTI»), General Director, Professor. Kolomna, Russia. ino@vnikti.com

²JSC «VNIKTI», Department of Rolling Stock and Infrastructure Dynamics and Strength, Head of laboratory. Kolomna, Russia.

³Ph.D., JSC «VNIKTI», Department of Rolling Stock and Infrastructure Dynamics and Strength, Senior Researcher. Kolomna, Russia.

⁴JSC «VNIKTI», Department of Rolling Stock and Infrastructure Dynamics and Strength, 1rd Category Engineer. Kolomna, Russia.

 

Abstract. The results of experimental and analytical investigations carried out at JSC «VNIKTI» in the field of railway track maintenance and operations are presented. The effect of some rail joint welding and heat treatment procedures on consumer performance of welded joints is studied. Some welding and heat transfer (hardening) problems are solved, post-heat treatment residual stresses and hardness values are derived, and some residual stress modifications following cold straightening of rails are modeled via numerical simulations.

Keywords: digital twins, alumino-thermic welding technique, electric arc welding, heat treatment of rails, heat affected zone of a welded joint, rail straightening, rail hardness.

Citation link: Kossov V.S., Timakov M.V., Protopopov A.L., Litvinov M.A. On using digital twins to examine processes of rail heat treatment, straightening and welding // Railway Track and Track Facilities. № 8, 9. РР. 8–9, 8–10. (in Russian).

 

Список источников

 

1. Правила назначения ремонтов железнодорожного пути, утвержденные Распоряжением ОАО «РЖД» от 17.12.2021 № 2888/р.

2. Расчетная оценка остаточных напряжений в алюминотермитных стыках рельсов / В.С. Коссов, А.Л. Протопопов, Г.М. Волохов, О.Г. Краснов, В.Н. Огуенко // Путь и путевое хозяйство. 2022. № 9. С. 23–28.

3. Коссов В.С., Протопопов А.Л., Литвинов М.А. Моделирование электроконтактной сварки и термообработки сварных стыков рельсов // Тезисы докладов спциализирваного заседания семинара по механике фрикционного взаимодействия твердых тел им И.В. Крагельского по проблематике «колесо—рельс» в рамках мероприятий «Десятилетия науки и технологий» / ИПМех РАН, АО «ВНИКТИ». М., 2022. С. 6–7. URL: https://ipmnet.ru/files/ conf/2022_11_16_semKragelskogo/Abstracts_semKragelskogo_2022_11_16.pdf.

4. Численная оценка остаточных напряжений в длинномерных рельсах после дифференцированной закалки и механической правки / В.С. Коссов, А.Л. Протопопов, Г.М. Волохов, Э.С. Оганьян // Транспорт Российской Федерации. 2021. № 1–2 (92–93). С. 71–74.

5. Винокуров В.А., Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности / под ред. Б.Е. Патона. М.: Машиностроение, 1996. 579 с.