ОБРАЗОВАНИЕ ДЕФЕКТОВ КОНТАКТНО-УСТАЛОСТНОГО ХАРАКТЕРА НА ВНУТРЕННИХ НИТЯХ КРИВЫХ МАЛОГО И СРЕДНЕГО РАДИУСОВ
Путь и путевое хозяйство. 2023, № 7. С. 13—18.
Railway Track and Facilities. 2023;(7): 13—18.
КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИКА
Научная статья
УДК 625.143:539.4(045)
ОБРАЗОВАНИЕ ДЕФЕКТОВ КОНТАКТНО-УСТАЛОСТНОГО ХАРАКТЕРА НА ВНУТРЕННИХ НИТЯХ КРИВЫХ МАЛОГО И СРЕДНЕГО РАДИУСОВ
Коссов Валерий Семенович1, Краснов Олег Геннадьевич2, Акашев Михаил Геннадьевич3, Никонова Наталья Михайловна4
1Докт. техн. наук, проф., генеральный директор АО «ВНИКТИ». Коломна, Россия. info@vnikti.com
2Докт. техн. наук, заведующий отделом пути и специального подвижного состава АО «ВНИКТИ». Коломна, Россия. krasnov-og@vnikti.com
3Ведущий инженер отдела пути и специального подвижного состава АО «ВНИКТИ». Коломна, Россия. akashev-mg@vnikti.com
4Ведущий программист отдела пути и специального подвижного состава АО «ВНИКТИ». Коломна, Россия. nikonova-nm@vnikti.com
Аннотация. Приведены результаты исследований по определению влияния ширины колеи и подуклонки на нормальное давление и касательное напряжение в точке контакта колеса с внутренним рельсом в кривых малого и среднего радиуса. Выполнено моделирование движения полувагона с осевой нагрузкой 230 кН в кривых различных радиусов и при разных сочетаниях ширины колеи и подуклонки рельса с использованием программного комплекса «Универсальный механизм». В результате установлено, что уровни нормальных и касательных напряжений при равновесной скорости движения существенно зависят от подуклонки рельсов и практически не зависят от радиуса кривой. На основании полученных результатов для снижения напряженного состояния поверхности катания внутреннего рельса предлагается проведение мероприятий по стабилизации подуклонки и оптимизации профиля вагонных колес для обеспечения постоянной площади их контакта с рельсом при изменении кинематики вписывания в кривую с изменением ширины колеи.
Ключевые слова: контактно-усталостные дефекты, нормальное давление, касательные напряжения, ширина колеи, подуклонка, кривые малого и среднего радиуса.
CONTROL AND DIAGNOSTICS
Original article
CONTACT FATIGUE DEFECT INITIATION ON LOW RAILS OF SHARP AND MODERATE CURVES
Kossov Valery1, Krasnov Oleg2, Akashev Mikhail3, Nikonova Natalya4
1D.Sc., Prof., General Director of JSC «VNIKTI». Kolomna, Russia. info@vnikti.com
2D.Sc., Head of Track and Special Rolling Stock Department of JSC «VNIKTI». Kolomna, Russia. krasnov-og@vnikti.com
3Senior Engineer of Track and Special Rolling Stock Department of JSC «VNIKTI». Kolomna, Russia. akashev-mg@vnikti.com
4Programming supervisor of Track and Special Rolling Stock Department of JSC «VNIKTI». Kolomna, Russia. nikonova-nm@vnikti.com
Abstract. The article provides research results to determine the influence of the track gauge and rail inclination on the normal pressure and shear stress in the wheel-low rail contact point in sharp and moderate curves. The movement of an open wagon with the axle load of 230 kN is simulated in curves of various radii and with different combinations of the track gauge and rail inclination using software package «Universal Mechanism». As a result, it is found that levels of normal and tangential stresses at the balance movement speed are mainly a function of the rail inclination and do not significantly depend on the curve radius. Based on the results obtained, in order to reduce the stress state of the low rail running surface, it is proposed to take measures to stabilize the rail inclination and optimize the wagon wheel profile to ensure a constant area of its contact with the rail when changing the kinematics of the curve negotiation and track gauge.
Keywords: contact fatigue defects, normal pressure, shear stresses, track gauge, rail inclination, sharp and moderate curves.
Список источников
1. Шур Е.А. О некоторых причинах повреждаемости рельсов на Экспериментальном кольце ОАО «ВНИИЖТ». Железнодорожный транспорт на современном этапе / Е.А. Шур, А.И. Борц, А.В. Сухов, В.А. Рейхарт, А.Ю. Абдурашитов, О.А. Суслов, Л.В. Базанова // Сборник трудов научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. М.: ВМГ-Принт, 2014. С. 259–267.
2. ГОСТ 10791-2011 Колеса цельнокатанные. Технические условия. Введен 01.01.2012. М: Стандартинформ, 2011. 33 с.
3. Универсальный механизм. Моделирование динамики железнодорожных экипажей. Руководство пользователя / Лаборатория вычислительной механики БГТУ. URL: http://www.umlab.ru (дата обращения 06.03.2021).
4. Зензинов Б.Н. Анализ изменения подуклонки и наклона поверхности катания рельсов / Б.Н. Зензинов, Ю.Р. Трушина, К.В. Клементьев // Путь и путевое хозяйств. 2015. № 1. С. 15–19.
5. Экспериментальные исследования по определению среднесетевых профилей поверхности катания колес грузовых вагонов и локомотивов: отчет о НИР: И-17-11 / О.Г. Краснов, Н.Н. Астанин, В.Н. Кашанов. Коломна: ОАО «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (ОАО «ВНИКТИ»), 2011. 103 с.