ПРОЧНОСТЬ РЕЛЬСОВ С ПОПЕРЕЧНЫМИ ТРЕЩИНАМИ В ГОЛОВКЕ И ПОДОШВЕ
Путь и путевое хозяйство. 2022, № 12. С. 16—20.
Railway Track and Facilities. 2022;(12): 16—20.
КОНСТРУКЦИИ И СООРУЖЕНИЯ
Научная статья
УДК 625.143.3
ПРОЧНОСТЬ РЕЛЬСОВ С ПОПЕРЕЧНЫМИ ТРЕЩИНАМИ В ГОЛОВКЕ И ПОДОШВЕ
Заграничек Константин Львович1, Рейхарт Владимир Александрович2, Светозарова Ирина Валерьевна3
1заведующий лабораторией АО «ВНИИЖТ». E-mail: zagranichek-jr@mail.ru
2канд. техн. наук, заместитель заведующего лабораторией «ВНИИЖТ». E-mail: reyh44@mail.ru
3канд. техн. наук, технический эксперт АО «ВНИИЖТ». E-mail: svetozarova@inbox.ru
Аннотация. Рассмотрены три вида опасных повреждений рельсов – поперечные усталостные трещины в головке (дефект 21) и подошве (дефекты 66.3 и 69), механизмы их зарождения и развития, а также влияние на прочность рельсовой балки как конструкции. Трещины в подошве рельсов возникают либо от концентраторов напряжений типа прижогов (дефект 66.3), либо от длительного воздействия на подошву водной среды (дефект 69). Установлено, что поперечные трещины всех трех типов развиваются под влиянием высоких изгибных напряжений. Проведены исследования жесткости пути на Горьковской и Московской дорогах, получены зависимости уровня изгибных напряжений в подошве от модуля упругости подрельсового основания. Рекомендована разработка и внедрение методов непрерывного контроля уровня напряжений в подошве рельсов от их прогиба под колесом.
Ключевые слова: рельсы, дефекты, концентраторы напряжений, прижоги, прогиб, люфты, осадка пути, изгибные напряжения, усталостные трещины, изломы, долговечность.
Original article
STRENGTH OF RAILS WITH TRANSVERSE FATIGUE CRACKS IN THE HEAD AND IN THE BASE
Zagranichek Konstantin1, Reikhart Vladimir2, Svetozarova Irina3
1head of the laboratory, JSC «VNIIZhT», zagranichek-jr@mail.ru
2Ph.D., deputy head of the laboratory, JSC «VNIIZhT», reyh44@mail.ru
3Ph.D., technical expert, JSC «VNIIZhT», svetozarova@inbox.ru
Abstract. This article discusses three types of dangerous damage to rails: transverse fatigue cracks in the head (defect code 21) and transverse fatigue cracks in the base (defect code 66.3 and 69). For these defects, the mechanisms of their initiation and development, as well as the effect on the strength of the rail beam as a structure, are evaluated. Fatigue cracks in the base of the rails occur due to stress concentrators in the form of burns (defect code 66.3), or due to prolonged exposure to moisture under the base (defect code t 69). It has been established that transverse fatigue cracks all of three types develop by the effect of high bending stresses. The stiffness of the track on the Gorkovskaya and Moscow railroads was studied, the dependences of the magnitude of bending stresses in the base of rails on the modulus of elasticity of the under-rail base were obtained. The development and implementation of methods for continuous monitoring of the level of stresses in the base of the rails from their deflection under the wheel is recommended.
Keywords: rails, defects, stress concentrators, burn, deflection, backlash, sag of the track, bending stresses, fractures, endurance.
Список источников
1. Рейхарт В.А., Дудкина Т.П. Почему ломаются рельсы // Путь и путевое хозяйство. 1996. № 8. С. 2—3.
2. Рейхарт В.А. Статическая прочность рельсов // Путь и путевое хозяйство. 2014. № 7. С. 2—6.
3. Зайцев Р.В., Турбина Л.А., Николин А.И. Анализ изломов сварных стыков на сети железных дорог России с 1999 по 2007 г.// Сварочные и наплавочные технологии на железнодорожном транспорте: сборник науч. трудов. М.: Интекст, 2008. С. 64—69. (Труды ВНИИЖТа).
4. Конюхов А.Д., Рейхарт В.А. Коррозионная усталость рельсов // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 1995. № 2. С. 5—11.
5. Влияние продольных растягивающих сил на скорость развития поперечных трещин в рельсах / С.И. Клинов и др. // Вестник ВНИИЖТ. 2001. № 3. С. 36—40.
6. Конюхов А.Д. Жесткость пути: нормирование и контроль // Путь и путевое хозяйство. 1999. № 12. С. 2—7.
7. Измерение и контроль при текущем содержании пути // Железные дороги мира. 1997. № 4. С. 61—63.
8. Патент 2108423 РФ E01B 35/00. Способ определения кривизны рельса под нагружением консоли, изгибающего момента, напряжений от изгиба рельса относительно жесткости и модуля упругости подрельсового основания / А.Д. Конюхов, В.А. Рейхарт, А.Л. Нефедов, В.А. Порошин; патентообладатель ВНИИЖТ, Куйбышевская железная дорога. № 94015384/28; заявл. 26.04.1994; опубл. 10.04.1998; Бюл. № 10.
9. Методика оценки воздействия подвижного состава на путь по условиям обеспечения его надежности: ЦПТ-52/14: утв. Департаментом пути и сооружений МПС РФ 16.06.2000. М., 2000. 38 с.