Proceedings of Petersburg Transport University Proceedings of Petersburg Transport University Известия Петербургского университета путей сообщения 1815-588X 2658-6851 109386 10.20295/1815-588X-2025-4-975-983 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем Analysis of factors influencing the accuracy of the results of the method for Analysis of Factors Influencing the Accuracy of Thermal Stress Measurement in Continuous Welded Rails Using Natural Oscillation Frequencies Анализ факторов, влияющих на точность результатов метода определения температурных напряжений плетей бесстыкового пути при помощи частот собственных колебаний Ходак Борис Игоревич Hodak Boris Igorevich boris120799@inbox.ru Бельтюков Владимир Петрович Bel'tyukov Vladimir Petrovich beltukov@pgups.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Saint-Petersburg Russian Federation 05 12 2025 05 12 2025 22 4 975 983 29 09 2025 22 10 2025 https://atjournal.ru/en/nauka/article/109386/view

Исследование факторов, оказывающих существенное влияние на точность определения температурных напряжений в плетях бесстыкового железнодорожного пути при использовании метода анализа частот собственных колебаний. Совершенствование метода определения температурных напряжений рельсовых плетей бесстыкового пути при помощи частот форм собственных колебаний рельсов. Методы: В работе проведен анализ математической модели, определяющей частоту собственных колебаний рельсов. Исследована степень погрешности измерения частоты колебаний, обусловленная усилием воздействия на рельс и расположением датчиков, регистрирующих частоты собственных колебаний. Для оценки вклада каждого фактора были использованы методы математического моделирования и численные методы анализа. Результаты: Выявлены факторы, вносящие вклад в погрешность определения температурных напряжений. Определены факторы, влияющие на точность результатов измерения частот форм собственных колебаний. Практическая значимость: Результаты исследования позволят разработать более точные и надежные методы мониторинга температурных напряжений в бесстыковом пути, а также могут быть использованы для совершенствования метода определения частот форм собственных колебаний для диагностики температурных напряжений рельсовых плетей бесстыкового пути.

To study the factors that significantly affect the accuracy of thermal stress measurement in continuous welded rails of a railway track through the analysis of natural oscillation frequencies. To improve the method for assessing temperature stresses in track rail sections by using the frequencies of the rail’s natural oscillation modes. Methods: The research analyses the mathematical model that defines the natural oscillation frequency of rails. The influence of rail temperature on the variations in the rail natural oscillation frequencies have been analyzed. To examine the measurement errors of these frequencies, which are attributed to the forces acting on the rail and the positioning of the sensors that capture the natural oscillation frequencies. Mathematical modelling and numerical analysis techniques were used to determine the impact of each contributing factor. Results: The factors contributing to errors in the assessment of temperature stresses have been identified. The factors influencing the accuracy of measuring the natural oscillation frequencies have been established. Practical significance: The findings of this research will facilitate the development of more precise and reliable methods for monitoring temperature stresses in continuously welded tracks. Additionally, the results of the study can enhance the method for identifying the natural vibration frequencies for diagnosing temperature stresses in continuous welded track rails

 Путевое хозяйство железнодорожный путь бесстыковой путь температурно-напряженное состояние контроль напряжений Track facilities railway track continuous welded track temperature-stress state stress control

Инструкция по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути (утв. Распоряжением ОАО «РЖД» от 14.12.2016 № 2544р). Instrukciya po ustroystvu, ukladke, soderzhaniyu i remontu besstykovogo puti (utv. Rasporyazheniem OAO «RZhD» ot 14.12.2016 № 2544r). Неразрушающий контроль: справочник: в 7 т. / под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 3: Ультразвуковой контроль. — М.: Машиностроение, 2004. — 864 с. Nerazrushayuschiy kontrol': spravochnik: v 7 t. / pod obsch. red. V. V. Klyueva. T. 3: Ul'trazvukovoy kontrol'. — M.: Mashinostroenie, 2004. — 864 s. Потапов А. И. Магнитомеханические методы контроля механических свойств ферромагнитных материалов / А. И. Потапов и др. // Дефектоскопия. — 2022. —№ 6. — С. 3–24. Potapov A. I. Magnitomehanicheskie metody kontrolya mehanicheskih svoystv ferromagnitnyh materialov / A. I. Potapov i dr. // Defektoskopiya. — 2022. —№ 6. — S. 3–24. Рычков Д. А. Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния элементов конструкций методом фотоупругости / Д. А. Рычков и др. // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. — 2016. — № 3(41). — С. 97–107. Rychkov D. A. Eksperimental'noe issledovanie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya elementov konstrukciy metodom fotouprugosti / D. A. Rychkov i dr. // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mehanika. — 2016. — № 3(41). — S. 97–107. Лобанов Л. М. Метод хрупких тензочувствительных покрытий для определения деформаций и напряжений в элементах конструкций / Л. М. Лобанов и др. // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. — 2021. — № 5. — С. 26–30. Lobanov L. M. Metod hrupkih tenzochuvstvitel'nyh pokrytiy dlya opredeleniya deformaciy i napryazheniy v elementah konstrukciy / L. M. Lobanov i dr. // Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tehnicheskie nauki. — 2021. — № 5. — S. 26–30. Методы акустического контроля металлов / под ред. Н. П. Алешина. — М.: Машиностроение, 1989. — 456 с. Metody akusticheskogo kontrolya metallov / pod red. N. P. Aleshina. — M.: Mashinostroenie, 1989. — 456 s. Тюшев А. Н. Курс лекций по физике. Ч. 3. Колебания и волны. Волновая оптика: учеб. пособие / А. Н. Тюшев, Л. Д. Дикусар. 2-е изд., испр. и доп. — Новосибирск: СГГА, 2011. — 194 с. Tyushev A. N. Kurs lekciy po fizike. Ch. 3. Kolebaniya i volny. Volnovaya optika: ucheb. posobie / A. N. Tyushev, L. D. Dikusar. 2-e izd., ispr. i dop. — Novosibirsk: SGGA, 2011. — 194 s. Касаткин Б. С. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений / Б. С. Касаткин, А. Б. Кудрин, Л. М. Лобанов и др. — Киев: Техника, 1981. — 415 с. Kasatkin B. S. Eksperimental'nye metody issledovaniya deformaciy i napryazheniy / B. S. Kasatkin, A. B. Kudrin, L. M. Lobanov i dr. — Kiev: Tehnika, 1981. — 415 s. Буркин С. П. Остаточные напряжения в металлопродукции: учебное пособие / С. П. Буркин, Г.В. Шимов, Е.А. Андрюкова. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2015. — 248 с. Burkin S. P. Ostatochnye napryazheniya v metalloprodukcii: uchebnoe posobie / S. P. Burkin, G.V. Shimov, E.A. Andryukova. — Ekaterinburg: Izd-vo Ural. un-ta, 2015. — 248 s. Патент РФ № 286273. Пьезоэлектрический звукосниматель / Б. В. Гладков. Patent RF № 286273. P'ezoelektricheskiy zvukosnimatel' / B. V. Gladkov.