Россия
Россия
Россия
Россия
Разработка и верификация математической модели для расчета дополнительной динамической силы ударного воздействия от колес подвижного состава с изолированными неровностями (ползунами) на железнодорожный путь, а также создание упрощенной инженерной методики для практического применения. Методы: В основе исследования лежит аналитическое решение А.Я. Когана, описывающее динамику взаимодействия дефектного колеса с рельсом. Для численного моделирования использована среда Wolfram Mathematica. Модель верифицирована путем сопоставления с экспериментальными данными, полученными в результате измерения по тензометрическим схемам, собранным на шейке рельса. Для создания инженерной методики применен трехпараметрический регрессионный анализ. Результаты: Разработана и верифицирована математическая модель, адекватно отражающая физическую сущность процесса (расхождение с экспериментом в большинстве случаев не превышает 10 %). Установлено, что сила существенно возрастает (в 2–5 раз) с увеличением глубины неровности. Зависимость от скорости носит немонотонный характер с максимумом при 40–50 км/ч. Рост модуля упругости пути приводит к увеличению амплитуды силы и ускорению ее затухания. Предложена упрощенная регрессионная зависимость для инженерного расчета, обеспечивающая высокую точность (R2 = 0,995) при глубинах неровности свыше 0,6 мм. Практическая значимость: Результаты работы создают научно-методическую основу для оценки ударных нагрузок от подвижного состава с дефектами колес. Разработанная модель и инженерная методика применимы для диагностики состояния пути, прогнозирования вибрационного воздействия, а также для целей проектирования и обеспечения долговечности железнодорожной инфраструктуры и безопасности движения.
Железнодорожный путь, подвижной состав, изолированная неровность, ударное воздействие, динамическая сила
1. Романов А. В. Об интенсивности накопления остаточных деформаций пути на особогрузонапряженных участках / А. В. Романов, А. А. Киселев // Путь и путевое хозяйство. — 2024. — № 11. — С. 18–22.
2. Коган А. Я. Динамика пути и его взаимодействие с подвижным составом / А. Я. Коган. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: ООО «ИПП “КУНА”», 2023. — 280 с.
3. Коган А. Я. Воздействие на путь поездов, имеющих в своем составе вагоны с ползунами на колесных парах / А. Я. Коган // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. — 2014. — № 3. — С. 3–8.
4. Коган А. Я. Динамика пути и его взаимодействие с подвижным составом / А. Я. Коган. — М.: Транспорт, 1997. — 326 с.
5. Рахимов Р. В. Нагруженность ходовых частей вагонов и пути и обоснование возможности увеличения осевых нагрузок на железных дорогах Республики Узбекистан: дис. … д-ра техн. наук / Р. В. Рахимов. — СПб., 2020. — 366 с.
6. Бороненко Ю. П. Кусочно-непрерывное измерение сил между колесом и рельсом по касательным напряжениям в двух сечениях рельса / Ю. П. Бороненко, Р. В. Рахимов, А. А. Петров // Транспорт Российской Федерации. — 2018. — № 3(76). — С. 58–64.
7. Бороненко Ю. П. Непрерывное измерение вертикальных нагрузок в контакте между колесом и рельсом по напряжениям в двух сечениях рельса / Ю. П. Бороненко, Р. В. Рахимов // Профессиональное образование, наука и инновации в XXI веке: сб. тр. XII Санкт-Петербургского конгресса (Санкт-Петербург, 12–30 ноября 2018 г.). — СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2018. — С. 37–38.
8. Бороненко Ю. П. Апробация нового метода измерения вертикальной нагрузки от колеса на рельс / Ю. П. Бороненко, Р. В. Рахимов, Д. А. Сергеев и др. // Транспорт Российской Федерации. — 2019. — № 1(80). — С. 56–59.
9. Бороненко Ю. П. Измерение боковых нагрузок от колес на рельсы / Ю. П. Бороненко, Р. В. Рахимов // Транспорт Российской Федерации. — 2019. — № 4(83). — С. 45–50.
10. Бороненко Ю. П. Экспериментальное определение боковых нагрузок от взаимодействия колеса с рельсом / Ю. П. Бороненко, Р. В. Рахимов // Транспорт Российской Федерации. — 2019. — № 6(85). — С. 50–53.
11. Оценка качества в задачах классификации и регрессии / Вики-портал ALGOWIKI ИТМО. — URL: https://neerc.ifmo.ru/wiki/index.php?title=Оценка_ качества_в_задачах_классификации_и_регрессии& mobileaction=toggle_view_desktop (дата обращения: 16.09.2025).
