Россия
Россия
УДК 629.4.027.51 обычной конструкции
Цель: представить результаты математического моделирования динамического воздействия на железнодорожный путь колеса грузового вагона с двумя ползунами небраковочного размера. Обосновать частые случаи ложных срабатываний систем автоматического контроля, фиксирующих сверх нормативные нагрузки от колес, при визуальном осмотре которых выявляются лишь дефекты, не превышающие браковочные нормы. Методы: с использованием расчетной схемы «колесо — рельс» в среде MATLAB исследовано влияние глубины ползунов, скорости движения и расстояния между дефектами на величину ударной нагрузки. Модель пути представлена в виде балки на упругом основании Фусса — Винклера. Для описания ударного взаимодействия использована теория расчета, адаптированная для нескольких последовательно расположенных ползунов. Результаты: показано, что совокупное воздействие двух ползунов небраковочного размера может приводить к динамическим нагрузкам, сравнимым или превышающим воздействие одиночного ползуна браковочного размера. Выявлены критические диапазоны скорости (40–65 км/ч) и расстояния между дефектами (50– 100 мм), при которых ударное воздействие максимально. Практическая значимость: на основании проведенного анализа предлагается учитывать наличие множественных дефектов при нормировании состояния колесных пар для снижения негативного влияния на инфраструктуру пути. Действующие нормативные документы не учитывают суммарного эффекта от нескольких дефектов, что может приводить к ускоренному износу верхнего строения пути, а также к выходу из строя ходовой части вагона.
железнодорожный транспорт, колесная пара, ползун, динамическая нагрузка, система «колесо — рельс», математическое моделирование, небраковочный дефект, система «Паук», ударное воздействие, путь
1. ГОСТ 34759-2021. Железнодорожный подвижной состав. Нормы допустимого воздействия на железнодорожный путь и методы испытаний. М.: Стандартинформ, 2021.
2. Об утверждении Правил технической экс- плуатации железных дорог Российской Федерации: приказ Минтранса России от 23.06.2022 № 250.
3. Коган А. Я., Никитин Д. А., Полещук И. В. Колебания пути при высоких скоростях движения экипажей и ударном взаимодействии колес и рельса // Труды ВНИИЖТ. М.: Интекст, 2007. С. 166– 176.
4. Коган А. Я. Динамика пути и его взаимодействие с подвижным составом // Труды ВНИИЖТ. М.: Интекст, 2023. 276 с.
5. Леннинг Дж. Х., Беттин Р. Г. Случайные процессы в задачах автоматического управления. М.: Изд-во иностр. лит., 1958. С. 132–137.
6. Jin, X., Wen Z. Eff of Discrete Wheel / Rail Contact on the Wheel / Rail Interaction and Surface Initiated Rolling Contact Fatigue in Railways // Journal of Sound and Vibration. 2006. Vol. 293, no. 3–5. Pp. 818–831.
7. Li X., Jespersen M. H., Andersen J. O. Modelling of Wheel Flats and Its Impact on Vehicle-Track Interaction // Vehicle System Dynamics. 2020. Vol. 58, no. 4. Pp. 527–548.
8. ERRI D 202. Wheel defects — Impact on Track Loading and Derailment Risk. Utrecht: European Rail Research Institute, 1999.
9. AAR Manual of Standards and Recommended Practices. Wheels and Axles. Washington: Association of American Railroads, 2023.
10. EN 15313:2016. Railway Applications — In-Service Wheelset Operation Requirements — In- Service and Off-Vehicle Wheelset Maintenance. Brussels: CEN, 2016.
