Россия
Россия
УДК 625.1 Железные дороги в целом. Железнодорожные линии. Железнодорожное строительство
Цель: Исследование напряжений на поверхности контакта при взаимодействии железнодорожного колеса и рельса от нормального давления и касательных усилий при наличии зон сцепления и скольжения разных размеров. Методы: Приведены и используются для расчетов формулы для эквивалентных и касательных напряжений для плоской деформации и плоского напряженного состояния. Особое внимание уделено исследованию напряженного состояния в пограничных точках контакта цилиндров, для чего параметры рассчитаны в точках поверхности контакта на границе между зонами скольжения и сцепления. Результаты: Выполнено исследование распределения эквивалентных напряжений в зоне их максимальных значений, установлена зависимость от коэффициента трения. Показано распределение напряжений на поверхности контакта ведущего цилиндра от нормального давления и от контактных касательных усилий при наличии зон сцепления и проскальзывания для различных соотношений между ними. Полученные результаты выявили рост напряжений на границах участков скольжения и сцепления, влияние отсутствия касательных усилий или наличия полного проскальзывания. Практическая значимость: Данные позволяют точнее прогнозировать снижение контактно-усталостной долговечности образцов и могут быть полезны при исследовании появления микротрещин колеса или рельса при их взаимодействии. Физическое моделирование при взаимодействии тел качения, таких как рельс и колесо, которое выполняется при актуальных нагрузках, скоростях взаимодействия, различных коэффициентах трения, при скольжении или сцеплении с определенной достоверностью воссоздает действительные условия взаимодействия колеса и рельса, а результаты помогают прогнозировать надежность пары колесо — рельс на железнодорожном транспорте.
напряженное состояние, эквивалентное напряжение, касательное напряжение, коэффициент трения
1. Пинегин С. В. Контактная прочность и сопротивление качению / С. В. Пинегин. - М.: Машиностроение, 1969. - 243 с.
2. Ковальский Б. С. Расчет деталей на местное сжатие / Б.С. Ковальский. - Харьков: ХВКИУ, 1967. - 222 с.
3. Вирабов Р. В. О реализации касательной силы в зоне контакта упругих тел при качении. - Машиноведение. - 1967. - №2.- с.93-106.
4. Кротов С. В. Влияние трения на контактно-усталостную долговечность образцов из рельсовой и колесной стали/ С. В. Кротов, Д. П. Кононов, А. А. Соболев// Изв. Петерб. ун-та путей сообщения. -2019. -Т. 16. -№ 2. - С. 212-219.
5. Krotov S. V. Application of the discriminant analysis at research of bearing ability of the wheel pair of the car / S. V. Krotov, V. P. Krotov // Transport problems.- Poland.- Gliwice.- V.6.- I.1.-2011.- P. 43-49.
6. Кротов С. В. Показатели контактно-усталостной долговечности при взаимодействии колеса с рельсом в кривых участках пути/ С. В. Кротов, Д. П. Кононов, А.А. Соболев // Бюлл. рез. науч. исслед. - СПб.: ПГУПС.- 2019.- № 3.- С. 56-66.
7. Кротов С. В. Контактно-усталостная долговечность рельсовой и колесной сталей / С. В. Кротов, Д. П. Кононов // Изв. Петерб. ун-та путей сообщения. - СПб.: ПГУПС, 2018. - Т. 15. - Вып. 1. - С. 54-61.
8. Кононов Д. П. Использование фрактальных характеристик для анализа развития разрушения цельнокатаных колес / Д. П. Кононов, И. А. Иванов, С. В. Урушев, С. В. Кротов // Транспорт Российской Федерации. - 2018. - № 3 (76). - С. 68-71.
9. Кротов С. В. Основы теории несущей способности прессовых соединений колесных пар железнодорожных вагонов/С.В. Кротов// ФГОУ УМЦ ЖДТ. - М.- 2011. - 152 с.
10. Кротов С. В. Исследование напряженного состояния в колесе вагона/ С. В. Кротов, Д. П. Кононов // Бюлл. рез. науч. исслед. - СПб.: ПГУПС.- 2020.- № 3.- С. 26-40.
11. Кротов С. В. Факторный анализ расчета несущей способности колесной пары вагона /С. В. Кротов, А. В. Сладковски //Транспорт Урала.-Екатеринбург.- 2012.-№ 2(33). - с. 36-40.
12. Кротов С. В. Факторный анализ несущей способности колесной пары железнодорожного вагона: монография //С. В. Кротов // РГУПС. -Ростов-на-Дону. - 2011. -137 с.Воробьев А. А. Математическое моделирование параметров контакта колеса с рельсом для различных условий эксплуатации вагонов / А. А. Воробьев // Вестн. Ин-та проблем естественных монополий: Техника железных дорог. - М.: Ин-т проблем естественных монополий, 2016. - № 1 (33). - С. 34-41.
13. Воробьев А. А. Контактное взаимодействие колеса и рельса / А. А. Воробьев // Вестн. Иркутск. гос. технич. ун-та. - Иркутск: ИСТУ, 2009. - № 3 (39). - С. 42-47.
14. Орлова А. М. Определение параметров контакта колеса с рельсом для различных условий эксплуатации полувагона / А. М. Орлова, А. А. Воробьев, А. В. Саидова, Д. Е. Керенцев // Изв. Петерб. ун-та путей сообщения. - СПб.: ПГУПС, 2015. - Вып. № 2 (43). - С. 74-84.
