<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of scientific research results</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of scientific research results</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Бюллетень результатов научных исследований</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="online">2223-9987</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">92925</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.20295/2223-9987-2024-04-112-122</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Improving the calculation method for catenary contact suspensions of electrified railways</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Совершенствование метода расчета цепных контактных подвесок электрифицированных железных дорог</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Агунов</surname>
       <given-names>Александр Викторович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Agunov</surname>
       <given-names>Aleksandr Viktorovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>alexagunov@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Иванов</surname>
       <given-names>Денис Дмитриевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Ivanov</surname>
       <given-names>Denis Dmitrievich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>denis_08a@mail.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I Petersburg State Transport University</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2024-12-27T03:35:24+03:00">
    <day>27</day>
    <month>12</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2024-12-27T03:35:24+03:00">
    <day>27</day>
    <month>12</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <volume>2024</volume>
   <issue>4</issue>
   <fpage>112</fpage>
   <lpage>122</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2024-12-27T00:00:00+03:00">
     <day>27</day>
     <month>12</month>
     <year>2024</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://atjournal.ru/en/nauka/article/92925/view">https://atjournal.ru/en/nauka/article/92925/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Цель: произвести анализ, направленный на выявление недостатков существующей методики расчета цепных контактных подвесок электрифицированных железных дорог в экстремальных температурных условиях. Показать необходимость внедрения современных методов расчета на основе математического моделирования с применением средств автоматического проектирования. Методы: разработка МКЭ-модели с применением программного комплекса ANSYS Workbench, позволяющей определять натяжение несущего троса контактной подвески с учетом нагрева от протекающего тока в условиях тяжеловесного движения. Сравнение результатов расчета по существующей методике и по разработанной МКЭ-модели. Результаты: проведенный анализ показал, что в текущем подходе не учитываются важные физические факторы, что может приводить к потенциальным ошибкам как в проектировании, так и в эксплуатации контактной сети. Результаты электротепломеханического расчета на разработанной МКЭ-модели выявляют несоответствия в определении температуры нагрева и натяжения несущего троса полукомпенсированной контактной подвески, что указывает на необходимость пересмотра ключевых параметров, используемых в существующей методике расчета. Практическая значимость: разница в результатах расчетов показывает важность внедрения современных методик определения необходимых для проектирования и эксплуатации параметров и подтверждает актуальность исследования, в особенности в условиях организации тяжеловесного движения поездов. МКЭ-модели, примененные в исследовании, обладают широким расчетным функционалом  и возможностью задания различных граничных условий, таких как температура окружающего воздуха, величина тока, протекающего по проводам контактной сети, и натяжение проводов. Эти модели могут быть эффективно использованы в проектировании и научной деятельности специалистами различных областей.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Purpose: to conduct an analysis aimed at identifying the shortcomings of the existing calculation methodology for catenary overhead catenaries of electrified railways under extreme temperature conditions. To demonstrate the need to implement modern calculation methods based on mathematical modeling using computer-aided design tools. Methods: development of a FEM model using the ANSYS Workbench software package, which allows determining the tension of the overhead catenary supporting cable taking into account heating from the flowing current under heavy-haul traffic conditions. Comparison of calculation results using the existing methodology and the developed FEM model. Results: the analysis showed that the current approach does not take into account important physical factors, which can lead to potential errors both in the design and operation of the overhead catenary. The results of the electrothermal-mechanical calculation using the developed FEM model reveal inconsistencies in determining the heating temperature and tension of the overhead catenary supporting cable, which indicates the need to revise the key parameters used in the existing calculation methodology. Practical significance: the difference in the calculation results shows the importance of implementing modern methods for determining the parameters required for design and operation and confirms the relevance of the study, especially in the conditions of organizing heavy-haul train traffic. The FEM models used in the study have a wide calculation functionality and the ability to specify various boundary conditions, such as ambient air temperature, current applied to the contact network wires, and wire tension. These models can be effectively used in design and scientific activities by specialists in various fields.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>контактная сеть</kwd>
    <kwd>контактная подвеска</kwd>
    <kwd>несущий трос</kwd>
    <kwd>режим максимальной температуры</kwd>
    <kwd>температура нагрева провода</kwd>
    <kwd>системы тягового электроснабжения</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>contact network</kwd>
    <kwd>contact suspension</kwd>
    <kwd>carrier cable</kwd>
    <kwd>maximum temperature mode</kwd>
    <kwd>wire heating temperature</kwd>
    <kwd>traction power supply systems</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">СТН ЦЭ 141-99. Нормы проектирования контактной сети. М.: ЦЭ МПС РФ, 2001. 16 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">STN CE 141-99. Normy proektirovaniya kontaktnoy seti. M.: CE MPS RF, 2001. 16 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Фрайфельд А. В., Брод Г. Н. Проектирование контактной сети. М.: Транспорт, 1991. 335 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Frayfel'd A. V., Brod G. N. Proektirovanie kontaktnoy seti. M.: Transport, 1991. 335 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">СП 131.13330.2020. Строительная климатология СНиП 23-01-99* (с изменениями № 1, 2). Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2021. 132 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">SP 131.13330.2020. Stroitel'naya klimatologiya SNiP 23-01-99* (s izmeneniyami № 1, 2). Oficial'noe izdanie. M.: Standartinform, 2021. 132 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Техническое указание № К‑06-07 «О несущих тросах контактной сети переменного тока», утв. письмом Департамента электрификации и электроснабжения от 31.08.2007 № ЦЭТ‑2/49.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tehnicheskoe ukazanie № K‑06-07 «O nesuschih trosah kontaktnoy seti peremennogo toka», utv. pis'mom Departamenta elektrifikacii i elektrosnabzheniya ot 31.08.2007 № CET‑2/49.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года (утв. Распоряжением Правительства Российской Федерации от 17.06.2008 № 877‑р).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Strategiya razvitiya zheleznodorozhnogo transporta v Rossiyskoy Federacii do 2030 goda (utv. Rasporyazheniem Pravitel'stva Rossiyskoy Federacii ot 17.06.2008 № 877‑r).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 32697-2019. Тросы контактной сети железной дороги несущие. Технические условия. Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2019. 8 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">GOST 32697-2019. Trosy kontaktnoy seti zheleznoy dorogi nesuschie. Tehnicheskie usloviya. Oficial'noe izdanie. M.: Standartinform, 2019. 8 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Батрашов А. Б. Совершенствование электротепловых расчетов и характеристик контактной сети постоянного тока: дисс. … канд. техн. наук. Екатеринбург, 2019. 216 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Batrashov A. B. Sovershenstvovanie elektroteplovyh raschetov i harakteristik kontaktnoy seti postoyannogo toka: diss. … kand. tehn. nauk. Ekaterinburg, 2019. 216 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Воронин А. В. Токораспределение между продольными проводами контактной сети и тепловой расчет ее элементов: дисс. … канд. техн. наук. М., 1946. 143 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Voronin A. V. Tokoraspredelenie mezhdu prodol'nymi provodami kontaktnoy seti i teplovoy raschet ee elementov: diss. … kand. tehn. nauk. M., 1946. 143 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кудряшов Е. В. Совершенствование механических расчетов контактных подвесок на основе статических конечно-элементных моделей: дисс. … канд. техн. наук. СПб., 2010. 162 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kudryashov E. V. Sovershenstvovanie mehanicheskih raschetov kontaktnyh podvesok na osnove staticheskih konechno-elementnyh modeley: diss. … kand. tehn. nauk. SPb., 2010. 162 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Fundamentals of Heat and Mass Transfer / F. P. Incopera [et al.]. 6th ed. New Jersey: John Wiley and Sons, 2006. 1070 p.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Fundamentals of Heat and Mass Transfer / F. P. Incopera [et al.]. 6th ed. New Jersey: John Wiley and Sons, 2006. 1070 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Contact Lines for Electric Railways. Planning, Design, Implementation, Maintenance / F. Kiessling [et al.]. 2nd ed. Erlangen: Publicis Publisching, 2009. 994 p.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Contact Lines for Electric Railways. Planning, Design, Implementation, Maintenance / F. Kiessling [et al.]. 2nd ed. Erlangen: Publicis Publisching, 2009. 994 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
