ВЛИЯНИЕ ЖЁСТКОСТИ ДЕМПФИРУЮЩЕГО ПОДРЕЛЬСОВОГО ЭЛЕМЕНТА НА ПАРАМЕТРЫ МНОГОМАССОВОЙ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ «ВАГОН–ПУТЬ»

Актуальная для большинства железных дорог задача увеличения веса и скоростей движения поездов неразрывно связана с решением задач улучшения динамических качеств вагонов и локомотивов во взаимодействии с верхним строением железнодорожного пути. Прочность и устойчивость подвижного состава против схода с рельсов в различных климатических зонах необходимо обеспечить при минимизации эксплуатационных расходов. Анализ надёжности и работоспособности системы «вагон–путь» возможен на основе проведения многовариантных динамических расчётов математических моделей, экспериментальных исследований динамических колебаний.
Пока недостаточно изученными остаются вопросы влияния изменения упруго-гистерезисных свойств
различных материалов амортизаторов под действием температурных факторов на элементы многомассовой колебательной системы.
Целью настоящей работы являлось проведение анализа динамических процессов, протекающих в многомассовой колебательной системе «вагон–путь», под воздействием изменения жёсткости и коэффициентов внутреннего трения демпфирующего подрельсового элемента в зависимости от типа конструкционного материала и температурного воздействия.
Разработана модель многомассовой колебательной системы «вагон–путь». Проведены многовариантные расчёты модели с различными параметрами жёсткости и внутреннего трения подрельсового демпфирующего элемента, выбранными из экспериментально построенных динамических гистерезисов. Представлены результаты расчёта реактивных сил и отклонений в элементах колебательной системы в зависимости от температуры, типа материала, толщины и конструктивного решения демпфирующего подрельсового элемента.

1. Вериго М. Ф., Петров Г. И., Хусидов В. В. Имитационное моделирование сил взаимодействия экипажа и пути // Бюллетень ОСЖД. – Варшава. –1995. – № 6. – С. 3–8.

2. Захаров С. М., Погорелов Д. Ю., Симонов В. А. Анализ влияния параметров экипажей и пути на интенсивность износа в системе колесо–рельс (на основе полного факторного эксперимента) // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2010. – № 2. – С. 31–35.

3. Хусидов В. Д., Заславский Л. В. Моделирование реакций в динамических системах с зазорами в соединениях // Тезисный доклад на IX Международной конференции «Проблемы механики железнодорожного транспорта: динамика, надёжность и безопасность подвижного состава», Днепропетровск. – 29–31 мая, 1996. – С. 138.

4. Есаулов В. П., Сладковский А. В., Токарев В. В. Математическая модель взаимодействия рельсовой колеи и колёсной пары и некоторые вопросы автоматизированного проектирования оборудования для их производства и ремонта // Тезисный доклад на всесоюзной научной конференции. – Воронеж. – 1991. – С. 103.

5. Sun, Y. Q., Simson, S. Wagon–track modelling and parametric study on rail corrugation initiation due to wheel stick-slip process on curved track. Wear, 2008, Vol. 265, pp. 1193–1201. DOI: 10.1016/j.wear.2008.02.043.

6. Croft, B. E., Jones, C. J. C., Thompson, D. J. Modelling the effect of rail dampers on wheel–rail interaction forces and rail roughness growth rates. Journal of Sound and Vibration, 2009, Vol. 323, Iss. 1–2, pp. 17–32. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2008.12.013.

7. Chen, G. X., Zhou, Z. R., Ouyang, H. [et al]. A finite element study on rail corrugation based on saturated creep force-induced self-excited vibration of a wheelset–track system. Journal of Sound and Vibration, 2010, Vol. 329, Iss. 22, pp. 4643–4655. DOI: 10.3969/j.issn.0258-2724.2017.01.016.

8. Caiyou Zhao, Ping Wang, Xi Sheng, Duo Meng. Theoretical simulation and experimental investigation of a rail damper to minimize short-pitch rail corrugation. Mathematical Problems in Engineering, Vol. 2017, pp. 1–14. Article ID 2359404. DOI: https://doi.org/10.1155/2017/2359404.

9. Yan-qi Liu, Yan Zhang, Chun-fang Song, Huangsen Gu, Longlong Xu. Excitation frequency, fastener stiffness and damping, and speed of the moving harmonic load on the dynamic response of the track structure. Journal of Mechanical Science and Technology, 2019, Vol. 33, Iss. 1, pp. 11–19. DOI: 10.1007/s12206-018-1202-9.

10. Вершинский С. В., Данилов В. Н., Хусидов В. Д. Динамика вагона. – М.: Транспорт, 1991. – 360 с.

11. Данилов В. Н., Хусидов В. Д., Филиппов В. Н. Постановка и метод решения задачи пространственных колебаний двухосной тележки // Труды МИИТ. – Вып. 368. – 1971. – С. 30–44.

12. Kurzina, E. G., Kolmakov, A. G., Aksenov, Yu. N., Kurzina, A. M., Bogachev, A. Yu., Semak, A. V. Comparison of the composite materials intended for damping elements for the infrastructure of rail transport and rolling stock. Russian Metallurgy (Metally), 2019, Iss. 4, pp. 448–452. DOI: https://doi.org/10.1134/S0036029519040232.