Новые подходы к моделированию устойчивости бесстыкового пути в среде конечно-элементного анализа
Ключевые слова:
бесстыковой путь, устойчивость, выброс пути, моделирование, критерии потери устойчивостиАннотация
В статье рассмотрены подходы к решению актуального на данный момент вопроса, касающегося безопасного расширения полигона бесстыкового пути с недопущением потери устойчивости против выброса. Проведено исследование существующих методов оценки запаса устойчивости бесстыкового пути начиная от самых простых, не требующих значительных вычислений, заканчивая методиками, которые реализуются с помощью специализированного программного обеспечения, обозначены их преимущества, недостатки и возможные сферы применения в зависимости от спектра решаемых задач. Представлена модель участка бесстыкового пути, выполненная в среде конечно-элементного анализа, оптимальная с точки зрения ширины диапазона задания начальных условий и получения выходных данных (результатов). Показаны способы нивелирования одного из самых существенных недостатков метода конечных элементов – уход от необходимости перестроения модели при изменении исходных данных за счет разработанных программ-макросов в среде Visual Basic for Applications, значительно упрощающих процессы формирования моделей, а также вывода и анализа результатов. В работе описывается новый подход определения параметров максимально допускаемого превышения температуры рельсов относительно температуры закрепления, основанный на моделировании процесса выброса, позволяющий получать параметры устойчивости для любой конструкции пути. При этом с помощью методов теории вероятности вычисляются значения критических температур для заранее выбранных критериев оценки запаса устойчивости бесстыкового пути, статистическая взаимосвязь в которых при использовании моделирования и эмпирических методов максимальна, что помогает вычислить «условно эмпирические» величины повышения температуры рельсовой плети, допускаемые по условию устойчивости.
Библиографические ссылки
Об утверждении и введении в действие инструкции по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути : распоряжение ОАО «РЖД» от 14.12.2016 № 2544р (ред. 10.04.2023). Доступ из справ.-правовой системы АСПИЖТ в локал. сети.
Мищенко К.Н. Бесстыковой рельсовый путь. М. : Трансжелдориздат, 1950. 88 с.
Першин С.П. Метод расчета устойчивости бесстыкового пути. // Труды МИИТ : сб. ст. М., 1962. Вып. 147 : путь и путевое хозяйство. С. 28–97.
Ершов В.В. Аналитический метод определения устойчивости бесстыкового пути // Путь и путевое хозяйство. 2006. № 6. С. 10–12.
Ершов В.В. Устойчивость бесстыкового пути при отступлениях от норм содержания // Путь и путевое хозяйство. 2008. № 3. С. 13–15.
Ершов В.В., Корся В.Б., Шувалова О.М. Выбор расчетного сечения при определении поперечной устойчивости бесстыкового пути // Путь и путевое хозяйство. 2010. № 6. С. 27–28.
Новакович В.И., Карпачевский Г.В., Курилина И.А. Изменения в рельсошпальной решетке при воздействии поездов // Путь и путевое хозяйство. 2004. № 5. С. 25–28.
Новакович В.И. Продольные силы при вывеске рельсошпальной решетки бесстыкового пути // Вестник ВНИИЖТ. 1967. № 6. С. 49–52.
Новакович В.И. О ползучести бесстыкового пути в поперечном направлении под действием продольных сил // Вестник ВНИИЖТ. 1976. № 5. С. 39–42.
Коган А.Я., Грищенко В.А., Косенюк В.К. Устойчивость бесстыкового пути при температурном воздействии // Обеспечение надежности и эффективности бесстыкового пути в сложных условиях эксплуатации : межвуз. сб. науч. тр.. Новосибирск, 1991. С. 5–15.
Коган А.Я., Грищенко В.А. Нелинейная устойчивость бесстыкового пути в прямых участках при наихудшей форме начальной ненапряженной неровности // Вестник ВНИИЖТ. 1992. № 3. С. 40–45.
Коган А.Я. Продольные силы в железнодорожном пути. М. : Транспорт, 1967. 168 с.
Коган А.Я., Лебедев А.В. Устойчивость бесстыкового пути при различных конструкциях скреплений и условиях их эксплуатации // Вестник ВНИИЖТ. 2007. № 2. С. 3–9.
Вериго М.Ф. Новые методы в установлении норм устройства и содержания бесстыкового пути. М. : Интекст, 2000. 184 с.
Оценка напряженно-деформированного состояния рельсов при различных условиях эксплуатации на основе моделирования методом конечных элементов / А.Ю. Абдурашитов, Д.В. Овчинников, В.П. Сычев и др. // Известия Транссиба. 2023. № 1 (53). С. 62–73.
Овчинников Д.В. 3D-моделирование напряженно-деформированного состояния элементов пути // Железнодорожный транспорт. 2023. № 3. С. 50–53.
Ovchinnikov D.V., Gall’yamov D.I. Evaluation of Rail Overturning under the Influence of Lateral Forces by Mathematical Modeling // Transportation Research Procedia : proceedings of the XIII International Conference on Transport Infrastructure: Territory Development and Sustainability. Irkutsk, 2022. P. 717–725.
Ковенькин Д.А., Сулемина А.Э., Покацкий В.А. Оценка зоны влияния бокового воздействия подвижного состава на рельсошпальную решетку // Проблемы путевого хозяйства Восточной Сибири : cб. науч. тр. Иркутск, 2004. Т. 2. С. 71–74.
Ковенькин Д.А. Исследование воздействия суммарных боковых сил на элементы верхнего строения пути при вписывании экипажа в кривые участки пути // Проблемы и перспективы изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации российских железных дорог : материалы всерос. науч.-практ. конф. Иркутск, 2007. Т. 1. С. 23–26.
