Определение напряжений и глубины взаимного проникновения материалов головки рельса и гребня бандажа колеса локомотива в области их силового контакта

Вопросы, связанные с износом рельса и бандажа колеса локомотива, всегда вызывают повышенный интерес как у эксплуатационных служб, так и у научных работников. Знание влияния технических и эксплуатационных факторов на интенсивность износа материалов контактирующих тел позволило бы сэкономить материальные и финансовые ресурсы. Предлагаемая статья посвящена определению одного из этих параметров, а именно - глубины вдавливания материала головки рельса в материал гребня бандажа колеса. Силовое взаимодействие гребня бандажа и головки рельса происходит в основном на уровне неровностей в области контакта. Износ материала контактирующих тел будет определяться глубиной внедрения неровностей в области контакта и скоростью относительного скольжения. Важным параметром для оценки величины и характера износа служит глубина относительного проникновения контактирующих тел. При этом величина смятия одного из контактирующих тел равна глубине проникновения в него другого тела. Выполнены расчеты главных радиусов кривизны поверхностей головки рельса и гребня бандажа в точке их контакта и определены размеры области контакта. В итоге получены выражения для расчета глубины взаимного проникновения материалов гребня бандажа и головки рельса. Материал головки рельса имеет более глубокое проникновение в материал гребня бандажа. Силовой контакт гребня бандажа и рельса происходит в основном в пределах пластической деформации их материалов. Получены формулы для определения величины сближения контактирующих тел и наибольшего нормального напряжения в зоне контакта. Произведена оценка величин смятия материала головки рельса и гребня бандажа, что позволяет судить о процентном соотношении их износа. При силовом контакте износ гребня бандажа колеса значительно выше износа головки рельса.