Результаты поиска

Предмет исследований - подрельсовое основание, содержащее вязкий элемент. Цель исследования - оценка влияния на общую жесткость железнодорожного пути включения в его упругую систему (рельсы, шпалы, балласт и т. д.) вязкого элемента. Конструкция подрельсового основания с вязким элементом описывается обобщенной моделью Максвелла и содержит оболочку, наполняемую ньютоновой жидкостью, в частности, воздухом. Рассматривались пневматические оболочки с разной толщиной. Моделирование проводилось в среде конечно-элементного анализа. Построены математические модели участка пути с подрельсовым устройством, содержащим пневмооболочку. Результаты расчетов показали отсутствие резкого увеличения внутренних силовых факторов и концентрации напряжений в характерных сечениях пути при укладке подрельсового основания с пневматическим элементом. Изменение общей жесткости в вертикальной плоскости не привело к существенному изменению изгибных напряжений в кромках рельсов. При малой толщине оболочки изгибные напряжения в верхней области шпалы уменьшаются до 35 %, а в нижней области шпалы на 15 %. Максимальный рост изгибных напряжений в оболочках до 8 % наблюдается при резком перепаде толщин оболочек. Сжимающие напряжения на шпале в подрельсовой зоне увеличиваются при малой толщине оболочки устройства из-за перераспределения усилий на меньшее количество подрельсовых опор при изменении общей жесткости конструкции. Увеличение толщины оболочек до 40 см приводит к росту механических напряжений до 20 %, что является допускаемым значением с большим запасом. Применение подрельсовых оснований с вязким элементом рекомендуется для временного железнодорожного пути при его укладке взамен балласта и шпал, что позволяет оперативно уложить путь и также оперативно демонтировать его.

На основе предложения формирования железнодорожного пути оперативного развертывания без балласта с применением подрельсового основания с вязкоупругим элементом, принудительно наполняемым жидкостью Ньютона и укладываемым на неподготовленную поверхность без балласта, приводится пример расчета взаимодействия колеса и рельса с этим элементом на основе энергетического метода. Обосновывается возможность применения конструкции подрельсового устройства для оперативной укладки железнодорожного пути в сложных условиях на неподготовленную поверхность без балластного слоя пути. Рассматривается упругое динамическое воздействие колеса на рельс с начальными скоростями по подрельсовому основанию в виде короба с оболочками, уложенного на неподготовленную поверхность. Кинетическая энергия колеса, ударяющего о рельс, уложенный на предлагаемое подрельсовое основание, переходит не только в потенциальную энергию деформации, но и в энергию волновых и колебательных процессов. Для повышения точности решения задачи динамического воздействия учитывается переход части энергии в энергию местных деформаций в контактной области колеса с рельсом. В течение короткого промежутка времени после касания колеса с некоторой скоростью все элементы рельса приобретают некоторую скорость деформации. Предполагается, что в момент касания колеса рельс не изменяет свою первоначальную форму, а уменьшение скорости колеса происходит за счет местного деформирования контактирующих тел; данный период удара будет длиться до выравнивания скоростей двух тел, после чего начнется изменение формы срединной поверхности рельса, моделируемого балкой типа Бернулли - Эйлера. Поскольку кинетическая энергия колеса переходит в потенциальную энергию изгиба, при расчете масса ударяемого тела учитывается как нагрузка колеса на рельс.