Совершенствование модели температурной устойчивости бесстыкового пути под поездами

• Автор: Манюгина, Екатерина Андреевна
• Шифр специальности: 05.22.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МОДЕЛЕЙ РАСЧЕТА
УСТОЙЧИВОСТИ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ. РАЗРАБОТКА НАПРАВЛЕНИЙ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ
УСТОЙЧИВОСТИ
1.1 Анализ развития расчета устойчивости железнодорожного
пути
1.2 Обоснование и выбор направлений исследования
Выводы по главе
2 ОБОСНОВАНИЕ РАСЧЕТНОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ
МОДЕЛИ И ВЫБОР МЕТОДОВ ЕЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Анализ существующих методов расчета устойчивости бесстыкового пути
2.2 Предлагаемая модель расчета устойчивости бесстыкового пути
2.3 Проверка адекватности предложенной модели
Выводы по главе
3 ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-
ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ
БЕССТЫКОВОГО ПУТИ В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПРОДОЛЬНОЙ СЖИМАЮЩЕЙ СИЛЫ
3.1 Экспериментальное определение модулей упругости
подрельсового основания
3.2 Исследование влияния асимметрии силового отпора подрель-
сового основания на напряженно-деформированное состояние верхнего строения пути под действием температурной продольной сжимающей силы
3.3 Влияние начальной вертикальной неровности на долю обез-
груживания и отрыва подрельсового основания под действием только собственного веса верхнего строения пути
3.4 Исследование давления шпал на балласт под подвижным составом
Выводы по главе
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТОХАСТИЧЕСКОГО
ХАРАКТЕРА СОПРОТИВЛЕНИ ПОПЕРЕЧНОМУ ПЕРЕМЕЩЕНИЮ ШПАЛ В БАЛЛАСТЕ И СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОВОРОТУ РЕЛЬСА
ОТНОСИТЕЛЬНО ШПАЛ НА ВЕЛИЧИНУ КРИТИЧЕСКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
4.1 Влияние стохастического характера сопротивления на вели

чину критической температуры в рельсе в прямом участке пути
4.1.1 Влияние стохастического характера сопротивления поперечному перемещению шпал в балласте на изменение критической температуры
4.1.2 Влияние стохастического характера сопротивления повороту рельса относительно шпал на величину критической температуры
4.1.3 Совместное влияние характеристик сопротивления поперечному перемещению шпал в балласте и повороту рельса относительно шпал на величину критической температуры
4.2 Влияние стохастического характера сопротивления на величину критической температуры в кривых различных радиусов
4.2.1 Влияние стохастического характера сопротивления поперечному перемещению шпал в балласте на величину критической температуры
4.2.2 Влияние стохастического характера сопротивления повороту рельса относительно шпал на величину критической температуры в кривых различных радиусов
4.3 Влияние типов скреплений на устойчивость бесстыкового пути в горизонтальной плоскости при проведении ремонтных работ
4.3.1 Влияние локального ослабления сопротивления при различных типах скреплений на устойчивость в прямом участке пути
4.3.2 Влияние локального ослабления сопротивления при различных типах скреплений на устойчивость пути в кривых разных радиусов
Выводы по главе
5 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ПУТИ В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ В ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ плоскости
5.1 Влияние вертикальной неровности на устойчивость пути в горизонтальной плоскости без учета поездной нагрузки
5.2 Влияние вертикальной неровности на устойчивость пути в горизонтальной плоскости под поездом
5.3 Проверка адекватности разработанной модели устойчивости путем сравнения результатов расчетов с экспериментальными данными
Выводы по главе 5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А

ВВЕДЕНИЕ
В стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года большое внимание уделено развитию инфраструктуры [1].
Планируется:
• строительство новых железнодорожных линий общего назначения;
• строительство новых линий под скоростное и высокоскоростное движение;
• строительство вторых путей протяженностью до 3055,6 км;
• строительство крупных обходов Иркутского, Пермского и Новосибирского железнодорожного узлов;
• формирование обхода Московского узла;
• строительство северного обхода Свердловского узла;
• усиление и реконструкция существующих железнодорожных линий и
узлов.
Все эти мероприятия должны непременно сопровождаться увеличением полигона бесстыкового пути не менее чем на 16000 км.
И это не случайно. За последние пять десятилетий бесстыковой путь доказал свою экономическую эффективность.
Это не только повышение безопасности перевозочного процесса в части, зависящей от пути, не только повышение комфортности пассажирских перевозок, но и снижение повреждаемости подвижного состава, и связанных с этим расходов.
Приведем несколько показателей эффективности бесстыкового пути, принимаемых в расчетах [2]:
• экономия на текущем содержании - до 25%;
• увеличение сроков службы элементов пути - до 10%;
• снижение расхода металла до 4,5 т/км;
• снижение сопротивления движению - до 10%>;
• снижение расходов на ремонт подвижного состава - 8-10%;

Формой искривления при энергетических методах решения задаются, поэтому функция у = (р2(х), которая описывает упругую линию стержня при его изгибе, является известной. При форме искривления:

где г/1 - постоянный коэффициент, величина которого зависит только от принятой формы искривления.
Энергия сжатия не исчезает, а переходит в упругий изгиб стержня и преодолевает силы сопротивления среды или веса стержня, в том случае, если рассматривается вертикальное искривление.
Работу изгиба выражает следующая формула:
Работа на преодоление равномерно распределенных по длине стержня сил
сопротивления среды выражается формулой:

AB = 2qjydx = T]Bqlf

Численное решение зависит от принимаемого уравнения изогнутой оси пути. Метод интегральных уравнений
Этот метод применялся в решении вопросов устойчивости пути A.A. Кривободровым [9]. Задача об изгибе стержня сводилась к интегральному уравнению Э. Фредгольма, в результате решения которого получалось точное уравнение изогнутой оси в соответствии с исходными положениями теории. Однако, эти исходные положения в решении A.A. Кривободрова остаются такими же, как и при решении другими способами. Поэтому применение математического аппарата не дает существенных изменений в окончательных результатах.
Поэтому
А =->7.*