Разработка методики контроля дефектов поверхности катания железнодорожных колес в движении по показателям динамики их взаимодействия с рельсами

• Автор: Кочетков, Антон Сергеевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Обозначения и сокращения

Введение

1 ОСОБЕННОСТИ ДИАГНОСТИКИ КОЛЕС ПОДВИЖНОГО СОСТАВА В ДВИЖЕНИИ

1.1 Причины появления дефектов поверхности катания колес и анализ степени их опасности
1.2 Современные методы контроля дефектов поверхности катания колесных пар в движении
1.3 Особенности быстродействующей тензометрии при диагностике колесных пар в движении

1.4 Задачи исследования

2 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В РЕЛЬСЕ ПОД ПОЕЗДНОЙ НАГРУЗКОЙ

2.1 Разработка расчетной модели «колесо-рельс»

2.2 Оценка погрешности измерения вертикальных и боковых сил при движении колесной пары
2.3 Исследование распределения упругих колебаний в материале рельса,
вызванных ударным воздействием
Выводы по главе
3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КОНТРОЛЯ КОЛЕС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЙ ТЕНЗОМЕТРИИ РЕЛЬСОВ ПОД ПРОХОДЯЩИМ ПОЕЗДОМ
3.1 Информативные параметры сигналов с тензодатчиков, полученных при тензометрии рельсов под проходящим поездом
3.2 Разработка методов обнаружения дефектов поверхности катания колес по анализу деформаций

3.3 Обоснование критериев браковки и пропуска дефектов при
тензометрическом контроле колесных пар в движении
Выводы по главе
4 СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ДЕФЕКТНЫХ КОЛЕСНЫХ ПАР ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ В ДВИЖЕНИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЙ ТЕНЗОМЕТРИИ И ВИЗУАЛЬНО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ
4.1 Экспериментальное подтверждение в полевых условиях разработанного метода браковки дефектных колесных пар в движении
4.2 Разработка методики определения номера дефектной колесной пары
в движении
4.3 Методика контроля колесных пар в движении
Выводы по главе
Общие выводы
ЛИТЕРАТУРА
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
КП - колесная пара;
НК - неразрушающий контроль;
НДС - напряженно-деформированное состояние; ПТО - пункт технического обслуживания;
ОК - объект контроля;
ДДК - детектор дефектных колес;
СКО - среднее квадратическое отклонение;
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика; АЦП - аналого-цифровой преобразователь.

2 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В РЕЛЬСЕ ПОД ПОЕЗДНОЙ НАГРУЗКОЙ
Методика обнаружения дефектов поверхности катания колес вагонов в движении основывается на анализе сил, действующих от колес на рельсы. Силы измеряют косвенным методом с использованием теоретических и экспериментальных результатов, полученных при прямых измерениях деформаций рельса. Необходимые функциональные зависимости получают при разработке методики контроля.
На вид и параметры функциональных зависимостей существенное влияние оказывают характеристики пути и подвижного состава: жесткость подрельсового основания, способы крепления тензодатчиков, траектория движения колеса по рельсу и т.д. В натурном эксперименте реализовать весь спектр внешних условий достаточно сложно. В работе для исследования сил взаимодействия колеса и рельса используется комплексный подход, основанный на применении совокупности различных методов исследования: теоретического моделирования, лабораторных и натурных экспериментов.
Теоретическое моделирование и лабораторные эксперименты проводились с целью оценки основных источников погрешностей, анализа чувствительности методики контроля, корректировки цели и задачи натурного эксперимента.
2.1 Разработка расчетной модели «колесо-рельс»
Для исследования деформированного состояния рельса под нагрузкой проходящего поезда использовали метод конечных элементов. При этом проводили моделирование участка рельса со шпалами и приложенной на него нагрузкой по линии предполагаемого контакта колеса с рельсом [32].