Ударное взаимодействие колеса и рельса

• Автор: Кузнецов, Аркадий Викторович
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 88 с.

1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ЦЕЛИ РАБОТЫ

1.1. Действие подвижной нагрузки на путь в вертикальной плоскости

1.2. Ударное взаимодействие колеса и рельса

1.3. Пространственные воздействия колесного экипажа

на рельсовый путь

1.4. Основные цели работы и общая грстановка решаемых задач

2. ИСХОДНЫЕ УРАВНЕНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.1. Динамические уравнения моносимметричного стержня на упругом основании .

2.2. Динамические уравнения, соответствующие классическим

и приближенным моделям

2.3. Интегратьное уравнение удара по теории Герца

и его возможная линеаризация
2.4. Начальная скорость удара по рельсу колеса с ползуном
2.5. Начальная скорость удара по рельсу колеса с наваром
2.6. Контактная жесткость в точке удара
2.7. Крутильная жесткость рельса
2.8. Жесткость упругого основания
3. АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСА И РЕЛЬСА
3.1. Применение преобразования Лапласа к динамическим уравнениям
3.2. Аналитические решения задачи удара в области изображений
для случая плоского изгиба
3.3. Задача изгиба с кручением в горизонтальной плоскости
3.4. Аналитические выражения реакции рельса в оригиналах
при плоском изгибе
3.5. Основное напряженнодеформированное состояние идеального рельсового пути при равномерном качении колесной пары
3.6. Местные и контактные напряжения в сечении под колесом
4. ЧИСЛЕННЫЕ АЛГОРИТМЫ РАСЧЕТОВ
4.1. Обратное интегральное преобразование Лапласа
при заданной форме импульса
4.2. Решение линеаризованного уравнения удара с использованием численного обращения преобразования Лапласа
4.3. Решение нелинейного уравнения удара методом Эйлера
на основе аналитических выражений реакции рельса
4.4. Краткое описание программного комплекса
5. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ И СРАВНЕНИЕ С ЭКСПЕРИМЕНТОМ
5.1. Сравнение параметров удара по различным моделям
5.2. Сравнение результатов расчета с данными экспериментов
5.3. Влияние различных параметров на дополнительное
напряженное состояние при ударах
5.4. Основное напряженное состояние рельса при равномерном качении колесного экипажа
5.5. Полная картина напряженнодеформированного состояния
ПРИЛОЖЕНИЕ
Геометрические характеристики поперечных сечений рельсов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Многие исследователи занимались изучением этой проблемы, целый ряд монографий посвящен изложению различных аспектов теории удара твердых деформируемых тел , , , , , , , 4, . Определенный вклад в развитие теории соударения упругих тел был сделан в работах В. В. Багреева 9, . Отметим также интересное исследование переходных динамических процессов при соударении вагонов 1. В нем процесс совместного движения соударяющиеся тел изучался с использованием численного шагового метода по схеме Адамса. Более подробно методика изложена в монографии В. Б. Зылева . Первые исследования ударного воздействия колесной пары с ползуном на рельсовый путь были выполнены в начале века Н. П. Петровым , С. П. Тимошенко 5, А. А. Холодецким 6, а позднее Н. Т. Митюшиным и Г. М. Шахунянцем 9. В г. ВНИИЖТа была опубликована работа М. Ф. Вериго Вертикальные силы, действующие на путь при прохождении подвижного состава . В этой работе приведен подробный обзор и анализ предшествующих исследований проблемы удара колеса с ползуном по рельсу, а также намечена принципиальная схема расчета характеристик удара по рельсу. Рельс рассматривается автором как балка на упругом основании предложено использовать теорию удара Тимошенко. Прогиб балки разлагается по формам собственных колебаний. После этой работы появился ряд других исследований той же проблемы. Отметим статьи М. П. Пахомова , , Н. Н. Кудрявцева , в которых рассмотрены два вида движения колеса с ползуном без отрыва и с отрывом колеса от рельса. Рельс при этом моделируется сосредоточенной массой.