Россия
Цель: Анализ зарубежного опыта определения причин, по которым происходит выход из строя промежуточного рельсового скрепления. В настоящее время разработано достаточно много конструкций рельсовых скреплений для различных условий эксплуатации и множество расчетных и лабораторных методов определения их работоспособности. При этом остается открытым вопрос прогнозирования и подтверждения ресурса узла рельсового скрепления и сохранения его виброзащитных свойств в процессе эксплуатации. Методы: Сравнение и анализ расчетных моделей определения напряженного состояния элементов различных конструкций промежуточных рельсовых скреплений, а также лабораторные и полигонные испытания в различных условиях эксплуатации. Результаты стендовых испытаний на циклическую усталость не всегда совпадают с результатами натурных испытаний на действующей железнодорожной линии. При этом отказы для различных типов рельсовых скреплений происходят по причине выхода из строя различных элементов узла скрепления. В статье рассматриваются вопросы сохранения виброзащитных свойств рельсовых скреплений в эксплуатации, причины выхода из строя отдельных элементов скреплений и вопросы подтверждения эксплуатационного ресурса. Результаты: Определен элемент, отказ которого чаще всего приводит к отказу всего узла скрепления. Это упругая клемма. Рассмотрены исследования, утверждающие, что разрушение клеммы в значительной степени связано с резонансом, вызванным волнообразным износом рельса, а также другие исследования, заявляющие, что клеммы разрушаются вследствие повышенной нагрузки на ось. Практическая значимость: Созданы предпосылки для разработки мероприятий по сокращению или недопущению разрушения упругих клемм промежуточных рельсовых скреплений в эксплуатации.
Рельсовое скрепление, упругая клемма, демпфирующая прокладка, дюбель, ресурс, усталостная прочность, ресурс
1. Kun L. Influence analysis on the effect of rail fastening parameters on the vibration response of track-bridge system / L. Kun, X. Lei, Sh. Zeng // Advances in Mechanical Engineering. — 2017. — Vol. 9(8). — Pp. 1–8. — DOI:https://doi.org/10.1177/1687814017702839. — URL: https://journals.sagepub.com/ doi/full/10.1177/1687814017702839.
2. Ma D. Failure analysis of fatigue damage for fastening clips in the ballastless track of highspeed railway considering random track irregularities / D. Ma, J. Shi, Z. Yan, L. Sun // Engineering Failure Analysis. — January 2022. — Vol. 131. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105897.
3. Ali S. A. Railway noise levels, annoyance and countermeasures in Assiut, Egypt / S. A. Ali // Applied Acoustics. — January 2005. — Vol. 66. — Iss. 1. — Pp. 105–113. — DOI:https://doi.org/10.1016/j. apacoust.2004.06.005.
4. Kerr A. D. Analysis and tests of boned insulted rail joints subjected to vertical wheel loads / A. D. Kerr, J. E. Cox // International Journal of Mechanical Sciences. — October 1999. — Vol. 41. — Iss. 10. — Pp. 1253–1272. — DOI:https://doi.org/10.1016/S0020-7403(98)00042-3.
5. Kaewunruen S. Field trials for dynamic characteristics of railway track and its components using impact excitation technique / S. Kaewunruen, A. M. Remennikov // NDT & E International. — October 2007. — Vol. 40(7). — Pp. 510–519. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2007.03.004.
6. Li Z. An investigation into the causes of squats — Correlation analysis and numerical modeling / Z. Li, Zh. Xin, C. Esveld, R. Dollevoet et al. // Wear. — 30 October 2008. — Vol. 265. — Iss. 9–10. — Pp. 1349–1355. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.wear.2008.02.037.
7. Mandal N. K. Sub-modelling for the ratchetting failure of insulated rail joints / N. K. Mandal, M. Dhanasekar // International Journal of Mechanical Sciences. — October 2013. — Vol. 75. — Pp. 110–122. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2013.06.003.
8. Pomboa J. Influence of track conditions and wheel wear state on the loads imposed on the infrastructure by railway vehicles / J. Pomboa, J. Ambrósio, M. Pereira, R. Verardi et al. // Computers & Structures. — November 2011. — Vol. 89. — Iss. 21–22. — Pp. 1882–1894. — DOI:https://doi.org/10.1016/j. compstruc.2011.05.009.
9. Varandas J. N. Dynamic behaviour of railway tracks on transitions zones / J. N. Varandas, P. Hölscher, M. A. G. Silva // Computers & Structures. — July 2011. — Vol. 89. — Iss. 13–14. — Pp. 1468–1479. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2011.02.013.
10. Luoa Y. Numerical investigation of nonlinear properties of a rubber absorber in rail fastening systems / Y. Luoa, Y. Liu, H. P. Yin // International Journal of Mechanical Sciences. — April 2013. — Vol. 69. — Pp. 107–113. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2013.01.034.
11. Klaus H. An extended linear model for the prediction of short pitch corrugation / H. Klaus, K. Klaus // Wear. — January 1996. — Vol. 191. — Iss. 1–2. — Pp. 161–169. — DOI:https://doi.org/10.1016/0043- 1648(95)06747-7.
12. Ilias H. The influence of railpad stiffness on wheelset/track interaction and corrugation growth / H. Ilias // Journal of Sound and Vibration. — 11 November 1999. — Vol. 227. — Iss. 5. — Pp. 935–948. — DOI:https://doi.org/10.1006/jsvi.1999.2059.
13. Nielsen J. C. O. Numerical prediction of rail roughness growth on tangent railway tracks / J. C. O. Nielsen // Journal of Sound and Vibration. — 23 October 2003. — Vol. 267. — Iss. 3. — Pp. 537–548. — DOI:https://doi.org/10.1016/S0022-460X(03)00713-2.
14. Gry L. Dynamic modelling of railway track based on wave propagation / L. Gry // Journal of Sound and Vibration. — 22 August 1996. — Vol. 195. — Iss. 3. — Pp. 477–505. — DOI: 10.1006/ jsvi.1996.0438.
15. Mandal N. K. On the low cycle fatigue failure of insulated rail joints (IRJs) / N. K. Mandal // Engineering Failure Analysis. — May 2014. — Vol. 40. — Pp. 58–74. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.engfailanal. 2014.02.006.
16. Benson D. J. A single surface contact algorithm for the post-buckling analysis of shell structures / D. J. Benson, J. O. Hallquist // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. — January 1990. — Vol. 78. — Iss. 2. — Pp. 141–163. DOI:https://doi.org/10.1016/0045-7825(90)90098-7.
17. Thompson D. J. Developments of the indirect method for measuring the high frequency dynamic stiffness of resilient elements / D. J. Thompson, W. J. van Vliet, J. W. Verheij // Journal of Sound and Vibration. — 28 May 1998. — Vol. 213. — Iss. 1. — Pp. 169–188. DOI: 10.1006/ jsvi.1998.1492.
18. Hong X. Fatigue damage analysis and life prediction of e-clip in railway fasteners based on ABAQUS and FE-SAFE / X. Hong, G. Xiao, W. Haoyu, L. Xing et al. // Advances in Mechanical Engineering. — 2018. — Vol. 10(3). — Pp. 1–12. — DOI:https://doi.org/10.1177/1687814018767249.
19. Deshimaru T. Permissible lateral force and fatigue life for rail fastening system / T. Deshimaru, S. Tamagawa, H. Kataoka // Quarterly Report of RTRI. — 2017. — Vol. 58. — Pp. 236–241. — URL: https://www.researchgate.net/publication/319324842_Permissible_Lateral_Force_and_Fatigue_Life_ for_Rail_Fastening_System.
20. Liu Y. The Effect of Material Static Mechanical Properties on the Fatigue Crack Initiation Life of Rail Fastening Clips / Y. Liu, Q. Li, X. Jiang, H. Liu et al. // Hindawi Advances in Civil Engineering. — Vol. 2021. — Article ID 1366007. — 14 p. — DOI:https://doi.org/10.1155/2021/1366007.
21. Савин А. В. Безбалластный путь / А. В. Савин. — М.: РАС, 2017. — 192 с.
22. Савин А. В. Технические требования к элементам верхнего строения пути / А. В. Савин, А. В. Кузнецова, А. В. Петров, С. А. Васильева // Транспортное строительство: Сборник статей второй всероссийской научно-технической конференции. — М.: Перо, 2021. — С. 23–32.
23. Savin A. V. The Service Life of Ballastless Track / A. V. Savin // Procedia Engineering. — 2017. — Vol. 189. — Pp. 379–385. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.05.060.
24. Савин А. В. Влияние рельсовых скреплений на устойчивость бесстыкового пути / А. В. Савин, Е. В. Соломатин // East European Scientific Journal. — 2023. — № 12(97). — С. 13–18. — URL: https://archive.eesa-journal.com/index.php/eesa/issue/view/93/142.
25. Hovorukha V. Studying and improving intermediate rail fastening of rail transport / V. Hovorukha // E3S Web of Conferences 109, 00028 (2019) Essays of Mining Science and Practice 2019. — DOI:https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900028.
26. Петров А. В. Жесткость рельсовых скреплений безбалластной конструкции пути / А. В. Петров, С. В. Михайлов, А. В. Савин // Путь и путевое хозяйство. — 2022. — № 1. — C. 8–10.
27. Savin A. Acoustic impact on bridges / A. Savin, V. Ermakov, M. Egorov. — URL: https:// authors.elsevier.com/sd/article/S2352146522003106.
28. Nikitin D. Analysis of strength characteristics in railroad dowels produced by various manufacturers / D. Nikitin, L. Nikitina, A. Asoyan, A. Marusin // Architecture and Engineering. — 2019. — Vol. 4. — Iss. 1. — Pp. 23–31. — DOI:https://doi.org/10.23968/2500-0055-2019-4-1-23-31.
29. Klaus H. An extended linear model for the prediction of short pitch corrugation / H. Klaus, K. Klaus // Wear. — January 1996. — Vol. 191. — Iss. 1–2. — Pp. 161–169. — DOI:https://doi.org/10.1016/0043- 1648(95)06747-7.
30. Ilias H. The influence of railpad stiffness on wheelset/track interaction and corrugation growth / H. Ilias // Journal of Sound and Vibration. — 11 November 1999. — Vol. 227. — Iss. 5. — Pp. 935–948. — DOI:https://doi.org/10.1006/jsvi.1999.2059.
