Bulletin of scientific research results Bulletin of scientific research results Бюллетень результатов научных исследований 2223-9987 104613 10.20295/2223-9987-2025-3-91-106 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем Laboratory Tests to Investigate the Vibration Isolation Properties of Elastic Under-Ballast Materials Лабораторные испытания виброизоляционных свойств упругих подбалластных материалов Маслов Никита Кахраманович Maslov Nikita Kahramanovich nikita.digital@mail.ru Вальцева Татьяна Юрьевна Val'ceva Tat'yana Yur'evna vtu25@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Сайдалиев Абдунаим Абдурауфович Saydaliev Abdunaim Abduraufovich Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Russian Federation Дальневосточный государственный университет путей сообщения Россия Far Eastern State Transport University Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Russian Federation 28 09 2025 28 09 2025 2025 3 91 106 04 06 2025 11 07 2025 https://itt-pgups.ru/en/nauka/article/104613/view

Цель: Определение эффективности виброизоляции упругих подбалластных материалов при вибродинамическом воздействии. Методы: В ходе экспериментов моделировались реальные условия динамических нагрузок от подвижного состава при заданном диапазоне возбуждающих частот с использованием специализированного испытательного оборудования, что позволило оценить динамические характеристики и передаваемость вибрации двух образцов подбалластных матов разной толщины и плотности. Результаты: Определены динамические характеристики, и выявлена зависимость эффективности виброизоляции от частотного диапазона, типа материала и его жесткости. Оптимальная виброизоляция испытываемых образцов подбалластных матов наблюдается в диапазоне частот от 28 до 30 Гц, в котором жесткий и плотный образец UBM-1 демонстрируют лучшие упругодемпфирующие свойства, чем гибкий и утолщенный образец UBM-2. Практическая значимость: Исследование обеспечивает моделирование полевых условий и более точное представление о передаваемости вибрации и упругих свойствах подбалластных матов. Полученные результаты позволяют оптимизировать выбор виброизолирующих упругих материалов и определить эффективность виброизоляции в низкочастотной области, критичной для инфраструктуры, которая дает значимые показатели снижения уровня динамических воздействий, передаваемых на основание пути.

Purpose: To ascertain the efficacy of vibration isolation of elastic under-ballast materials under vibrodynamic impact. Methods: In the course of the experiments, real conditions of dynamic loads from rolling stock were simulated at a given range of exciting frequencies using specialised test equipment. This made it possible to evaluate the dynamic characteristics and vibration transmissibility of two samples of under-ballast mats having different thickness and density. Results: A comprehensive investigation was conducted to ascertain the dynamic characteristics of the samples under study. This investigation revealed the dependence of vibration isolation efficiency on the frequency range, the type of material used, and its stiffness. Optimal vibration isolation of the tested samples of under-ballast mats was observed in the frequency range from 28 to 30 Hz. In this range, the rigid and dense sample UBM-1 demonstrates better damping properties than the flexible and thickened sample UBM-2. Practical significance: The study provides a comprehensive modelling of field conditions, facilitating a more precise understanding of vibration transmissibility and the elastic properties of under-ballast mats. The results obtained make it possible to optimise the choice of vibration-insulating elastic materials and determine the effectiveness of vibration isolation in the low-frequency range, critical for infrastructure. This provides significant indicators of reducing the level of dynamic impacts transmitted to the track base.

 Виброизоляция подбалластные маты вибродинамическое воздействие передаваемость вибрации комплексный модуль упругости коэффициент потерь собственная частота колебаний Vibration isolation under-ballast mats vibrodynamic impact vibration transmissibility complex elastic modulus loss factor natural oscillation frequency

Ntotsios E. The effect of track load correlation on ground-borne vibration from railways / E. Ntotsios, D. Thompson, M. Hussein // Journal of Sound and Vibration. — 2017. — Vol. 402. — Pp. 142–163. Ntotsios E. The effect of track load correlation on ground-borne vibration from railways / E. Ntotsios, D. Thompson, M. Hussein // Journal of Sound and Vibration. — 2017. — Vol. 402. — Pp. 142–163. Kouroussis G. Railway ground vibrations induced by wheel and rail singular defects / G. Kouroussis, D. P. Connolly, G. Alexandrou, K. Vogiatzis // Vehicle System Dynamics. — 2015. — Vol. 53. — Iss. 10. — Pp. 1500–1519. Kouroussis G. Railway ground vibrations induced by wheel and rail singular defects / G. Kouroussis, D. P. Connolly, G. Alexandrou, K. Vogiatzis // Vehicle System Dynamics. — 2015. — Vol. 53. — Iss. 10. — Pp. 1500–1519. Управление надежностью бесстыкового пути / В. С. Лысюк, В. Т. Семенов, В. М. Ермаков; под ред. В. С. Лысюка. — М.: Транспорт, 1999. — 373 с. Upravlenie nadezhnost'yu besstykovogo puti / V. S. Lysyuk, V. T. Semenov, V. M. Ermakov; pod red. V. S. Lysyuka. — M.: Transport, 1999. — 373 s. ГОСТ Р 70258—2022. Маты подбалластные для виброизоляции конструкции верхнего строения пути. Методы испытаний. — М.: НИИСФ РААСН, 2022. — 12 с. GOST R 70258—2022. Maty podballastnye dlya vibroizolyacii konstrukcii verhnego stroeniya puti. Metody ispytaniy. — M.: NIISF RAASN, 2022. — 12 s. Kraskiewicz C. Static and dynamic characteristics of resilient mats for vibration isolation of railway tracks / C. Kraskiewicz, C. Lipko, M. Pludowska, A. Zbiciak // Procedia Engineering. — 2016. — Vol. 153. — Pp. 317–324. Kraskiewicz C. Static and dynamic characteristics of resilient mats for vibration isolation of railway tracks / C. Kraskiewicz, C. Lipko, M. Pludowska, A. Zbiciak // Procedia Engineering. — 2016. — Vol. 153. — Pp. 317–324. DIN 45673-1:2010-08 Mechanical vibration. Resilient elements used in railway tracks. Part 1: Terms and definitions, classification, test procedures. DIN 45673-1:2010-08 Mechanical vibration. Resilient elements used in railway tracks. Part 1: Terms and definitions, classification, test procedures. DIN V 45673-4-2008 Mechanical vibration. Resilient elements used in railway tracks. Part 4: Analytical evaluation of insertion loss of mounted track systems. DIN V 45673-4-2008 Mechanical vibration. Resilient elements used in railway tracks. Part 4: Analytical evaluation of insertion loss of mounted track systems. Wettschureck R. G. Vibration and structure-borne sound isolation by means of cellular poly- urethane (PUR) elastomers / R. G. Wettschureck // Proceedings Vibrationsdagen (SVIB). — Stockholm, Sweden, 1994. — Pp. 21–52. Wettschureck R. G. Vibration and structure-borne sound isolation by means of cellular poly- urethane (PUR) elastomers / R. G. Wettschureck // Proceedings Vibrationsdagen (SVIB). — Stockholm, Sweden, 1994. — Pp. 21–52. Wettschureck R. G. Reduction of structure-borne noise emissions from above-ground railway lines by means of ballast mats / R. G. Wettschureck, M. Heim, S. Mühlbachler // Proceedings Inter- noise 97. — Budapest, 1997. — Pp. 577–580. Wettschureck R. G. Reduction of structure-borne noise emissions from above-ground railway lines by means of ballast mats / R. G. Wettschureck, M. Heim, S. Mühlbachler // Proceedings Inter- noise 97. — Budapest, 1997. — Pp. 577–580. ГОСТ Р 58017—2017. Пластмассы. Определение механических свойств при динамическом нагружении. Сжатие. — М.: Стандартинформ, 2017. — 12 с. GOST R 58017—2017. Plastmassy. Opredelenie mehanicheskih svoystv pri dinamicheskom nagruzhenii. Szhatie. — M.: Standartinform, 2017. — 12 s.