Повышение эффективности работы системы «колесо-рельс» в условиях тяжеловесного движения на основе управления трением и изнашиванием
Автор: Ирина Георгиевна Горячева
Организация: Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН; НИИ механики МГУ, Москва
Рис. Этапы моделирования накопления контактно-усталостных повреждений в колесах и рельсах.
Проблема управления трением и изнашиванием в системе «колесо-рельс» в условиях тяжеловесного движения является важной задачей, решение которой позволяет снизить потери энергии и повысить эффективность работы железнодорожного транспорта. Одним из инструментов, способствующих ее решению, является математическое моделирование. Использование его на стадии проектирования позволяет провести оценку влияния условий взаимодействия колес и рельсов на конкретном участке пути, механических и прочностных характеристик колес и рельсов, а также характерных нагрузочно-скоростных параметров взаимодействия колеса с рельсом на распределение контактных и внутренних напряжений, силу трения и процесс накопления в приповерхностных слоях взаимодействующих тел контактно-усталостных повреждений.
В докладе основное внимание уделено анализу влияния промежуточного слоя (модель модификатора трения) на распределение контактных и внутренних напряжений в условиях трения качения с проскальзыванием, а также моделированию зарождения контактно-усталостных повреждений в приповерхностных слоях колес и рельсов и оценке влияния на этот процесс остаточных напряжений (см. Рис.).
На основе разработанных моделей [1,2] даны рекомендации относительно способов управления коэффициентом сцепления колес и рельсов, а также повышения их контактно-усталостной долговечности.
Исследование выполнено в рамках государственного задания МГУ имени М.В. Ломоносова.
1. Goryacheva I., Meshcheryakova A. Modelling of rolling contact fatigue under various interface conditions // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit. Год. 2024. Vol. 238. № 4. P. 360–369.
2. Горячева И.Г. Повышение эффективности работы системы «колесо-рельс» грузовых вагонов и рельсов в условиях тяжеловесного движения на основе управления трением и контактно-усталостным разрушением взаимодействующих тел // Бюллетень ОУС ОАО «РЖД». 2024. № 6. С. 1–8.
