Model' naprâženno-deformirovannogo sostoâniâ železnodorožnogo puti na osnove volnovoj teorii rasprostraneniâ naprâženij

• Autorzy: Кurgan D. M. , Bondarenko I. O.

Warianty tytułu

PL

Model odkształcenia stanu toru kolejowego w oparciu o teorię rozchodzenia się fal naprężeń

EN

Model the tension-deformed condition of permanent way on the basis of the wave theory for the distribution of stress

• Języki publikacji: RU

Abstrakty

PL

Wprowadzenie: do rozwiązywania zagadnień dotyczących modelowania stanu toru kolejowego, ulegającego deformacjom pod wpływem działania naprężeń, zwykle wykorzystuje się określony zestaw metod fizyko-matematycznych. Jeśli dla taboru są to głównie układy oparte na równaniach Lagrange’a, to dla toru zasadniczo są to statyczne i kwazistatyczne modele uzupełnione parametrami empirycznymi, ukierunkowane na określone zagadnienia brzegowe. Nie zawsze wystarcza to do rozwiązania współczesnych zagadnień dotyczących dużych prędkości ruchu i niezawodności eksploatacji toru kolejowego. Cel pracy: utworzenie nowego modelu odkształcenia stanu toru kolejowego, wykorzystującego teorię rozchodzenia się fal naprężeń. Wyniki: na podstawie teorii rozchodzenia się fal, opisano geometrię propagacji naprężeń w warstwie materiałów. Równowaga dynamiczna jest osiągana przy uwzględnieniu przyspieszonej deformacji masy materiału w przestrzeni, pomiędzy różnymi poziomami potencjałów. Rezultatem są procesy rozchodzenia się naprężeń (deformacji) w układzie przestrzennym, z uwzględnieniem ich zmian w czasie. Wartości otrzymanej masy układu, który bierze udział we wzajemnym oddziaływaniu w danym momencie czasu, są wykorzystywane jako ważna charakterystyka procesów przekazania energii i wykonanej pracy, niezbędnych do rozwiązywania zagadnień niezawodności. Model falowy uwzględnia nie tylko samo rozchodzenie się naprężeń wywoływanych obciążeniem, lecz również odbicie się fal od powierzchni styku ośrodków z różnymi własnościami fizycznymi, co daje możliwość otrzymania metodami analitycznymi adekwatnego narzędzia kształtowania sprężystego odkształcenia dynamicznego. Wnioski: Modele matematyczne stosowane zwykle do opisania odkształcenia stanu toru pod wpływem działania naprężeń, są z jednej strony uzasadnionym kompromisem pomiędzy złożonością a możliwościami dla określonych zadań, z drugiej strony zaś mają wyraźne granice zastosowania. Obecnie coraz bardziej istotne stają się liczne zagadnienia wymagające zastosowania zupełnie nowego podejścia, które podano jako uzasadnienie do wykorzystania teorii rozchodzenia się fal naprężeń. Na tej podstawie opracowano nowy model stanu toru odkształconego działaniem naprężeń.

EN

Introduction: for the solution of the tasks connected with modeling the tension-deformed condition of permanent way, a certain set of physical and mathematical methods is already traditionally used. If for a rolling stock it generally systems on the basis of the equations. Lagrange, for a way is, as a rule, the static or quasistatic models added with empirical parameters, focused on certain regional tasks. Not always it is enough of it for the solution of the modern tasks connected with high speeds of movement and questions of reliability for work of a permanent way. The purpose: creation of essentially new model the tension-deformed condition of permanent way on the basis of the wave theory for the distribution of stress. Results: on the basis of the wave theory the geometry of distribution of tension which is used for drawing up the equations of drive of potentials of tension in the thickness of materials is described. Dynamic balance will be reached by the accounting of the accelerated deformation of weight of substance in space between different levels of potentials. result are processes of distribution of tension (deformations) in spatial system taking into account their changes in time. Values of the received weight of system which takes part in interaction at present time, are used as the important characteristic of processes of transmission of energy and the performed work which are necessary for the solution of problems of reliability. The wave model considers on only direct distribution of tension from the enclosed loading, and reflection of waves from a surface of contact of objects with different physical properties that gives the chance to receive analytically the adequate instrument of formation of elastic dynamic deformation. Conclusion: Mathematical models which habitually to apply to the description tension-deformed condition of railway, on the one hand is a reasonable compromise between complexity and opportunities for certain tasks, but with another - have a clear boundary of applicability. Today gathers the increasing relevance a number of questions which need use of essentially new approaches as which it is allowed to use justification the wave theory of distribution of stress. On this basis essentially new model the tension-deformed condition of permanent way is created.

Słowa kluczowe

PL

tor kolejowy; naprężenia; deformacja; teoria falowa; fale sprężyste; niezawodność toru

EN

permanent way; tension; deformation; wave theory; stress wave; reliability of permanent way

• Wydawca: Instytut Kolejnictwa
• Czasopismo: Problemy Kolejnictwa
• Rocznik: 2013
• Tom: Z. 159
• Strony: 99--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., il.

Twórcy

autor

Кurgan D. M.

autor

Bondarenko I. O.

Bibliografia

• 1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М.: Теоретическая физика. Т. VII. Теория упругости. Москва, Наука, 1987, 248 с.
• 2. Овсянников А.С., Стариков В.А.: Метод суперпозиции сингулярных решений в осиметрических задачах теории упругости, Киев, Наук. Думка, 1989, 100с.
• 3. Коlsky Н.: Stress Waves in Solids, Oxford: 1953, 211 р., Рус. пер.: Н. Кольский, Волны напряжения в твердых телах, Москва, 1955, 192 с.
• 4. Бондаренко И.О., Курган Д.М.: Застосування теоріï розповсюдження пружних хвилъ для виргшення задач напружено-деформацшного стану залізничноïколіï, 36. наук. пр. ДЕТУТ „Транспорта! системи і технологіï", Вип. 18,Кшв, 2011, С. 14-18.
• 5. Бондаренко И.О., Курган Д.М., Патласов О.М., СавлукВ.С.: Використання цифровоï вимгрювалъноï техніки для експерименталъних досліджень взаемодіï коліï і рухомого складу, Вюник ДНУЗТу № 37, Дншропетровськ, 2011, С. 124-128.
• 6. Вострухов А.В.: Динамика железнодорожного пути с учетом волн в грунте. Автореферат дис. канд. физ.-мат. наук: 01.02.06. Нижний Новгород, 2001, 22 с.
• 7. Суворова Т.В.: Динамическое взаимодействие систем полуограниченных и ограниченных деформируемых тел, моделирующих железнодорожный путь и объекты инфраструктуры, Автореферат дис. д.ф.-м.н.: 01.02.04, Краснодар, 2004, 46 с.