Бельков Владимир Максимович - доктор физико-математических наук, научный консультант НКЦ.
Москва, 129626
Vladimir M. Bel’kov - Dr. Sci. (Phys.-Math.), Scientific Consultant, Science and consultancy center (NKTs).
Moscow, 129626
В статье проведены расчеты коэффициентов демпфирования полимерных прокладок, выбраны для них материалы, которые обеспечивают минимальные напряжения на грунты под железнодорожным полотном и исключают его просадки в широком рабочем диапазоне температур и частот. На базе теории волновых процессов обосновано применение дополнительной металлической пластины между подкладкой под рельс и прокладкой на шпалу, которая позволяет благодаря отражению в противофазе на границе «металл рельса — полимер» снизить амплитуду вибрационной волны в рельсе и колесе в шесть раз, а при отражении вибрационной волны в сегменте «металлическая пластина — прокладка — бетонная шпала» уменьшает амплитуду волны еще в три раза. Для российского резко континентального климата следует в качестве подкладок под рельсы использовать термоэластопласты, а на шпалы — полиуретан. Для повышения коэффициента демпфирования между подкладкой и прокладкой нужно установить шероховатую алюминиевую пластину, на которую следует напылить полимер. Такая составная прокладка может «работать» и при низких температурах от –60 °С, и при высоких до +80 °С.
The article provides calculations of coefficients of polymer damping pads with elaborated materials that ensure minimal impact on soils under railway trackside and exclude its subsidence in a wide operating range of temperatures and frequencies. Application of additional metal plate between the pad under the rails and the pad on a sleeper was substantiated based on the theory of wave processes, that allows reducing amplitude of vibrational waves in rail and wheel by six times due to reflection in reversed phase at the “rail metal — polymer” border, and reduces the amplitude of the wave by three times due to reflection of vibrational waves in the “metal plate — pad — concrete sleeper” segment. Considering Russian extreme continental climate thermoplastic elastomers are recommended to use as under-rail pads, and polyurethanes for sleepers. An aluminum plate should be installed to increase damping factor between lining and pads. Such a composite lining can be operated at extremely low temperatures from –60 °С, and high to +80 °С. Significant amount of rubber and polyurethane pads is produced worldwide for different climatic and operating conditions. After conducting accelerated tests author suggests a transition to two or three types of “thermoplastic elastomer — metal — polyurethane” composite pads in order to unify a variety of different types of polymer pads according to the operating conditions, the material and construction used.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.