vestnikvniizhtВестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВЕСТНИК ВНИИЖТ)RUSSIAN RAILWAY SCIENCE JOURNAL2223-97312713-2560Joint Stock Company "Railway Research Institute"10.21780/2223-9731-2019-78-4-241-248vestnikvniizht-327Research ArticleДругоеMiscellaneousРасчетно-экспериментальная оценка влияния использования подшпальных прокладок на показатели динамического воздействия подвижного состава на путь в стыковой зонеEstimation and test assessment of the rail pads effect on the indicators of dynamic impact of the rolling stock on the track in the joint areaКаплинВ. Н.KaplinV. N.

Каплин Валерий Николаевич, начальник Экспериментального кольца

Valeriy N. Kaplin, Head of the Experimental Test Loop

МысливецМ. Н.MyslivetsM. N.

Мысливец Максим Николаевич, начальник конструкторско-технологического отдела

Maksim N. Myslivets, Head of the Design Technological Department

СидороваЕ. А.SidorovaE. A.

Сидорова Елена Анатольевна, канд. техн. наук, старший научный сотрудник, научный центр «Путевая инфраструктура и вопросы взаимодействия колесорельс»

Elena A. Sidorova, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher, Scientific Center “Track Infrastructure and the Issues of the Wheel-Rail Interaction”

Sidorova.Elena@vniizht.ruПолунинаЕ. А.PoluninaE. A.

Полунина Евгения Алексеевна, руководитель группы, научный центр «Динамика и прочность тягового подвижного состава»

Evgeniya A. Polunina, Team Leader, Scientifi c Center “Dynamics and Endurance of Traction Rolling Stock”

Акционерное общество «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (АО «ВНИИЖТ»)РоссияJoint Stock Company Railway Research Institute (JSC “VNIIZhT”)Russian FederationОбщество с ограниченной ответственностью «ЭМИРП» (ООО «ЭМИРП»)РоссияLimited Liability Company EMIRP (LLC “EMIRP”)Russian Federation201925112019784241248Copyright © Каплин В.Н., Мысливец М.Н., Сидорова Е.А., Полунина Е.А., 20192019Каплин В.Н., Мысливец М.Н., Сидорова Е.А., Полунина Е.А.Kaplin V.N., Myslivets M.N., Sidorova E.A., Polunina E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-vniizht.ru/jour/article/view/327

Рассмотрены возможности использования подшпальных прокладок для снижения динамического воздействия подвижного состава на путь в стыковой зоне. В процессе исследования была проведена расчетная оценка амортизационных свойств материала для изготовления подшпальных прокладок с учетом упругих свойств подрельсового основания при статических и динамических нагрузках. В статье приведены результаты моделирования в программном комплексе «Универсальный механизм» упругих характеристик подрельсового основания с применением подшпальных прокладок различной жесткости. Данные значения легли в основу расчета показателей динамического взаимодействия пути и подвижного состава в стыке с применением коэффициента, устанавливающего связь между прогибами целого рельса и рельса со стыком. На основе оценки полученных результатов обоснована целесообразность применения в стыке подшпальных прокладок. В  работе приведены результаты экспериментальной оценки динамического воздействия подвижного состава на путь в зоне стыка с применением подшпальных прокладок, которые подтверждают полученные расчеты и позволяют оценить рост ускорений, возникающих на шпалах в стыковой зоне при прохождении подвижного состава.

Increasing axial loads including the development of heavy movement on Russian railroads network require the best solutions for improvement of the railway track structure. Research by Russian and international scientists indicates that rail elastic pads reduce vibrations transferred from reinforced concrete sleepers to crashed stone, including the joint area. This study examines possibilities of using rail pads for reducing the dynamic effects of the rolling stock on the track in the joint area. Assessment of the rail pads construction material shock-absorbing properties was conducted considering the elastic properties of the rail support with static and dynamic loads. Results of mode ling the elastic properties of the rail support with rail pads of different rigidities using the software complex “Universal mechanism” are presented. The results were used as basis for calculation of indicators of dynamic interaction of the track and rolling stock at the joint using the coeffi cient establishing the link between bendings of the solid rail and the rail with joint. The expediency of using rail pads at the place of the joint is justifi ed based on assessment of the results.

This study reveals that elastic rail pads based on isoprene rubbers are suitable for track structures that improve indicators of the track and rolling stock interaction. When using rubber pads, the growth of accelerations on the sleeper is less dependent on the speed, causing the track stability to increase. The results are supported by tests consistent with calculations and justify the necessity for further studies in this fi eld.

железнодорожный путьподшпальные прокладкивоздействие на путь в зоне стыкажесткость подрельсового основанияпрогибы рельсаускоренияrailway trackunder sleeper padseffect on the track at the joint arearigidity of rail supportrail bendingaccelerationsReferencesМанашкин Л. А., Мямлин С. В., Приходько В. И. Оценка силы ударного взаимодействия колеса и рельса на стыке двух рельсов // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна. 2008. Вип. 22. С. 36–39.Manashkin L. A., Myamlin S. V., Prikhod’ko V. I. Otsenka sily udarnogo vzaimodeystviya kolesa i rel’sa na styke dvukh rel’sov [Assessment of the force of ther impact interaction of wheel and rail at the joint of two rails]. Vіsnik Dnіpropetrovs’kogo natsіonal’nogo unіversitetu zalіznichnogo transportu іmenі akademіka V. Lazaryana, 2008, Vip. 22, рр. 36–39.Желнин Г. Г., Кузнецов В. В. Снижение динамического воздействия на путь в стыках // Сб. научных трудов третьей научнопрактической конференции «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте». М.: МИИТ, 2000. С. 6–10.Zhelnin G. G., Kuznetsov V. V. Snizhenie dinamicheskogo vozdeystviya na put’ v stykakh / Sb. nauchnykh trudov tret’ey nauchnoprakticheskoy konferentsii “Resursosberegayushchie tekhnologii na zheleznodorozhnom transporte”. Moscow, MIIT, 2000, рр. 6–10.Loy H., Augustin A. PUR pads protect heavy freight corridors // Railway Gazette International. September 2014. Vol. 170. Issue 9. Р. 105–109.Loy H., Augustin A. Railway Gazette International. September 2014, Vol. 170, Issue 9, рр. 105–109.Повышение стабильности пути в зоне стыков за счет применения упругих подшпальных прокладок / В.О. Певзнер [и др.] // Вестник ВНИИЖТ. 2016. Т. 45. № 3. С. 140–146.Povyshenie stabil’nosti puti v zone stykov za schet primeneniya uprugikh podshpal’nykh prokladok [Increasing track stability in the zone of joints due to the use of elastic under sleeper pads] / V. O. Pevzner [i dr.]. Vestnik VNIIZhT [Vestnik of the Railway Research Institute], 2016, Vol. 45, no. 3, pp. 140–146.Васильченко Г. М. Исследования способов выправки пути // Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов. М.: РГОТУПС, 2013. С. 114–116.Vasil’chenko G. M. Issledovaniya sposobov vypravki puti. Sovremennye problemy sovershenstvovaniya raboty zheleznodorozhnogo transporta / Mezhvuzovskiy sbornik nauchnykh trudov [Examination of the methods of track surfacing / Mo dern issues of improvement of the railwaytransport operation. Inter-school collection of scientifi c works]. M.: RGOTUPS [Moscow, Russian State Open Technical University of Railways], 2013, рр. 114–116.Ананьев Н. И., Барабошин В. Ф. Как служат подшпальные прокладки // Путь и путевое хозяйство. 1988. № 11. С. 8.Anan’yev N. I., Baraboshin V. F. Kak sluzhat podshpal’nye prokladki [The way the under sleeper pads work]. Put’ i putevoe khozyaystvo [Track and track facilities], 1988, no. 11, р. 8.Ананьев Н. И., Барабошин В. Ф. Вредные вибрации и борьба с ними. М.: Транспорт, 1972. 47 с.Anan’yev N. I., Baraboshin V. F. Vrednye vibratsii i bor’ba s nimi [Harm ful vibrations and fi ght with them]. Moscow, Transport, 1972, 47 p.Шерстянникова И. В. Испытаны подшпальные амортизаторы // Путь и путевое хозяйство. 2002. № 3. С. 31.Sherstyannikova I. V. Ispytany podshpal’nye amortizatory [Under sleeper pads were tested]. Put’ i putevoe khozyaystvo [Track and track facilities], 2002, no. 3, р. 31.Лепетов В. А. Расчеты и конструирование резиновых изделий и технологической оснастки: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Технология переработки пластических масс и эластомеров». 4-е изд., перераб. и доп. / под ред. Л. Н. Юрцева. М.: ИСТЕК, 2009. 417 с.Lepetov V. A. Raschety i konstruirovanie rezinovykh izdeliy i tekhnologicheskoy osnastki: uchebnoe posobie dlya studentov vysshikh uchebnykh zavedeniy. M.: ISTEK [Moscow, Publishing house “ISTEK”], 2009, 420p.Computer simulation of train-track-bridge interaction / А. Rodikov [et al.] // CORE 2016: Maintaining the Momentum. Р. 348.Computer simulation of train-track-bridge interaction / A. Rodikov [et al.]. CORE 2016: Maintaining the Momentum. P. 348.Данилов В. Н. Расчет рельсовой нити в зоне стыка. М.: Трансжелдориздат, 1952. 116 с.Danilov V. N. Raschet rel’sovoy niti v zone styka [Calculation of the rail track at the joint area]. Moscow, Transzheldorizdat, 1952, 116 p.Певзнер В. О., Третьяков В. В., Шапетько К. В., Петропавловская И. Б. Инфраструктура в условиях повышенных осевых нагрузок // Железнодорожный транспорт. 2018. № 4. С. 52–55.Pevzner V. O., Tret’yakov V. V., Shapet’ko K. V., Petropavlovskaya I. B. Infrastruktura v usloviyakh povyshennykh osevykh nagruzok [Railway Transport], 2018, no. 4, рр. 52–55.Kraus P. R., Fredriksson A., Kumar V. S. Modeling of frictional contacts for dynamic simulation // IROS 1997 Workshop on Dynamic Simulation: Methods and Applications. 1997. Р. 1–10.Kraus P. R., Fredriksson A., Kumar V. S. Modeling of frictional contacts for dynamic simulation. IROS 1997 Workshop on Dynamic Simulation: Methods and Applications. 1997, рр. 1–10.Вибрации в технике: справочник / под ред. Ф.М. Диментберга, К.С. Колесникова. М.: Машиностроение, 1980. 544 с.Vibratsii v tekhnike: spravochnik / Pod red. F. M. Dimentberga, K. S. Kolesnikova [Vibrations in equipment: reference guide / Under editorship of F. M. Dimentberg, K. R. Kolesnikov]. M.: Mashinostroenie [Moscow, Machine building], 1980, 544 p.Piotrowski J., Kik W. A. Simplifi ed model of wheel/rail contact mechanics for non-Hertzian problems and its application in rail vehicle dynamic simulations // Vehicle System Dynamics. 2008. Vol. 46. № 1–2. P. 27–48.Piotrowski J., Kik W. A. Simplifi ed model of wheel/rail contact mechanics for non-Hertzian problems and its application in rail vehicle dynamic simulations. Vehicle System Dynamics, 2008, Vol. 46, no. 1–2, рр. 27–48.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.