Демпфирование горизонтальных, поперечных колебаний пути

Знание характера колебательного процесса в горизонтальной плоскости поперек пути позволяет выбрать способ демпфирования для уменьшения снижения прочностных свойств полимерных прокладок, рельсов, шпал и земляного полотна под воздействием горизонтальных вибродинамических нагрузок, возникающих при прохождении подвижного состава. Максимальная горизонтальная деформация полимерных прокладок поперек пути не превышает 10 %, поэтому напряжение и деформацию полимерного материала можно рассчитывать с помощью закона Гука.

В статье проанализированы процессы демпфирования в полимерных прокладках и поверхностных мезослоях колеса и рельса.

Впервые систематизированы формулы для расчета размеров и упругих свойств полимерных прокладок и решена задача, когда происходит не чистый сдвиг под влиянием касательных напряжений при одновременном действии вертикальных нагрузок.

1. Бельков В. М., Антипов Б. В. Физико-химические основы устойчивости пути // Путь и путевое хозяйство. 2013. № 12. С. 21–24.

2. Бельков В. М. Моделирование упруго-вязкопластических свойств земляного полотна. Постановка задачи 1 // Вестник ВНИИЖТ. 2016. Т. 75. № 6. С. 334–338. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2016-75-6-334-338.

3. Бельков В. М. Моделирование упруго-вязкопластических свойств земляного полотна. Постановка задачи 2 // Вестник ВНИИЖТ. 2017. Т. 76. № 1. С. 61–64. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2017-76-1-61-64.

4. Бельков В. М. Моделирование вибродемпфирующих свойств упруговязкопластических слоев земляного полотна. Постановка задачи 1 // Вестник ВНИИЖТ. 2017. Т. 76. № 3. С. 187–192. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2017-76-3-187-192.

5. Бельков В. М. Моделирование вибродемпфирующих свойств упруговязкопластических слоев земляного полотна. Постановка задачи 2 // Вестник ВНИИЖТ. 2017. Т. 76. № 5. С. 312–320. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2017-76-5-312-320.

6. Бельков В. М. Демпфирование динамических сил материалами, применяемыми при строительстве балластного и безбалластного пути. Полимерные прокладки // Вестник ВНИИЖТ. 2018. Т. 77. № 5. С. 310–320. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2018-77-5-310-320.

7. Турсунов Х. И. Исследование колебательного процесса в балластной призме железнодорожного пути в условиях Республики Узбекистан [Электронный ресурс]. URL: https://docplayer.ru/45711748-H-i-tursunov-issledovanie-kolebatelnogo-processa-v-ballastnoy-prizme-zheleznodorozhnogo-puti-v-usloviyah-respubliki-uzbekistan.html (дата обращения: 20.06.2019 г.).

8. Турсунов Х. И. Исследование колебательного процесса в балластной призме железнодорожного пути, засоренной барханными песками // Инженерный вестник Дона. 2012. № 3. С. 358–389.

9. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория упругости // Теоретическая физика. Т. V–VΙΙ. М.: Наука, 1987. 244 с.

10. Кольский Г. Волны напряжения в твердых телах. М.: Изд-во иностранной литературы, 1955. 194 с.

11. Чертова Н. В. О характере деформации на свободной поверхности твердого тела // Письма в Журнал технической физики. 2015. Т. 41. № 22. С. 15–24.

12. Чертова Н. В., Гриняев Ю. В. О характере деформаций на свободной поверхности и жесткой границе раздела при отражении упругих волн // Физическая мезомеханика. 2016. Т. 19. № 5. С. 58–65.

13. Чертова Н. В. Особенности прохождения волн через границы раздела вязкоупругих сред при наличии дефектов // При кладная механика и техническая физика. 2011. Т. 52. № 2. С. 134–143.

14. Природа локализации пластической деформации твердых тел / В. Е. Панин [и др.] // Журнал технической физики. 2007. Т. 77. № 8. С. 62–69.

15. Панин А. В. Масштабные уровни деформации в поверхностных слоях нагруженных твердых тел и тонких пленках: дис. … д-ра физ.-мат. наук: 01.04.07. Томск: ИФПМ СО РАН, 2006. 37 с.

16. Алехин В. П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. М.: Наука, 1983. 280 с.

17. Панин В. Е. Синергетические принципы физической мезомеханики // Физическая мезомеханика. 1999. Т. 2. № 6. С. 5–23.

18. Моисеенко Д. Д., Жевлаков А. Л., Панин В. Е. «Шахматный» мезоэффект интерфейса в гетерогенных средах в поле внешних воздействий // Физическая мезомеханика. 2006. Т. 9. № 6. С. 5−16.

19. Моисеенко Д. Д., Максимов А. В., Соловьев И. А. Стохастический подход к многоуровневому моделированию возмущений на границах раздела в нагруженном твердом теле // Физическая мезомеханика. 2004. Т. 7. № 2. С. 19−24.

20. Zangwill A. Physics of surfaces. Cambridge: Cambridge Interscience Publishing, 1988. 339 p.

21. Datta J. Synthesis and investigation of glycolysates and obtained polyurethane elastomers // Journal of Elastomers and Plastics. 2010. Vol. 42. Issue 2. P. 117–127. https://doi.org/10.1177/0095244309354368.

22. Maity M., Khatua B. B., Das C. K. Polyblend systems of polyurethane rubber and silicone rubber in the presence of silane grafting agent // Journal of Elastomers and Plastics. 2001. Vol. 33. Issue 3. P. 211–224. https://doi.org/10.1106/vu5m-a4ex-4my9-cbr4.

23. Govorčin Bajsić E., Rek V., Agić A. Thermal degradation of polyurethane elastomers: determination of kinetic parameters // Journal of Elastomers and Plastics. 2003. Vol. 35. Issue 4. P. 311–323. https://doi.org/10.1177/009524403034393.

24. Уточненный расчет напряженно-деформированного состояния колес с массивным упругим ободом методом конечного элемента / Г. В. Аношин [и др.] // Машиностроение и автоматизация производства: межвузовский сб. СПб.: Изд-во СЗПИ, 1999. Вып. 15. С. 35–40.

25. Державец А. Ю. Яковлев С. Н. Предотвращение автоколебаний при финишной обработке металлоэластомерных деталей // Проблемы машиноведения и машиностроения. СПб.: Изд-во СЗПИ, 2000. С. 27–32.

26. Григорьев Е. Т. Расчет и конструирование резиновых амортизаторов. М.: Машгиз, 1960. 164 с.

27. Мазурин В. Л. Определение статической деформации полиуретановых амортизаторов, работающих на сдвиг // Научнотехнические ведомости Cанкт-Петербургского государственного политехнического университета. Машиностроение. 2014. Вып. 1. С. 143–148.

28. Энциклопедия полимеров. Т. 3. Полиоксадиазолы ― Я / под ред. В. А. Кабанова [и др.]. М., 1977. С. 638–641.

29. Яковлев С. Н. О некоторых физических свойствах конструкционных полиуретанов // Известия СПбГТИ. 2013. № 20. С. 78–80.

30. Райт П., Камминг А. Полиуретановые эластомеры. М.: Химия, 1973. 304 с.

31. Упруго-пластическое самоупрочнение (автофреттирование) толстостенных контейнеров давлением эластичной среды / В. А. Барвинок [и др.] // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 1999. Т. 1. № 1. С. 157–160.

32. Мазурин В. Л., Яковлев С. Н. Определение жесткости полиуретанового цилиндрического амортизатора при статическом нагружении // Инструмент и технологии. 2011. № 33. С. 22–27.

33. Липатов Ю. С., Керча Ю. Ю., Сергеева Л. М. Структура и свойства полиуретанов. Киев: Наукова думка, 1970. 288 с.

34. Кожушко А. А. Расчет напряженно-деформированного состояния эластомерных элементов виброизоляторов с учетом особенностей их вязкоупругого деформирования: дис. … канд. техн. наук: 01.02.06. Омск: Омский гос. техн. ун-т, 2012. 18 с.

35. Synthesis and characterization of polyurethane elastomers / H. Zhang, Y. Chen, Y. Zhang, X. Sun, H. Ye, W. Li // Journal of Elastomers & Plastics. 2008. № 40. Issue 2. Р. 161–177. https://doi.org/10.1177/0095244307085540.

36. Яковлев С. Н. Расчет полиуретановых деталей, работающих на сжатие при статической нагрузке // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2014. № 1. С. 137–142.

37. Евтух Е. С. Влияние рельсовых стыков на контактно-усталостную прочность колес железнодорожного подвижного состава: дис. … канд. техн. наук: 05.22.07. Брянск: Брянский гос. техн. ун-т, 2014. 111 с.

38. Ващук Д. Б., Росин Г. С. Динамические свойства резины // Акустический журнал. 1973. Т. 19. № 2. С. 140–143.