Введение. Рассматривается обтекание железнодорожного вагона воздушным потоком при разных направлениях его скорости. Основной целью исследования является установление значений продольных и поперечных сил, действующих на вагон, для всего возможного диапазона изменения угла атаки воздушного потока.

Материалы и методы. Моделирование аэродинамики воздушного потока выполнено в программном комплексе ANSYS CFX, предназначенном для решения задач методом конечных объемов. В процессе расчета осуществлялось численное решение осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса, для замыкания которых использована k–ε модель турбулентности.

Результаты. Для разных значений угла атаки воздушного потока получены зависимости распределения скоростей потока и давлений на лобовую и боковые поверхности транспортного средства, а также значения продольной и поперечной сил, действующих на вагон со стороны ветра. Показано, что значение угла атаки воздушного потока оказывает существенное влияние на положения линий тока и значения коэффициента аэродинамического сопротивления вагона. В ходе расчетов установлено, что действующая на рассматриваемое транспортное средство продольная сила максимальна при значениях угла атаки воздушного потока от 10 до 30°. Наибольшие поперечные силы реализуются при углах атаки от 45 до 90°.

Обсуждение и заключение. Разработанная методика компьютерного моделирования обтекания вагона потоком воздуха может быть применена для анализа аэродинамических сил, действующих на иные транспортные средства. Полученные в ходе расчетов результаты могут быть использованы при цифровизации производственных процессов эксплуатации железнодорожного подвижного состава.

Введение. Проблемы долговечности рельсов и методов ее прогнозирования в условиях возрастания грузонапряженности железных дорог продолжают быть актуальными. В области контакта колеса и рельса возникают высокие напряжения, вызванные усилиями их взаимодействия. Они учитываются при оценке контактной прочности рельсов, и для их расчета разработаны эффективные, апробированные методы. Кроме контактных напряжений рельсы содержат в себе остаточные технологические напряжения, возникающие при холодной правке и термоупрочнении, однако эти напряжения претерпевают изменения в процессе эксплуатации рельса. Эти напряжения недостаточно хорошо изучены. Расчетно-экспериментальными методами получены распределения технологических остаточных напряжений во внутренних точках рельса. Эксплуатационные остаточные напряжения исследованы рентгеновским методом в основном для рельсов, изготовленных из зарубежных марок сталей с большим сроком эксплуатации. Целью работы является определение остаточных эксплуатационных напряжений на поверхности катания рельса Р65 при продолжительном силовом воздействии колес тяжеловесных грузовых вагонов.

Материалы и методы. Для определения эксплуатационных остаточных напряжений на поверхности катания рельса использован отрезок рельса длиной 750 мм. Он находился в эксплуатации в течение 20 лет в пути с тяжеловесным движением. Измерение деформаций выполнено с помощью метода электротензометрии. Для измерения использовались тензорезисторы с базой 5 мм  

и сопротивлением 52,4 Ом. В продольном направлении параллельно оси рельса было наклеено 9 тензорезисторов, а в поперечном 4 тензорезистора. Для определения остаточных напряжений использован метод релаксации напряжений.

Результаты. Получены распределения продольных и поперечных эксплуатационных остаточных напряжений по ширине поверхности катания рельса, а затем выполнен их анализ.

Обсуждение и заключение. Полученные значения продольных и поперечных эксплуатационных остаточных напряжений в точках поверхности катания рельса хорошо согласуются с результатами, полученными другими авторами с использованием рентгеновских методов. При исследовании остаточных напряжений в рельсах с достаточно большим сроком эксплуатации рентгеновскими методами установлено, что наибольшие напряжения примерно одинакового значения возникают в подповерхностном слое толщиной около 10 мм. В этом слое существует наибольшая вероятность зарождения усталостных трещин. Учет полученных остаточных напряжений в методах моделирования процессов накопления контактно-усталостных повреждений позволит их усовершенствовать и повысить достоверность получаемых результатов.

Введение. Из опыта эксплуатации многоосных вагонов, имеющих в своей конструкции четырехосные тележки, известно, что большинство отказов в эксплуатации приходится на соединительные балки. Объектом исследования в статье является соединительная балка четырехосной тележки грузового вагона. Цель исследования — оценка влияния поперечной перевалки кузова вагона на срок службы соединительной балки.

Материалы и методы. Оценка амплитуд динамических напряжений выполнялась с использованием метода конечных элементов в программной среде ANSYS. Амплитуды напряжений в соединительной балке оценивались по стандартизированным режимам нагружения без учета перевалки и отдельно оценивались амплитуды напряжений от поперечной перевалки восьмиосного вагона-цистерны.

Результаты. Проведен анализ работ по исследованию прочности и нагруженности соединительных балок в эксплуатации, который показал, что основным режимом по повреждающему воздействию в эксплуатации, приводящим к разрушению соединительных балок, является поперечная перевалка кузова вагона. Выполнена оценка усталостной прочности соединительной балки с учетом перевалки кузова вагона при движении. Получены результаты сравнительного расчета срока службы соединительной балки в зависимости от учета поперечной перевалки кузова вагона на примере восьмиосного вагона-цистерны.

Обсуждение и заключение. Расчет срока службы соединительной балки восьмиосного вагона-цистерны выполнен по стандартизированным режимам нагружения с учетом и без учета поперечной перевалки кузова. Показано, что срок службы балки, оцененный без учета поперечной перевалки кузова, не соответствует статистическим и опытным данным.

Введение. Рассмотрен вопрос валидации и верификации конечно-элементной модели упругой клеммы узла промежуточного рельсового скрепления. Проведение валидации и верификации производится с целью получения модели клеммы, позволяющей с достаточной степенью точности проводить оценку напряженно-деформированного состояния клеммы для заданных случаев нагружения. Достоверные результаты расчетов существенно сокращают вероятность несоответствия показателей жесткости и прочности проектным характеристикам.

Материалы и методы. В качестве исследуемой клеммы была выбрана упругая клемма ЦП369.102. Разработка ее конечно-элементной модели проведена с учетом реальной геометрии изделия, полученной с помощью 3D-сканирования, и упруго-пластической модели материала. При проведении верификации конечно-элементной модели проведен анализ сеточной сходимости, анализ качества конечных элементов и сравнение с результатами аналитического расчета. Валидация проводилась путем сравнения результатов натурного и виртуального экспериментов по двум параметрам: жесткость клеммы в зоне давления на концевые участки и напряжения на боковых участках клеммы. В качестве метода измерения напряжений для натурного эксперимента выбран метод тензометрии.

Результаты. Полученные результаты показали приемлемую сходимость между натурным и виртуальным экспериментами для параметра жесткости клеммы в зоне давления на концевые участки, и погрешность между натурным и виртуальным экспериментом составила 4 %, для напряжения на боковых участках клеммы — от 8,3 до 15,4 %. Данные показатели свидетельствуют о достаточной точности разработанной модели.

Обсуждение и заключение. Предложены и обсуждены возможные причины расхождения результатов по параметру напряжения. Запланированы дальнейшие исследования для повышения точности разработанной конечно-элементной модели, направленные на оценку чувствительности тензорезисторов к поперечным и касательным деформациям. Валидация конечно-элементной модели подтвердила ее пригодность для использования в инженерных расчетах при проектировании клемм, разработке на ее основании методик испытаний клемм и других научных изысканиях.

Введение. Современные транспортные системы региональных (пригородных) перевозок пассажиров сталкиваются с проблемой избыточного дублирования маршрутов между железнодорожным и автомобильным транспортом, что приводит к нерациональному использованию ресурсов, росту эксплуатационных затрат и снижению качества обслуживания населения. Актуальность исследования показателей дублируемости маршрутной сети обусловлена необходимостью оптимизации транспортной инфраструктуры, минимизации пересечений маршрутов и повышения эффективности распределения пассажиропотоков. При этом дублируемость маршрутов не является исключительно негативным явлением, так как в определенных случаях способствует повышению транспортной доступности и гибкости передвижения пассажиров.

Материалы и методы. Разработана методика расчета показателей дублируемости маршрутной сети железнодорожного и автомобильного транспорта на полигоне транспортного обслуживания пассажиров районного подчинения. Использованы статистические данные Белорусской железной дороги по объему и структуре перевезенных пассажиров железнодорожным транспортом по видам сообщений, а также количество отправленных пассажиров со станций по маршрутам курсирования; данные от операторов автомобильных перевозок пассажиров и автомобильных перевозчиков по маршрутам и рейсам, относящимся к анализируемому полигону. Для оценки дублируемости маршрутов перевозки пассажиров ключевыми показателями выбраны коэффициент пересечения маршрутов, показатель конкуренции провозных возможностей и эффективность распределения пассажиропотоков.

Результаты. Анализ дублируемости маршрутной сети на полигоне выявил высокий уровень пересечения маршрутов железнодорожного и автомобильного транспорта на участках Минск — Осиповичи и Осиповичи — Гродзянка. Интегральный показатель дублируемости варьируется от 0,01 до 1,04 и от 0,55 до 5,52 соответственно, указывая на различную степень конкуренции и взаимодополнения видов транспорта. Предложены оптимизационные меры по сокращению частоты движения железнодорожных маршрутов с перераспределением пассажиропотоков на автомобильный транспорт, что снижает эксплуатационные затраты и повышает эффективность распределения ресурсов.

Обсуждение и заключение. Разработка комплексного подхода к расчету дублируемости маршрутной сети на региональном уровне не только оптимизирует использование инфраструктуры, но и способствует устойчивому развитию транспортных систем, что соответствует целям повышения доступности и эффективности пассажирских перевозок.

Введение. Во время войны перед железнодорожными институтами страны была поставлена задача в кратчайшие сроки перестроить свою работу на мобилизационный лад. Практически сразу выяснилось, что в новых условиях функционирование нескольких узконаправленных институтов не целесообразно и поэтому в конце 1941 года все отраслевые институты Народного комиссариата путей сообщения СССР были объединены во Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта.

Быстро меняющаяся ситуация в сфере перевозок потребовала от науки не только оперативных и практических решений, но и дополнительных шагов по перемещению научной деятельности в прифронтовую зону. В этой связи руководством института было принято решение о создании сети научно-корреспондентских пунктов.

Материалы и методы. Для написания статьи использованы публикации в журнале «Техника железных дорог» 1942–1945 гг., а также архивные материалы Института.

Результаты. Освещена роль научно-корреспондентских пунктов в восстановлении путей сообщения в военное время. Констатируется, что сеть научно-корреспондентских пунктов стала эффективной организационной формой для проведения прикладных исследований в условиях, приближенных к боевым. Результатом этого административного шага стал целый ряд исследований и разработок, содействовавших работе железнодорожного транспорта в чрезвычайных условиях того времени.

Обсуждение и заключение. Материалы статьи могут быть полезны как для ученых и исследователей, занимающихся изучением железнодорожной отрасли, так и для руководителей отрасли. Кроме того, она будет интересна любителям истории железных дорог, стремящимся углубить свои знания о становлении и развитии данной области.