Введение. В настоящее время развитие транспортных магистралей достаточно строго привязано к городским агломерациям, а также региональным и международным логистическим коридорам, в связи с чем растет актуальность создания многоуровневых транспортных развязок вблизи магистральных узлов и хабов. При этом важным является обеспечение статических и кинематических габаритов в различных уровнях путепроводных и тоннельных развязок. В статье предлагается вместо типового использования балочных, арочных или ферменных пролетных конструкций рассмотреть возможность применения двухопорной пролетной конструкции как элемента, нагрузка на который от транспорт ного средства прикладывается в среднюю часть по высоте поперечного сечения.
Материалы и методы. Рассмотрены несколько типовых конструкций пролетного строения для автомобильного и железнодорожного видов транспорта, и на основании имеющихся инженерных решений были выработаны предложения по разделению поперечного сечения пролетного строения на верхнюю и нижнюю часть относительно плоскости приложения поездной динамической нагрузки. При этом параметры жесткости пролетного сечения представляются в виде функции от ортогональных пространственных координат. Использован метод линеаризации искомых функций на элементарных временных интервалах, применяемых для решения определяющих дифференциальных уравнений.
Результаты. Получены динамические вертикальные перемещения точек поперечного сечения пролетного строения в зависимости от типа сечения и распределения функции жесткости по высоте. Варьирование геометрическими параметрами поперечного сечения пролетного строения моста в интервале допустимых значений позволяет изменять максимальные перемещения точек сечения для удержания их в коридоре нормативных величин, что может быть востребовано при расчете конструкции по первой и второй группе предельных состояний.
Обсуждение и заключение. Представленная модель является упрощенной и не учитывает ряд факторов, таких как демпфирование в материале конструкции, неровности на поверхности проезжей части и особенности взаимодействия колес подвижного состава с пролетным строением. Дальнейшие исследования в данной области могут быть направлены на разработку более точных математических моделей, учитывающих широкий спектр факторов, влияющих на динамическое поведение мостовых переходов. Также представляется перспективным проведение экспериментальных исследований на реальных конструкциях, что позволит верифицировать полученные расчетные данные и разработать практические рекомендации по оптимизации конструкции мостовых переходов с учетом распределения изгибной и крутильной жесткости по высоте пролетного строения.

Введение. Проведенные специалистами АО «ВНИИЖТ» в 2018–2019 гг. на железных дорогах страны исследования состояния колес грузовых вагонов в эксплуатации включали оценку формы износа их рабочих поверхностей. При этом были выявлены колеса с изношенными гребнями, имеющими неблагоприятную форму. В сочетании с другими факторами такие формы износа могут представлять угрозу безопасности движения, в частности, возможно вкатывание колес на остряк стрелочного перевода при движении по стрелке. На безопасное прохождение по стрелочному переводу грузового вагона влияет толщина гребней колес и их форма, характеризующаяся углом наклона образующей гребня.
Материалы и методы. Исследования проведены на основе данных о фактической геометрии колесных пар и рабочих поверхностей рельсовых элементов стрелочных переводов. Обмеры геометрических параметров стрелочных переводов и поверхности катания колес грузовых вагонов на сети Российских железных дорог выполнялись с использованием лазерного профилометра.
Результаты. Выполнен анализ условий вкатывания колес на остряк стрелочного перевода при движении по стрелке. Определена расчетная схема для оценки возможности схода колеса с рельса из-за вкатывания колеса на остряк. Математические расчеты, проведенные на основании многообразия значений геометрических параметров колесных пар и стрелочных переводов из эксплуатации, позволили проанализировать варианты их неблагоприятных сочетаний и показали, что величину предельно допустимого угла наклона гребней колес грузовых вагонов следует нормировать.
Обсуждение и заключение. Результаты проведенных динамико-прочностных испытаний и математических расчетов показали, что на безопасное прохождение по стрелочному переводу грузового вагона влияет наличие колес с гребнями, имеющими угол наклона, стремящийся к 90°, и остроконечный накат вблизи его вершины. Показана взаимная зависимость геометрических параметров в системе «колесная пара — рельсовая колея» на стрелочных переводах. Даны предложения по нормированию предельного положения наклона гребней колес грузовых вагонов для обеспечения безопасности прохода колесными парами стрелочных переводов.

Введение. Вероятностный подход позволяет получить оценку усталости с учетом истории нагружения и характеристик разброса сопротивления усталости и широко используется для расчета долговечности несущих конструкций экипажной части. Подход основан на применении правила линейного суммирования повреждений и перехода к предельному блоку нагружения. В нормативных документах для разных типов подвижного состава он изложен неодинаково. Цель исследования состоит в разработке унифицированного подхода к оценке усталости металлоконструкций для разных видов подвижного состава.
Материалы и методы. Проанализированы данные нормативных документов по оценке прочности и динамических качеств несамоходных вагонов локомотивной тяги, вагонов моторвагонного подвижного состава и локомотивов.
Результаты. Рассмотрены методики оценки усталости при нерегулярном нагружении, использующие понятие эквивалентного напряжения и концепцию перехода к предельному блоку нагружения. Выполнено сопоставление методик по значениям коэффициентов запаса сопротивления усталости при идентичных значениях коэффициентов вариации предела выносливости и максимального напряжения в блоке. Показано, что при наличии статистически надежных данных по нагружению и пределу выносливости наименьший запас сопротивления усталости заложен в нормативные документы по оценке прочности несамоходных вагонов локомотивной тяги. Предложено использование подхода, в котором амплитуды напряжения нормируются по значению предела выносливости. Показана консервативность детерминистического подхода в сравнении с вероятностным.
Обсуждение и заключение. Предложенный подход позволяет упростить расчеты ресурса конструкций экипажной части и решать несколько типов задач: оценивать долговечность, отвечающую заданной вероятности разрушения, определять вероятность разрушения при заданной долговечности, а также значения коэффициента запаса сопротивления усталости. Это позволяет рассматривать его в качестве единого подхода для разных видов подвижного состава.

Введение. Статья посвящена вопросам улучшения работы оборудования, предназначенного для вибродиагностики роторных механических узлов подвижного состава и определения объективных критериев оценки эффективности процесса диагностики. Отраслевые нормативные документы имеют существенные недоработки в части определения показателей эффективности диагностического оборудования. Расчеты параметра «достоверность», выполненные по разным методикам, показали, что результаты расчета этого показателя зависят от величины выборки продиагностированных узлов. Цель работы — анализ существующих методов оценки качества работы вибродиагностического оборудования и разработка дополнительного критерия оценки качества на основе функции правдоподобия.
Материалы и методы. Исходным материалом для обсуждаемой проблемы являются выборки результатов диагностирования буксовых узлов колесных пар грузовых вагонов (выбраны в качестве примера). Применяемые методы относятся к разделам математической статистики и теории вероятности. Разобран математический метод оценки параметров на основе вычисления функции правдоподобия. Приведен пример расчета функции правдоподобия на смоделированных данных.
Результаты. Результатом выполненной работы является методика, позволяющая определить границы достоверности результатов диагностирования с заданной степенью вероятности («надежности»).
Обсуждение и заключение. Авторы предлагают ввести в употребление интервальные оценки параметра «достоверность». Предлагается использовать три интервала с конкретными граничными значениями. Наряду с оценкой достоверности (подтверждаемости) результатов диагностирования, авторы предлагают оценивать качество и эффективность работы вибродиагностического оборудования путем расчета функции правдоподобия. Отмечено, что результаты исследования могут быть использованы в различных отраслях промышленности.

Введение. Проведен обоснованный выбор методов учета сложного напряженно-деформированного состояния и среднего напряжения цикла в расчетах упругих клемм узлов промежуточных рельсовых скреплений, связанных с локализацией потенциально критических мест по условию усталостной долговечности. Определены методы, ко- торые позволяют наиболее точно локализовать места усталостных изломов упругих клемм.
Материалы и методы. В качестве исследуемой клеммы была выбрана упругая клемма ЦП 369.102 (клем- ма ЖБР-65). Выбор возможных методов учета сложного напряженно-деформированного состояния и учета влия- ния среднего напряжения цикла проведен посредством обзора и анализа существующих методов. Для проведения виртуальных испытаний разработана конечно-элементная модель упругой клеммы. Проведены натурные уста- лостные испытания упругих клемм. Для сравнения результатов натурных усталостных испытаний клемм и вирту- ального эксперимента применялось 3D-сканирование изломанных фрагментов клемм.
Результаты. Установлено, что экземпляры упругой клеммы ЦП 369.102 при натурных испытаниях на усталостную долговечность разрушались в двух различных зонах с вероятностью 5 и 95 %. Результаты расчетов, выполненных с использованием комбинаций методов учета сложного напряженно-деформированного состояния и влияния среднего напряжения цикла, показали удовлетворительное совпадение с экспериментально определенными ме- стами зарождения усталостных трещин в клеммах.
Обсуждение и заключение. Определены комбинации методов учета сложного напряженно-деформированного состояния и учета влияния среднего напряжения цикла, которые позволяют при проведении расчетов локализо- вать потенциально критические с точки зрения усталостной долговечности места упругой клеммы. Запланированы дальнейшие исследования по разработке на основе текущих результатов модели для упругой клеммы, позволяю- щей с достаточной степенью точности оценивать ее долговечность.

Введение. Повреждения рельсов в виде трещин шейки в области стыков и болтовых отверстий преобладают на участках железных дорог с большой грузонапряженностью и суровыми климатическими условиями. Об этом свидетельствует статистика изъятия из эксплуатации остродефектных рельсов по Забайкальской железной дороге. Анализ научных публикаций показал, что с точки зрения повышения надежности преимущество имеет стык с шарнирной конструкцией рельсовых накладок, которая за счет видоизмененного опирания на пазуху рельса снижает напряжения в шейке. Целью работы является подтверждение гипотезы о возможности снижения напряжений в шейке рельса путем использования новой конструкции накладки. Для этого были проведены натурные сравнительные испытания стыка с шарнирной конструкцией и со стандартной клиновидной конструкцией накладки.
Материалы и методы. Для измерения напряженно-деформированного состояния шейки рельса в стыке применен метод тензометрии. Испытания накладок проводились при различных моментах затяжки стыковых болтов. В ходе испытаний сначала регистрировались монтажные напряжения вокруг болтового отверстия, после чего измерялись дополнительные динамические нагрузки, возникающие при прохождении поезда.
Результаты. Полученные результаты показали, что шарнирные накладки снижают монтажные растягивающие напряжения в шейке рельса на 30 % и увеличивают запас усталостной прочности рельсов на 24 % при увеличении момента затяжки стыковых болтов с 600 Нм до 1100 Нм, по сравнению с клиновидной конструкцией. Вертикальные нагрузки мало зависят от затяжки болтов, а напряжения в накладках остаются в безопасных пределах. Мониторинг работы стыка также подтверждает надежность шарнирной конструкции: значения момента затяжки сохраняются на 13 % лучше, при этом дефектов и повреждений накладок и рельсов не было выявлено.
Обсуждение и заключение. Рассмотрены и проанализированы преимущества шарнирной конструкции стыковой накладки. Показано, что она обеспечивает повышенную надежность рельсовых стыков, снижает напряжения в шейке рельса и имеет повышенный запас усталостной прочности. Установлено, что данная конструкция сохраняет более высокую стабильность затяжки болтов в процессе эксплуатации по сравнению с клиновидными накладками. Это позволяет повысить долговечность стыкового соединения, сократить частоту обслуживания и снизить эксплуатационные затраты. Решение особенно эффективно для участков с высокой грузонапряженностью и суровым климатом.