Несовершенства колёс.

1. Дисбаланс D — несовпадение центра тяжести колеса с центром вращения. Дисбаланс может иметь одно место из-за неравномерного распределения металла по сечению колеса, эксцентричной насадки колеса на ось (допускается до 1 мм), неравномерности проката или износа колеса по среднему кругу (ползун допускается ПТЭ до 2 мм).

Дисбаланс создаёт центробежную силу, максимальная вертикальная составляющая которой на рельс равна самой центробежной силе при расположении центра тяжести в нижней точке.

Дисбаланс на наших дорогах не нормирован, но при существующих допусках его величина может достигать 28 Нм.

2. Овальность колёс допускается до 1 мм.

3. Неравномерность износа колеса в поперечном сечении.

Все эти несовершенства колёс, которые могут также быть представлены в виде неровностей на колёсах (по аналогии с путём геометрических и силовых), вызывают возникновение дополнительных инерционных сил P_нк.

Модель колебаний неподрессоренных масс колеса на пути.

m_к — необрессоренная масса.

m_п — фиктивная масса пути.

Жк — жёсткость колеса.

Жп — жёсткость пути.

f_o — параметр вязкого трения.

— функция суммарной неровности пути и колеса.

y — вертикальное перемещение массы.

Неровности на пути и колёсах по протяжённости разбиты на два вида:

1. Изолированные — расположены отдельно и влияние их на силы инерции заканчивается до следующей неровности.

2. Непрерывные — примыкают друг к другу.

Неровности на пути.

При рассмотрении изолированной неровности на пути обычно принимают, что она очерчена по косинусоиде (наиболее неблагоприятная форма неровности):

Где a — наибольшая ордината (амплитуда) неровности длинной l. Средний уклон этой неровности i=2a/l и тогда при замене x=vt получаем . Решая это уравнение можно получить величину дополнительного прогиба рельса y, вызванного неровностью n(t), а затем и величину P_нп.

Непрерывные неровности на колесе.

При рассмотрении непрерывной неровности на колесе её вид может быть принят по уравнению синуса:

Где а – наибольшая ордината (амплитуда) неровности.

w – круговая частота вынужденных колебаний.

— начальная фаза колебаний.

Решение уравнения для колебаний при такой форме неровности принимает вид:

y = a n sin(wt+f+e).

где n – коэффициент динамичности, который показывает, во сколько раз общий динамический прогиб рельса больше, чем статический.

e — фаза запаздывания (максимального перемещения по отношению к максимальной силе).

Расчёт пути на прочность, принятый в инженерной практике.

Очень большой вклад в методику расчёта министр путей сообщения Петров. Он предложил отойти от статического расчёта железных дорог.

Вышли правила расчёта пути на прочность (1950е)

Окончательная редакция. Методика оценки воздействия подвижного состава на путь по условиям обеспечения его надёжности.

Сфера применения методики.

Методика распространяется на конструкции верхнего строения пути с рельсами длиной 12,5 и 25,0 м, в тои числе на рельсовые элементы стрелочных элементов (передний рельс рамного рельса соединительных путей), предназначенные для эксплуатации на Российских железных дорогах колеи 1520 мм для скоростей движения поездов до 140 км/ч.

Для скоростей движения пассажирских поездов свыше 140 км/ч в расчётах необходимо применять результаты испытаний конкретных типов подвижного состава.

Эта методика не распространяется на зону стыка.