До вирішення задач розрахунку колії на міцність із урахуванням нерівнопружності підрейкової основи
Loading...
Files
Date
2015
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В.Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
UKR: Мета. Модуль пружності підрейкової основи є однією з основних характеристик для оцінки напружено-деформаційного стану залізничної колії. Питання щодо необхідності в різних випадках враховувати нерівнопружність підрейкової основи вже розглядалася, однак результати містять доволі складні математичні підходи та не вкладаються в межі стандартного інженерного розрахунку колії на міцність. Тому метою даною роботи є отримання рішення в рамках припущень та наробок зазначеного документу. Методика. Пропонується в якості моделі розглядати рейку як балку, котра має суцільне навантаження з таким обрисом, відповідним до значення модуля пружності, що дає еквівалентний прогин при вільному обпиранні на опори. У цьому випадку нерівномірність модуля пружності враховується відповідною зміною обрису навантаження і, з деякими припущеннями, дає змогу отримати корективи для загальновідомих залежностей. Результати. Отримано метод врахування поступової зміни модуля пружності підрейкової основи введенням корегувального коефіцієнту в інженерний розрахунок колії на міцність. Розроблено розширення існуючого розрахунку колії на міцність для врахування різкої зміни модуля пружності підрейкової основи (наприклад, при переході з баластної конструкції колії на міст). Отримано характеристику зміни сил, діючих від рейки на основу, в залежності від відстані до моста на ділянці підходу з баластної конструкції колії. Отримані результати перерозподілу дії сил при різкій зміні модуля пружності підрейкової основи пояснюють утворення вертикальних нерівностей перед мостом. Наукова новизна. Удосконалено
методику інженерного розрахунку колії на міцність для виконання розрахунків із урахуванням нерівнопружності підрейкової основи. Практична значимість. Отримані результати дозволять виконувати інженерні розрахунки для оцінки міцності колії в місцях нерівнопружності, обумовленої станом колії або особливостями конструкції. Також стає можливою вирішення зворотної задачі – визначення модуля пружності підрейкової основи за результатами натурних вимірювань напружень в рейках (з урахуванням зазначених умов).
RUS: Цель. Модуль упругости подрельсового основания является одной из основных характеристик для оценки напряженно-деформированного состояния железнодорожного пути. Необходимость в разных случаях учитывать неравноупругость подрельсового основания неоднократно рассматривалась, однако результаты содержали достаточно сложные математические подходы, а полученные решения не укладывались в границы стандартного инженерного расчета пути на прочность. Поэтому целью данной работы является получение решения в рамках допущений и наработок обозначенного документа. Методика. Предлагается в качестве модели рассматривать рельс как балку, которая имеет распределенную нагрузку такого очертания, соответствующего значению модуля упругости, что дает эквивалентный прогиб при свободном размещении на опорах. Результаты. Получен метод учета постепенного изменения модуля упругости подрельсового основания введением корректирующего коэффициента в инженерный расчет пути на прочность. Разработано расширение существующего расчета пути на прочность для учета резкого изменения модуля упругости подрельсового основания (например, при переходе с балластной конструкции пути на мост). Получена характеристика изменения сил, действующих от рельса на основу, в зависимости от расстояния до моста на участке подхода с балластной конструкции пути. Полученные результаты перераспределения действия сил при резком изменении модуля упругости подрельсового основания объясняют образование вертикальных неровностей перед мостом. Научная новизна. Усовершенствована методика инженерного расчета пути на прочность для выполнения расчетов с учетом неравноупругости подрельсового основания. Практическая значимость. Полученные результаты позволяют выполнять инженерные расчеты для оценки прочности пути в местах неравноупругости, обусловленной состоянием пути или особенностями конструкции. Также возможно решение обратной задачи – определение модуля упругости подрельсового основания по результатам натурных измерений напряжений в рельсах (с учетом приведенных условий).
ENG: Purpose. The module of elasticity of the subrail base is one of the main characteristics for an assessment intense the deformed condition of a track. Need for different cases to consider unequal elasticity of the subrail base repeatedly was considered, however, results contained rather difficult mathematical approaches and the obtained decisions didn't keep within borders of standard engineering calculation of a railway on strength. Therefore the purpose of this work is obtaining the decision within this document. Methodology. It is offered to consider a rail model as a beam which has the distributed loading of such outline corresponding to value of the module of elasticity that gives an equivalent deflection at free seating on bearing parts. Findings. The method of the accounting of gradual change of the module of elasticity of the subrail base by means of the correcting coefficient in engineering calculation of a way on strength was received. Expansion of existing calculation of railways strength was developed for the accounting of sharp change of the module of elasticity of the subrail base (for example, upon transition from a ballast design of a way on the bridge). The characteristic of change of forces operating from a rail on a basis, depending on distance to the bridge on an approach site from a ballast design of a way was received. The results of the redistribution of forces after a sudden change in the elastic modulus of the base under the rail explain the formation of vertical irregularities before the bridge. Originality. The technique of engineering calculation of railways strength for performance of calculations taking into account unequal elasticity of the subrail base was improved. Practical value. The obtained results allow carrying out engineering calculations for an assessment of strength of a railway in places of unequal elasticity caused by a condition of a way or features of a design. The solution of the return task on definition of the module of elasticity of the subrail base by results of natural measurements of tension in rails taking into account the given conditions is also possible.
RUS: Цель. Модуль упругости подрельсового основания является одной из основных характеристик для оценки напряженно-деформированного состояния железнодорожного пути. Необходимость в разных случаях учитывать неравноупругость подрельсового основания неоднократно рассматривалась, однако результаты содержали достаточно сложные математические подходы, а полученные решения не укладывались в границы стандартного инженерного расчета пути на прочность. Поэтому целью данной работы является получение решения в рамках допущений и наработок обозначенного документа. Методика. Предлагается в качестве модели рассматривать рельс как балку, которая имеет распределенную нагрузку такого очертания, соответствующего значению модуля упругости, что дает эквивалентный прогиб при свободном размещении на опорах. Результаты. Получен метод учета постепенного изменения модуля упругости подрельсового основания введением корректирующего коэффициента в инженерный расчет пути на прочность. Разработано расширение существующего расчета пути на прочность для учета резкого изменения модуля упругости подрельсового основания (например, при переходе с балластной конструкции пути на мост). Получена характеристика изменения сил, действующих от рельса на основу, в зависимости от расстояния до моста на участке подхода с балластной конструкции пути. Полученные результаты перераспределения действия сил при резком изменении модуля упругости подрельсового основания объясняют образование вертикальных неровностей перед мостом. Научная новизна. Усовершенствована методика инженерного расчета пути на прочность для выполнения расчетов с учетом неравноупругости подрельсового основания. Практическая значимость. Полученные результаты позволяют выполнять инженерные расчеты для оценки прочности пути в местах неравноупругости, обусловленной состоянием пути или особенностями конструкции. Также возможно решение обратной задачи – определение модуля упругости подрельсового основания по результатам натурных измерений напряжений в рельсах (с учетом приведенных условий).
ENG: Purpose. The module of elasticity of the subrail base is one of the main characteristics for an assessment intense the deformed condition of a track. Need for different cases to consider unequal elasticity of the subrail base repeatedly was considered, however, results contained rather difficult mathematical approaches and the obtained decisions didn't keep within borders of standard engineering calculation of a railway on strength. Therefore the purpose of this work is obtaining the decision within this document. Methodology. It is offered to consider a rail model as a beam which has the distributed loading of such outline corresponding to value of the module of elasticity that gives an equivalent deflection at free seating on bearing parts. Findings. The method of the accounting of gradual change of the module of elasticity of the subrail base by means of the correcting coefficient in engineering calculation of a way on strength was received. Expansion of existing calculation of railways strength was developed for the accounting of sharp change of the module of elasticity of the subrail base (for example, upon transition from a ballast design of a way on the bridge). The characteristic of change of forces operating from a rail on a basis, depending on distance to the bridge on an approach site from a ballast design of a way was received. The results of the redistribution of forces after a sudden change in the elastic modulus of the base under the rail explain the formation of vertical irregularities before the bridge. Originality. The technique of engineering calculation of railways strength for performance of calculations taking into account unequal elasticity of the subrail base was improved. Practical value. The obtained results allow carrying out engineering calculations for an assessment of strength of a railway in places of unequal elasticity caused by a condition of a way or features of a design. The solution of the return task on definition of the module of elasticity of the subrail base by results of natural measurements of tension in rails taking into account the given conditions is also possible.
Description
Д. Курган: ORCID 0000-0002-9448-5269
Keywords
розрахунок колії на міцність, модуль пружності підрейкової основи, нерівнопружність підрейкової основи, напруження в колії, расчет пути на прочность, модуль упругости подрельсового основания, неравноупругость подрельсового основания, напряжения в пути, railways calculation for strength, module of elasticity of the subrail base, unequal elasticity of the subrail base, tension in a railway, КККГ
Citation
Курган Д. М. До вирішення задач розрахунку колії на міцність із урахуванням нерівнопружності підрейкової основи. Наука та прогрес транспорту. 2015. № 1 (55). С. 90–99. doi: 10.15802/stp2015/38250.