Дмитрий Н. Курилкин, канд. техн. наук, заведующий кафедрой «Локомотивы и локомотивное хозяйство»
Dmitry N. Kurilkin, Cand. Sc. Eng., associate professor of the department, Locomotives and Locomotive Facilities
Анна А. Романова, канд. техн. наук, доцент кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство»
Anna A. Romanova, Cand. Sc. Eng., associate professor, Railway Car Facilities
Максим В. Тимаков, аспирант
Maksim V. Timakov, postgraduate student
Сергей Н. Чуян, канд. техн. наук, доцент кафедры «Железнодорожный путь»
Sergey N. Chuyan, Cand. Sc. Eng., associate professor of the department, Railway Track
Дмитрий А. Князев, канд. техн. наук, заместитель заведующего отделом
Дмитрий А. Князев, Cand. Sc. Eng., Deputy Department Manager
Целью работы является разработка на основании требований существующей нормативной базы методики оценки прочности посадки бандажа с гарантированным натягом на колесный центр, определение её предельного состояния, обоснование критерия предельного состояния и расчет суммарной наработки от начала эксплуатации до его достижения. Апробированы аналитические методы расчета, базирующиеся на известных физических законах и описывающие наблюдаемые физические явления в сопоставлении с расчетами методом конечных элементов, используемых для уточнения результатов аналитических расчетов. Исследованы посадка с гарантированным натягом бандажа на колесный центр, напряженно-деформированное состояние сопрягаемых элементов и рассчитаны контактные давления в соединении, обеспечивающие необходимую прочность посадки. Рассмотрено влияние на безопасность эксплуатации изменения температуры, вызванное нагревом бандажа при длительном торможении. Определена разность температур между серединами торцов бандажа и обода колесного центра, при которой контактное давление становится равным нулю. Для выбранных исходных данных рассчитан ресурс прочности посадки, оцененный в кДж для разового длительного или многократного экстренного торможения.
The purpose of the study is to develop on the basis of requirements of existing regulatory base a method of assessment of tyre fit strength with guaranteed tension on wheel center, to determine its limiting state, to justify the limiting state criterion and calculation of total operating time from the beginning of operation till its achievement. Analytical methods of calculation based on the known physical laws and describing the observed physical phenomena have been tested against calculations by the finite element method which are used for specification of analytical calculation findings. The fitting with guaranteed tightness of tyre on the wheel center, stress-strain state of mating elements have been studied and the contact pressures in the joint which provide the required strength of the fit have been calculated. The effect of temperature changes caused by tyre heating during prolonged braking on operational safety has been considered. The temperature difference between the centers of tyre ends and the wheel center rim, at which the contact pressure becomes equal to zero, has been determined. For the selected source data, the fit durability estimated in kJ for a single long-term or multiple emergency braking, has been calculated.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.