rostransportТранспорт Российской Федерации. Журнал о науке, практике, экономикеTransport of the Russian Federation1994-831Х2658-3674Российская академия транспортаrostransport-172Research ArticleНАУКА И ТЕХНОЛОГИИКонтактно-усталостные дефекты на поверхности катания внутренних рельсов в кривых малого радиусаContact Fatigue Defects on the Running Surface of Inner Rails in Small Radius CurvesКоссовВ. С.KossovV. S.

Валерий С. Коссов, д-р техн. наук, генеральный директор 

Valery S. Kossov, Doctor of Technical Sciences, General Director

КрасновО. Г.KrasnovO. G.

Олег Г. Краснов, д-р техн. наук, заведующий отделом пути и специального подвижного состава отделения динамики, прочности и инфраструктуры

Oleg G. Krasnov, Doctor of Technical Sciences, Head of the Track and Special Rolling Stock Department of the Dynamics, Strength, and Infrastructure Division

krasnov-og@vnikti.comАкашевМ. Г.AkashevM. G.

Михаил Г. Акашев, канд. техн. наук, ведущий инженер 

Mikhail G. Akashev, Candidate of Technical Sciences, Lead Engineer

НиконоваН. М.NikonovaN. M.

Наталья М. Никонова, ведущий программист 

Natalya M. Nikonova, Lead Programmer 

АО «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (ВНИКТИ)РоссияJSC “Scientific Research and Design-Technological Institute for Rolling Stock” (VNIKTI)Russian Federation202418072024033741Copyright © Коссов В.С., Краснов О.Г., Акашев М.Г., Никонова Н.М., 20242024Коссов В.С., Краснов О.Г., Акашев М.Г., Никонова Н.М.Kossov V.S., Krasnov O.G., Akashev M.G., Nikonova N.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://rostransport.elpub.ru/jour/article/view/172

Проведено моделирование для определения степени влияния на накопление контактно-усталостных дефектов таких факторов, как ширина колеи, подуклонка и использование профиля рельса UIC 60 на внутренней нити в кривых малого радиуса. Установлено, что для ширины колеи 1540 мм при наработке, близкой к 100 млн т брутто, частость повышенных контактных давлений возрастает, что способствует более быстрому накоплению повреждаемости рельса. Применение рельса с профилем UIC 60 вместо Р65 по ГОСТ 51685-22 несущественно виляет на возникающие в зоне контакта «колесо — рельс» нормальные давления и является неэффективным методом снижения скорости накопления контактно-усталостных дефектов на поверхности катания внутреннего рельса в кривых малого радиуса. Большие значения подуклонки способствует наиболее быстрому накоплению контактно-усталостных дефектов на поверхности рельса.

Modeling was conducted to determine the degree of influence on the accumulation of contact fatigue defects by factors such as track gauge width, cant, and the use of the UIC 60 rail profile on the inner track in small radius curves. It was found that for a gauge width of 1540 mm with usage close to 100 million gross tons, the frequency of increased contact pressures rises, contributing to faster rail damage accumulation. The application of the UIC 60 rail profile instead of the R65 according to GOST 51685-22 does not significantly affect the normal pressures in the “wheel-rail” contact area and is an ineffective method to reduce the rate of accumulation of contact fatigue defects on the running surface of the inner rail in small radius curves. Larger cant values contribute to the most rapid accumulation of contact fatigue defects on the rail surface.

кривые малого радиусавнутренний рельсзона контактаконтактные давлениякасательные напряженияпрофиль рельсаширина колеиподуклонкаsmall radius curvesinner railcontact zonecontact pressurestangential stressesrail profiletrack gaugecantReferencesЗахаров С. М., Торская Е. В. Подходы к моделированию возникновения поверхностных контактно-усталостных повреждений в рельсах // Вестн. ВНИИЖТ. 2018. Т. 177, № 4. С. 259–268.Захаров С. М., Торская Е. В. Подходы к моделированию возникновения поверхностных контактно-усталостных повреждений в рельсах // Вестн. ВНИИЖТ. 2018. Т. 177, № 4. С. 259–268.Цвигун В. Н. и др. Изучение механизмов контактно-усталостных дефектов рельсов. Новокузнецк: Центр СибГНУ, 2017. 133 с.Цвигун В. Н. и др. Изучение механизмов контактно-усталостных дефектов рельсов. Новокузнецк: Центр СибГНУ, 2017. 133 с.Обобщение мирового опыта тяжеловесного движения. Управление содержанием системы колесо — рельс / пер. с англ.; под ред. С. М. Захарова. М.: Интекст, 2017. 420 с.Обобщение мирового опыта тяжеловесного движения. Управление содержанием системы колесо — рельс / пер. с англ.; под ред. С. М. Захарова. М.: Интекст, 2017. 420 с.Богданов В. М. и др. Моделирование процессов контактирования, изнашивания и накопления повреждений в сопряжении «колесо — рельс» // Трение и износ. 1996. Т. 17, № 1. С. 12–27.Богданов В. М. и др. Моделирование процессов контактирования, изнашивания и накопления повреждений в сопряжении «колесо — рельс» // Трение и износ. 1996. Т. 17, № 1. С. 12–27.Сакало В. И., Сакало А. В. Выбор критерия для моделирования накопления контактно-усталостных повреждений в колесах железнодорожного подвижного состава // IV науч.-техн. семинар «Компьютерное моделирование на железнодорожном транспорте: динамика, прочность, износ», Брянск, 3–4 апр. 2018 г. Брянск, 2018. С. 63–70.Сакало В. И., Сакало А. В. Выбор критерия для моделирования накопления контактно-усталостных повреждений в колесах железнодорожного подвижного состава // IV науч.-техн. семинар «Компьютерное моделирование на железнодорожном транспорте: динамика, прочность, износ», Брянск, 3–4 апр. 2018 г. Брянск, 2018. С. 63–70.Горячева И. Г. Механика фрикционного взаимодействия. М.: Наука, 2001. 478 с.Горячева И. Г. Механика фрикционного взаимодействия. М.: Наука, 2001. 478 с.Горячева И. Г., Торская Е. В. Моделирование условий образования контактноусталостных повреждений поверхности катания // Контактно-усталостные повреждения колес грузовых вагонов / под. ред. С. М. Захарова. М.: Интекст, 2004. С. 58–97.Горячева И. Г., Торская Е. В. Моделирование условий образования контактноусталостных повреждений поверхности катания // Контактно-усталостные повреждения колес грузовых вагонов / под. ред. С. М. Захарова. М.: Интекст, 2004. С. 58–97.Goryacheva I. G., Zakharov S. M., Torskaya E. V. Rolling contact fatigue and wear of wheel/rail simulation // Proc. Second Int. conf. railway technology research development and maintenance. Paper 0123456789. Stirlingshire: CivilComp Press, 2014. 15 p.Goryacheva I. G., Zakharov S. M., Torskaya E. V. Rolling contact fatigue and wear of wheel/rail simulation // Proc. Second Int. conf. railway technology research development and maintenance. Paper 0123456789. Stirlingshire: CivilComp Press, 2014. 15 p.Burstow M. A whole life rail model application and development for RSSB — continued development of an RCF damage parameter // Rail Standard and Safety Board. London, UK. 2004.Burstow M. A whole life rail model application and development for RSSB — continued development of an RCF damage parameter // Rail Standard and Safety Board. London, UK. 2004.Chung Lun Pun, Welsby D., Mutton P., Yan W. Rolling contact fatigue life prediction for rails and welds in heavy haul systems // Proc. Int. Heavy Haul Conf. IHHA- 2015, Perth, Australia, 2015. Perth, 2015.Chung Lun Pun, Welsby D., Mutton P., Yan W. Rolling contact fatigue life prediction for rails and welds in heavy haul systems // Proc. Int. Heavy Haul Conf. IHHA- 2015, Perth, Australia, 2015. Perth, 2015.Коган А. Я., Абдурашитов А. Ю. Прогнозирование отказов рельсов по дефектам контактно-усталостного происхождения // Вестн. ВНИИЖТ. 2014. № 4. С. 3–7.Коган А. Я., Абдурашитов А. Ю. Прогнозирование отказов рельсов по дефектам контактно-усталостного происхождения // Вестн. ВНИИЖТ. 2014. № 4. С. 3–7.Trummer G., Marte C., Dietmaier P. et al. Modeling surface rolling contact fatigue crack initiation taking severe plastic shear deformation into account // Wear. 2016. Vol. 352–353. P. 136–145.Trummer G., Marte C., Dietmaier P. et al. Modeling surface rolling contact fatigue crack initiation taking severe plastic shear deformation into account // Wear. 2016. Vol. 352–353. P. 136–145.Trummer G., Six K., Woelfle A. et al. Comparison of rolling contact fatigue crack initiation models under heavy haul conditions // Proc. Int. Heavy Haul Conf. IHHA-2017, Cape Town, SA, 2017. Cape Town, 2017. P. 79–84.Trummer G., Six K., Woelfle A. et al. Comparison of rolling contact fatigue crack initiation models under heavy haul conditions // Proc. Int. Heavy Haul Conf. IHHA-2017, Cape Town, SA, 2017. Cape Town, 2017. P. 79–84.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.