Численная оценка остаточных напряжений в длинномерных рельсах после дифференцированной закалки и механической правки
Аннотация
Авторами предложена методика оценки напряженно-деформированного состояния длинномерных железнодорожных рельс, которая позволяет определить остаточные напряжения в длинномерных рельсах после их дифференцированной закалки и правки. Результаты оценки остаточных напряжений в рельсе сравнивались с экспериментальными результатами, корреляция хорошая. Анализ полученных результатов говорит о том, что на поверхности головки рельса качественно изменяются продольные остаточные напряжения со знака минус (сжимающие) после дифференцированной закалки на знак плюс (растягивающие) после механической правки. Разработанная методика расчетов, в отличие от традиционных аналитических методов, позволяет с повышенной точностью оценить напряженно-деформированное состояние исследуемых конструкций и обеспечивает графическое отображение результатов расчета.
Ключевые слова
Об авторах
В. С. Коссов
АО «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (АО «ВНИКТИ»)
Россия
Россия
Валерий С. Коссов, д-р техн. наук, профессор, генеральный директор
А. Л. Протопопов
АО «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (АО «ВНИКТИ»)
Россия
Россия
Андрей Л. Протопопов, канд. техн. наук, старший научный сотрудник
Г. М. Волохов
АО «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (АО «ВНИКТИ»)
Россия
Россия
Григорий М. Волохов, д-р техн. наук, заведующий отделением динамики и прочности подвижного состава и инфраструктуры
Э. С. Оганьян
АО «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (АО «ВНИКТИ»)
Россия
Россия
Эдуард С. Оганьян, д-р техн. наук, главный научный сотрудник отдела прочности
Список литературы
1. Электромагнитно-акустический метод исследования напряженно-деформированного состояния рельсов / В. В. Муравьев, Л. В. Волкова, А. В. Платунов и др. // Дефектоскопия. — 2016. — № 7. — С. 12–19.
2. Формирование структурно-фазовых градиентов в рельсах при длительной эксплуатации / Ю. Ф. Иванов, К. В. Морозов, О. А. Перегудов и др. // Проблемы черной металлургии и материаловедения. — 2015. — № 3. — С. 59–65.
3. Эволюция структурно-фазовых состояний рельсов при длительной эксплуатации / Ю. Ф. Иванов, В. Е. Громов, О. А. Перегудов и др. // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. — 2015. — Т. 58. — № 4. — С. 262–267.
4. Simulation of Crack Propagation of Fatigue in Iran Rail Road Wheels and Effect of Residual Stresses / Masoudi Nejad R., et al. // Proceedings of the 21st International Conference on Mechanical Engineering Tehran. — Iran, 2013.
5. Effect of Wear on Rolling Contact Fatigue Crack Growth in Rails / Masoudi Nejad R., et al. // Tribology International. — 2016. — Vol. 94. — P. 118–125.
6. A Study on the Vibrational Effects of Adding an Auxiliary Chassis to a 6-Ton Truck / Hadipour M., et al. // Journal of American Science. — 2011. — Vol. 7. — № 6. — P. 1219–1226.
7. Biempica, C. B. Nonlinear Analysis of Residual Stresses in a Rail Manufacturing Process by FEM / Biempica C. B., et al. // Applied Mathematical Modeling. — 2009. — Vol. 33. N 1. — P. 34—53.
8. Муравьев, В. В. Оценка напряженно-деформированного состояния рельсов при изготовлении / В. В. Муравьев, К. А. Тапков // Приборы и методы измерений. — 2017. — Т. 8. — № 3. — С. 263—270.
9. Храмова, Д. А. Расчет и моделирование остаточных напряжений в рельсе Р65 / Д. А. Храмова, Д. А. Егорова, Я. Д. Жилин // Политехнический молодежный журнал МГТУ им. Н. Э. Баумана. — 2018. — № 1. — С. 1—8.
10. Покровский, А. М. Численное моделирование температурно-структурного и напряженного состояний в процессе закалки железнодорожного рельса / А. М. Покровский, Ю. В. Воронов, Д. Н. Третьяков // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. — 2016. — № 6. — С. 13–20.
11. Полевой, Е. В. Разработка ресурсосберегающей технологии дифференцированной термической обработки длинномерных железнодорожных рельсов: специальность 05.16.01: дисc. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. — Новокузнецк, 2018. — 132 с.
12. Термически упрочненные рельсы / А. Ф. Золотарский, Я. Р. Раузин, Е. А. Шур и др. — М.: Транспорт, 1976. — 264 с.
13. Результаты испытаний рельсов, подвергнутых дифференцированной закалке с прокатного нагрева, влияние особенностей технологии производства на их свойства / А. И. Борц, Е. А. Шур, В. А. Рейхарт и др. // Промышленный транспорт. XXI век. — 2009. — № 4. — С. 32–36.
14. Kizildemir, S. Defect Growth Characterization in Modern Rail Steel. A Thesis. URL: https://preserve.lehigh.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=5295&-context=etd. (дата обращения: 26.02.2021)
Рецензия
Для цитирования:
Коссов В.С., Протопопов А.Л., Волохов Г.М., Оганьян Э.С. Численная оценка остаточных напряжений в длинномерных рельсах после дифференцированной закалки и механической правки. Транспорт Российской Федерации. Журнал о науке, практике, экономике. 2021;(1-2):71-74.
For citation:
Kossov V.S., Protopopov A.L., Volkhov G.M., Ogan’ian E.S. Numerical evaluation of residual stress in long-length rails after differential hardening and mechanical levelling. Transport of the Russian Federation. 2021;(1-2):71-74. (In Russ.)
Просмотров:
24
Послать статью по эл. почте 