Напряженно-деформированное состояние и объемная повреждаемость в окрестности контактного взаимодействия в трибофатической системе колесо / рельс с учетом неконтактного деформированного рельса

Abstract

Представлена и реализована трибофатическая постановка задачи для системы колесо / рельс. Она учитывает как контактное взаимодействие элементов данной системы, так и изгиб всем железнодорожным составом рельса, лежащего на упругом основании. В традиционной частной трибологической постановке задачи для системы колесо / рельс рассматривается лишь контактное взаимодействие колеса и жестко закрепленного рельса. Построены механико-математические модели и проведено компьютерное конечно-элементное моделирование пространственного напряженно-деформированного состояния системы колесо / рельс и опасных объемов как интегральных мер повреждаемости с учетом контактного взаимодействия между колесом и рельсом и изгиба соседними колесами (всем составом) рельса на упругом основании. Показало значительное увеличение примерно в 1,1 раза объемной повреждаемости элементов системы для трибофатической постановки в сравнении с трибологической. Использование нового конструкционного материала Моника (высокопрочного чугуна марки ВЧТГ), обладающего высокими пределами прочности, контактной усталости и пластичностью снижает примерно на 47 % объемную повреждаемость элементов системы, что обусловливает целесообразность изготовления железнодорожных рельсов трибофатической системы колесо / рельс из Моники.