ПРИМЕНЕНИЕ ПОНЯТИЙ О НЕСОВЕРШЕНСТВАХ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ МЕТАЛЛОВ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСА И РЕЛЬСА

Дата поступления: 
19.02.2018
Библиографическое описание статьи: 

Савоськин А. Н. Применение понятий о несовершенствах кристаллической решетки металлов для описания процессов взаимодействия колеса и рельса / А. Н. Савоськин, Г. П. Бурчак, А. П. Васильев, Н. Н. Ляпушкин // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ‑ 2018. ‑ Т. 57, № 1. ‑ С. 95–103. ‑ DOI: 10.26731/1813-9108.2018.1(57).95-103.

Рубрика: 
Год: 
2018
Номер журнала (Том): 
УДК: 
531.46
DOI: 

10.26731/1813-9108.2018.1(57).95-103

Файл статьи: 
Страницы: 
95
103
Аннотация: 

Разработана модель взаимодействия колеса локомотива с рельсом на основе понятий о несовершенствах кристаллической решетки металлов – дислокациях. При этом сила сцепления рассматривается как сила разрушения интерметаллоидного соединения (захвата) между группами атомов колеса и рельса. Происходящий при этом процесс скольжения колеса по рельсу определяется как процесс «схлопывания» дислокаций, вышедших на поверхность контакта, т. е. как трансляционное пластическое течение. Установлено, что сила сцепления зависит от нормального и касательного давлений колеса на рельс, а также от увеличения числа дислокаций с ростом скорости деформации зоны контакта и коэффициента разрушения окисной пленки и т.п. Касательное давление определялось как сумма слагаемых, вызываемых следующими причинами. Появлением касательной силы, возникающей в зоне контакта колеса и рельса от действия вертикальной нагрузки. Приложением внешней касательной силы тяги от рельса к колесу при развитии вращающего момента тягового электродвигателя. Кроме того, учитываются продольная и поперечная составляющие гравитационных сил, возникающих из-за конусности бандажа и поворота колесных пар относительно вертикальной оси z. Результаты расчетов, выполненные по предложенной методике, показали, что коэффициент сцепления колеса и рельса зависит от скоростей движения и скольжения, а также от относи-тельной скорости скольжения, что обеспечивает удовлетворительную сходимость с известными экспериментальными дан-ными.

Список цитируемой литературы: 

1. Решение вариационными методами пространственных контактных задач качения с проскальзыванием и сцеплением / Р. В. Гольдштейн и др. // Успехи математики. 1982. Т. 5. № 3/4. С. 61–102.

2. Carter F. W. On the action of locomotive driving wheel // Proceedings of the Royal Society. Ser. A. 1926. Vol. 112. Рp. 151–157.

3. Kalker J.J. Rolling with Slip and Spin in the Presence of Dry Friction // Wear. 1966. Vol. 9. Рp. 20–38.

4. Kalker J. J. On the rolling contact of two elastic bodies in the presence of dry friction: Doct. Thesis. Delft: Delft University, 1967. 160 p.

5. Горячева И. Г. Механика фрикционного взаимодействия. М. : Наука, 2001. 478 с.

6. Коган А. Я. Динамика пути и его взаимодействие с подвижным составом. М. : Транспорт, 1997. 326 с.

7. Коган А. Я. Взаимодействие колеса и рельса при качении // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2008. № 8. С. 26–38.

8. Johnson K.L. The Effect of Tangential Contact Force upon the Rolling Motion of an Elastic Sphere on a Plane // J. Appl. Mech. 1958. Vol. 25. № 3. Рp. 332–346.

9. Голубенко А.Л. Сцепление колеса с рельсом. Луганск : Изд-во ВУГУ, 1999. 476 с.

10. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. М. : Мир, 1989. 510 с.

11. Роботнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М. : Наука, 1988. 712 с.

12. Kittel Ch. Introduction to solid state physics. Second ed. New York. John Wiley & Sons, INC; London: Chapman & Hall, LTD, 1956. 617 p.

13. Averbach B.L., Warren B. E. The effect of cold work in metals on powder pattern intensities // Appl. Phys. 1949. Vol. 20. Рp. 1066–1069

14. Frank F. C., Read W. N. Multiplication processes for slow moving dislocations // Phys. Rev. 1950. Vol. 79. Рp. 722

15. Гельман А. С. Основы сварки давлением. М. : Машиностроение, 1970. 312 с.

16. Бурчак Г. П. Совершенствование методики исследования свободных боковых колебаний экипажей // Фундаментальные проблемы динамики и прочности подвижного состава : сб. науч. тр.  М. : МИИТ, 1997. Вып. 912.  с. 3–12.

17. Савоськин А. Н., Ляпушкин Н. Н., Чучин А. А Прогнозирование характеристик сцепления локомотивов с рельсами // Наука и технологии: шаг в будущее – 2014 : тр. X Междунар. науч.-практ. конф. Прага : Publ. House «Education and science», 2014. С. 69–86.

18. Polach O. Creep forces in simulations of traction vehicles running on adhesion limit // Wear. 2005. Vol. 258. Рp. 992–1000.

19. Mizis T. N., McFarlane J. S. Adhesion of solids and the effect of surface films // Proceedings of the Royal Society. 202A N. 1969. Рp. 224–243

20. Johnson K. L. Tangential Traction and Microslip in Rolling Contact Phenomena. Amsterdam: Ed. By Bidwell Elsevier pub-lishing Company, 1962. Рp. 6–28.