РАЗРАБОТКА АКУСТИЧЕСКОГО МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ РЕЛЬСОВ НА БЕССТЫКОВОМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ПУТИ

Проблема диагностики напряженного состояния бесстыкового пути существующая в настоящее время не обеспечивает контроль в реальном времени. Это приводит к выбросам пути, и в дальнейшем сходу поездов. В статье предлагается использовать для диагностики напряженного состояния бесстыкового пути изделие «Прочность», которое разработано группой сотрудников Томского политехнического института. Этот прибор позволяет определять спектр собственных колебаний бесстыкового пути, которые возникают в форме продольных, поперечных и изгибных волн рельсов, с целью определения их напряженного состояния. В работе приводятся формулы для различных типов волн и оценены их величины для бесстыкового пути в свободном состоянии. При измерениях частоты и скорости волн на бесстыковом пути зарегистрированы частоты в диапазоне от 300 до 5 500 Гц, а скорости от 719 до 3 300 м/с. Это указывает на возбуждение в рельсовом плети при боковом ударе поперечных и изгибных волн. Использование этого прибора возможно после проведения более детальных исследований напряженного состояния бесстыкового пути в условиях его растяжения, сжатия и при нулевых напряжениях набора видов спектра, которые будут изменяться в зависимости от реальных напряжений. При предположении, что выброс обусловлен возникающей изгибной волной с продолжительностью выброса порядка 0,2 с. и размерах полуволны выброса порядка 40 м, это дает частоту 5 Гц, длину волны 80 м и, соответственно, скорость 400 м/с. Сравнение с оценкой скорости для данной частоты по формуле для изгибных волн дает величину порядка 100 м/с. Такая существенная разница демонстрирует, что теоретическое описание процесса выброса для реальных условий требует дополнительных исследований и измерений характеристик, определяющих механические свойства балластной призмы, рельсов, взаимодействия шпальной решетки с балластом.