Проблема оценки долговечности железнодорожных рельсов и развития трещин в головке рельса является актуальной для обеспечения надежности и безопасности железнодорожного транспорта. В статье представлено исследование, направленное на оценку влияния различных видов нагрузок, температурных изменений и остаточных напряжений на развитие трещин в головке рельса. Целью исследования является разработка и уточнение моделей, описывающих динамику трещин, а также улучшение методов прогнозирования долговечности рельсов. Для достижения поставленной цели использованы методы аналитического моделирования и экспериментального анализа. Оценены различные виды нагрузок, включая температурные и механические, а также влияние остаточных напряжений на коэффициенты интенсивности напряжений и рост трещин. Представлены модели и уравнения для расчета коэффициентов интенсивности напряжений, учитывающие комплексные нагрузки и реальные условия эксплуатации рельсов. Результаты исследования подтверждают гипотезу о значительном влиянии температурных и механических нагрузок на развитие трещин и их коэффициенты интенсивности напряжений. На основе полученных данных разработаны усовершенствованные модели, которые показывают более точные прогнозы долговечности рельсов по сравнению с существующими. Работа выявила необходимость дальнейших исследований для учета остаточных напряжений и реальных условий эксплуатации, что может улучшить методы прогнозирования и предотвращения разрушений рельсов.
Ключевые слова: железнодорожные рельсы, трещины в рельсе, коэффициенты интенсивности напряжений, температурные нагрузки, механические нагрузки, остаточные напряжения, долговечность рельсов.
Ссылка для цитирования:
Майер С. С. Прогнозирование разрушения рельсов: новые подходы и модели трещинообразования // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2024. Вып. 4(97). С. 56—67. DOI: 10.35211/18154360_2024_4_56.
Об авторе:
Майер Сергей Сергеевич — соискатель, Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I. Российская Федерация, 190068, г. Санкт-Петербург, Московский пр-т, 9; sergzo@bk.ru; ORCID: 0000-0003-4917-2578