SIMULATION THE VIBRATIONS OF RAILWAY STRUCTURES BY THE GRID-CHARACTERISTIC METHOD

I. B. Petrov; Петров И. Б.; A. A. Kozhemyachenko; Кожемяченко А. А.; A. V. Favorskaya; Фаворская А. В.

doi:10.31857/S2686740023010091

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВИБРАЦИЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ СЕТОЧНО-ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Авторы: Петров И.Б.¹, Кожемяченко А.А.¹, Фаворская А.В.¹
Учреждения:
1. Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук
Выпуск: Том 508, № 1 (2023)
Страницы: 59-63
Раздел: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
URL: https://journals.rcsi.science/2686-7400/article/view/135920
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686740023010091
EDN: https://elibrary.ru/UNNMET
ID: 135920

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Целью исследования является применение сеточно-характеристического метода на структурированных сетках в различных задачах, связанных с железнодорожной безопасностью транспорта; получение результатов полного волнового моделирования с использованием данного численного метода и их анализ для лучшего понимания физических процессов, происходящих в условиях тяжеловесного и высокоскоростного движения на различных участках пути. К задаче исследования относится рассмотрение движения поезда по балластному и безбалластному мостовому полотну. В ходе компьютерного моделирования были получены и проанализированы различные волновые поля и динамические распределения давления и компонент тензора напряжений Коши при движении состава по железнодорожному пути. Произведена оценка времени, за которое происходит распространение волновых процессов в различных конструкциях моста. Полученные результаты дают представление о волновых явлениях при движении подвижного состава в зоне мостов и по железнодорожному пути в целом.

Ключевые слова

сеточно-характеристический метод, численное моделирование, система “колесо–рельс”, волновые явления, железнодорожный путь

Список литературы

Поляков В.Ю., Данг Н.Т. Безопасность движения и динамические свойства мостового полотна на ВСМ // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 2018. Т. 77. № 6. С. 357–363. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2018-77-6-357-363
Поляков В.Ю., Данг Н.Т. Ударное взаимодействие колеса и рельса на мостах высокоскоростных магистралей // Интернет-журнал “Транспортные сооружения”. 2019. № 1. https://doi.org/10.15862/15SATS119
Поляков В.Ю., Данг Н.Т. Безбалластное мостовое полотно на ВСМ // Мир транспорта. 2018. Т. 16. № 2. С. 36–55.
Бельков В.М. Моделирование вибродемпфирующих свойств упруговязкопластических слоев земляного полотна. Постановка задачи 1 // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 2017. Т. 76. № 3. С. 187–192. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2017-76-3-187-192
Бельков В.М. Моделирование вибродемпфирующих свойств упруговязкопластических слоев земляного полотна. Постановка задачи 2 // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 2017. Т. 76. № 5. С. 312–320. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2017-76-5-312-320
Воробьев А.А. Контактное взаимодействие колеса и рельса // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2009. № 3 (39). С. 42–47.
Bogdevicius M., Zygiene R., Bureika G., Dailydka S. An analytical mathematical method for calculation of the dynamic wheel–rail impact force caused by wheel flat // Vehicle system dynamics. 2016. V. 54. № 5. P. 689–705. https://doi.org/10.1080/00423114.2016.1153114
Loktev A.A., Sychev V.P., Buchkin V.A., Bykov Y.A., Andreichicov A.V., Stepanov R.N. Determination of the pressure between the wheel of the moving railcar and rails subject to the defects // Proc. 2017 International Conference “Quality Management, Transport and Information Security, Information Technologies”, IT and QM and IS. 2017. P. 748–751. https://doi.org/10.1109/ITMQIS.2017.8085934
Nikitin I.S., Golubev V.I. Higher order schemes for problems of dynamics of layered media with nonlinear contact conditions // Smart Innovation, Systems and Technologies. 2022. V. 274. P. 273–287. https://doi.org/10.1007/978-981-16-8926-0_19
Khokhlov N., Favorskaya A., Stetsyuk V., Mitskovets I. Grid-characteristic method using Chimera meshes for simulation of elastic waves scattering on geological fractured zones // Journal of Computational Physics. 2021. V. 446. Art. № 110637. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2021.110637
Favorskaya A.V., Muratov M.V. Ultrasonic study of sea ice ridges // Smart Innovation, Systems and Technologies. 2022. V. 309. P. 259–268. https://doi.org/10.1007/978-981-19-3444-5_23
Петров И.Б., Кабисов С.В., Фаворская А.В. Моделирование ультразвуковых волн в железнодорожных рельсах с явным выделение дефектов // ДАН. 2018. Т. 481. № 1. С. 20–23.
Favorskaya A.V., Khokhlov N.I. Using Chimera grids to describe boundaries of complex shape // Smart Innovation, Systems and Technologies. 2022. V. 309. P. 249–258. https://doi.org/10.1007/978-981-19-3444-5_22
Nejad R.M. Using three-dimensional finite element analysis for simulation of residual stresses in railway wheels // Engineering Failure Analysis. 2014. V. 45. P. 449–455. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2014.07.018
Бархатов В.А. Моделирование ультразвуковых волн методом конечных разностей во временной области. Двумерная задача. Оптимальные алгоритмы. Анализ погрешностей. Поглощающие области вблизи границ сетки // Дефектоскопия. 2009. № 6. С. 58–75.
Bartoli I., Marzani A., di Scalea F.L., Viola E. Modeling wave propagation in damped waveguides of arbitrary cross-section // Journal of Sound and Vibration. 2006. V. 295. № 3–5. P. 685–707. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2006.01.021
Zumpano G., Meo M. A new damage detection technique based on wave propagation for rails // International Journal of Solids and Structures. 2006. V. 43. № 5. P. 1023–1046. https://doi.org/10.1117/12.541536
Кожемяченко А.А., Петров И.Б., Фаворская А.В., Хохлов Н.И. Граничные условия для моделирования воздействия колес на железнодорожный путь // ЖВМиМФ. 2020. Т. 60. № 9. С. 1587–1603. https://doi.org/10.31857/S0044466920090112