Брянск, Брянская область, Россия
Объектом исследования является система «колесо — рельс». Предмет — компьютерное моделирование изнашивания эле-ментов системы. Цель настоящей работы — изучение зависи-мости износа колес и рельсов от параметров кинетической характеристики трения. Задачи работы: проанализировать предлагавшиеся ранее математические функции, описываю-щие кинетическую характеристику трения, на наличие экс-тремумов, поведение (рост, убывание, монотонность, унимо-дальность и т. п.) в различных диапазонах изменения пара-метров; осуществить компьютерное моделирование движения колесной пары по рельсовому пути с вычислением количе-ственных оценок износа колес и рельсов при разных парамет-рах кинетической характеристики трения; установить каче-ственные закономерности влияния задаваемых при компью-терном моделировании параметров кинетической характери-стики на износ. При моделировании использовался программ-ный комплекс «Универсальный механизм». В результате по-лучены значения различных характеристик, связанных с изно-сом (мощность, суммарная и удельная работа силы трения), при разных сочетаниях параметров кинетической характери-стики трения. Результаты работы позволяют сделать следую-щие выводы: при компьютерном моделировании движения железнодорожных экипажей необходимо учитывать парамет-ры кинетической характеристики трения, так как в диапазонах значений, соответствующих реальным условиям, они могут существенно влиять на износ; при некоторых сочетаниях зна-чений вышеупомянутых параметров наблюдаются ситуации, когда увеличение коэффициента трения сопровождается сни-жением износа. Предлагается продолжить исследование в двух основных направлениях: установление закономерностей влияния на кинетическую характеристику трения и износ мно-гообразных реальных факторов и изучение по той же методи-ке влияния на износ параметров динамической (при перемен-ной скорости) характеристики трения.
трение, износ, кинетическая характеристи-ка, скорость скольжения, коэффициент трения, удельная рабо-та, колесо, рельс, компьютерное моделирование, факторы.
Износ колес и рельсов представляет собой очень важную и актуальную проблему, от которой во многом зависит эффективность работы железнодорожного транспорта. Ежегодные потери в масштабе железных дорог России исчисляются миллиардами рублей [1]. Основным практическим методом борьбы с износом является лубрикация, направленная на снижение трения в системе «колесо — рельс». Однако таким образом решается лишь часть проблемы и далеко не всегда достигаются желаемые результаты. Большое значение имеет возможность прогнозирования износа и его изменений при осуществлении различных мероприятий. Такую возможность дает компьютерное моделирование взаимодействия железнодорожного экипажа и пути. Одним из хорошо известных и многократно проверенных инструментов такого моделирования является программный комплекс «Универсальный механизм» (далее «УМ»), разработанный в Брянском государственном техническом университете коллективом под руководством профессора Д. Ю. Погорелова. Описание возможностей УМ представлено в [2–5]. Комплекс, в частности, позволяет моделировать движение экипажа на прямых и кривых участках пути, вычислять различные величины, связанные с износом колес и рельсов.
