Запропоновано концепцію і методи вирішення динамічних контактних задач для системи “колесо – рейка” в двовимірній і просторовій постановках з урахуванням осциляції ядер інтегральних рівнянь і принципу граничного поглинання, який характеризує внутрішнє тертя, що дозволило уточнити залежності для оцінки рівня і характеру розподілу контактного напруження, а також величини сили зчеплення при взаємодії рухомого складу і колії.
Розроблено нові гальмівні С-С колодки на основі вуглець - вуглецевих волокон з піровуглецевою матрицею і модифікаторами тертя для гальмівних пристроїв рухомого складу, а також антифрикційні самозмащувальні матеріали на основі капролону з наповнювачами у виді мінерального масла, дисульфіду молібдену і лускатого графіту для опорних пристроїв, котрі сприяють поліпшенню умов взаємодії в системі “гальмівна колодка-колесо-рейка”.
Шляхом чисельного моделювання нестаціонарного теплового процесу, що супроводжує процес колодкового гальмування рейкового рухомого складу, встановлено, що дослідні С-С колодки мають істотні переваги (до 20 і більше відсотків) у порівнянні із серійними композиційними колодками з усіх термічних показників, зокрема, щодо теплонапруженості поверхні тертя.
Теоретичні положення і розроблені математичні моделі, на підставі яких створено технічні рішення, адекватні реальним процесам в системі “гальмівна колодка – колесо – рейка”, що підтверджено комплексними експериментальними дослідженнями.
Ключові слова: взаємодія рухомого складу і колії, контактне напруження, моделювання, фрикційні матеріали, С-С колодки, гальмування, коефіцієнт тертя, зношення, температура, теплові процеси, термін служби.
THE SUMMARY
Starchenko V.N. Scientific bases of increase of efficiency of braking by improvement of conditions of interaction of wheels with brake block and rails. – Manuscript.
The dissertation on competition for the degree Doctor of technical Sciences on the speciality 05.22.07 – the rolling stock of railways and traction of trains. East – Ukrainian National University named after V. Dal, Lugansk, 2008.
In dissertational work results of theoretical generalization and the decision of a scientific and technical problem of development of the theory and improvement of conditions of interaction of system brake block – a wheel – a rail are resulted by use of the new scientifically-grounded technical decisions providing increase of an overall performance of brake devices, decrease of intensity of wear process of elements of system and increase of term of their service.
The concept of the decision of dynamic contact problems about interaction of a wheel and a rail with the account oscillation nucleus of the integrated equations and a principle of the limiting absorption describing internal friction that has allowed to specify contact pressure and forces of coupling at spatial modeling movement of the locomotive is offered, and also to establish possible ways of perfection bogie crews.
Perfection of crews by use of frictional materials on basis C-C composites in brake systems and antifrictional self-lubricated materials on a basis caprolon in basic devices, is a basis of the decision of a problem of improvement of conditions of interaction in system “brake block – a wheel – a rail”, increases of efficiency of braking, reduction of intensity of wear process of elements of system and increase of term of their service. Theoretical positions and the developed mathematical models on the basis of which technical decisions are accepted, are completely adequate to real processes in system brake block – a wheel – a rail that is confirmed with complex experimental researches.
Keywords:interaction of a rolling stock and way, contact pressure, modeling, frictional materials, C-C composites, braking, deterioration, thermal processes, temperature, service life.