Статті КТІ ДІІТ
Permanent URI for this collection
ENG: Articles
Browse
Recent Submissions
Item Модернізація наявних переїздів на напрямках будівництва в Україні залізничної колії європейського стандарту(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Курган, Микола Борисович; Курган, Дмитро Миколайович; Лужицький, Олег Федорович; Іванов, Родіон Вікторович; Хмелевська, Неля ПетрівнаUKR: Мета. У статті передбачено проаналізувати сучасні технологічні рішення для підвищення рівня безпеки на залізничних переїздах, запобігання аварійним ситуаціям та забезпечення безперебійного руху транспорту. Методика. Дослідження базується на застосуванні математичного моделювання та чисельних методів для аналізу впливу модернізації та нових проєктів на рівень безпеки залізничних переїздів. За допомогою комп’ютерного моделювання побудовано математичні моделі, які відображають різні сценарії функціонування переїздів. На основі отриманих даних проведено оцінку ефективності запропонованих заходів та роз-роблено рекомендації щодо подальшої оптимізації системи безпеки. Для оцінки ефективності запропонованих заходів розроблено систему показників, що дозволяють кількісно оцінити рівень безпеки залізничних переїздів до та після модернізації. Ці показники враховують в себе добову інтенсивність руху поїздів через переїзд, добову інтенсивність руху транспорту на автомобільній дорозі, устаткування переїзду, радіус кривої у плані та поздовжній ухил автомобільної дороги на підходах до переїзду. Результати. Запропоновано вдосконалення методу підсумкового коефіцієнта аварійності, який є одним із поширених інструментів для оцінки безпеки руху на залізничних переїздах. Застосування цього методу дозволило кількісно оцінити рівень ризику виникнення аварійних ситуацій та проаналізувати ефективність заходів, спрямованих на підвищення безпеки. Метод відносно простий у застосуванні та не вимагає складних математичних обчислень, дозволяє врахувати широкий спектр факторів, що впливають на безпеку руху на переїзді, таких як інтенсивність руху, конструктивні особливості переїзду, наявність сигналізації тощо. За допомогою підсумкового коефіцієнта проведено порівняння рівня безпеки різних переїздів та відстежено динаміку змін їхнього устаткування в часі. Це дозволило визначити переїзди, які потребують першочергової модернізації, а також прогнозувати зміни у вихідних і розрахункових даних та планувати заходи з упровадження інноваційних технологій, що підвищують безпеку руху на переїздах. Наукова новизна. Розроблено інтегровану модель оцінки безпеки залізничних переїздів, яка враховує не лише традиційні показники (частота аварій, інтенсивність руху), але й нові фактори, такі як надійність обладнання, людський фактор та вплив зовнішніх умов. Запропонована модель дозволяє визначити більш точний прогноз ризиків та обирати оптимальні рішення щодо модернізації переїздів з урахуванням конкретних умов експлуатації. Практична значимість. Сформульовані рекомендації можуть бути використані для розробки ефективних програм модернізації залізничних переїздів в Україні. Упровадження запропонованих технологій дозволить підвищити рівень безпеки руху на 20 % та зменшити середній час очікування на переїзді на 15 %. Крім того, це сприятиме підвищенню пропускної спроможності залізниць та зниженню ви-трат на утримання інфраструктури.Item Оптимізація виправлення кривих у плані за допомогою комп’ютерного моделювання для підвищення безпеки руху поїздів(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Хмелевська, Неля Петрівна; Курган, Микола Борисович; Курган, Дмитро МиколайовичUKR: Мета. Автори передбачають розробити та впровадити інноваційні підходи до оптимізації виправлення кривих у плані залізничних колій за допомогою комп'ютерного моделювання. Цей процес має на меті: підвищення безпеки руху; поліпшення плавності ходу, що підвищує комфорт пасажирів; усунення обмежень швидкості на кривих ділянках, що дозволяє скоротити час у дорозі та підвищити пропускну спроможність залізниць; зменшення витрат на обслуговування колії та ремонт рухомого складу. Застосування спеціального програмного забезпечення для симуляції різних сценаріїв руху поїздів по скоригованих кривих дозволить оцінити вплив структури поїздопотоку на швидкість руху, динаміку рухомого складу та стан колії. Методика. Дослідження базується на теорії математичного моделювання та чисельних методах розрахунків. Для пошуку оптимального варіанту реконструкції залізничних ділянок лінію розглянуто як комплексну систему, яка складається з різних об’єктів інфраструктури. Ці об’єкти через незадовільний технічний стан можуть обмежувати швидкість руху на певних ділянках. Розв’язання цієї задачі є складним через взаємозалежність таких об’єктів: скорочення часу руху на окремій ділянці не є лінійним, а отримання точних результатів потребує проведення тягових розрахунків з урахуванням різних варіантів усунення обмежень швидкості. Результати. Запропоновано алгоритм розрахунків для оптимізації довгих ділянок залізничної колії. Алгоритм дозволяє враховувати бажаний напрямок зсувів у кривих, що значно полегшує процес оптимізації. Наведено приклад розрахунків за запропонованим алгоритмом, який демонструє ефективність підходу. Наукова новизна. Розв’язано науково-прикладну задачу оптимізації процесу корегування залізничних кривих у плані. Це сприяє підвищенню безпеки та швидкості руху поїздів завдяки впровадженню новітніх методів комп’ютерного моделювання. Практична значимість. Реалізація запропонованої технології оптимізації залізничного плану дозволить суттєво підвищити швидкість і безпеку руху поїздів, а також збільшити пропускну спроможність залізничних ліній. Це стане важливим кроком для інтеграції українських залізниць до європейської транспортної системи.Item Results of the Analysis of Reinforcing Structures Performance when Strengthening Subgrade Slopes(Printing House “Technologija”, Kaunas, Lithuania, 2024) Andrieiev, Volodymyr S.; Tiutkin, Oleksii L.; Hubar, Oleksіy V.; Mukhina, NataliyaENG: Recently, the issue of increasing the bearing capacity of the subgrade in operation has become particularly relevant. In this situation, the priority is to improve the methods of subgrade strengthening, which allow for the efficient design of the operated engineering structure without restricting traffic. The analysis of the performance of reinforcing structures when reinforcing subgrade slopes is performed using numerical modelling. The research task, which is solved in the course of numerical modelling, is to substantiate the methods of subgrade reinforcement used in the design of strengthening of operated embankments and to determine an effective scheme for strengthening the sloping parts of the subgrade.Item A Systematic Approach to Designing High-Speed Railway Track: European Perspective(Printing House “Technologija”, Kaunas, Lithuania, 2024) Kurhan, Mykola; Kurhan, Dmytro; Hmelevska, NelyaENG: This paper presents a systematic methodology for designing European-standard railway tracks, considering topographical and geological factors. The objective is to analyse various scenarios and assess the feasibility of constructing European-standard railway tracks in Ukraine. The study is based on an analysis of scientific developments in the field of railway design and construction across different track gauges.Item Investigation of FDM-Based 3D Printing for Optimized Tooling in Automotive and Electronics Sheet Metal Cutting(MDPI, Basel, Switzerland, 2025) Szalai, Szabolcs; Szívós, Brigitta Fruzsina; Nemes, Vivien; Szabó, György; Kurhan, Dmytro; Sysyn, Mykola; Fischer, SzabolcsENG: Within the scope of the work, the possible use of fused deposition modeling (FDM) technology in executing rapid prototypes of cutting tools for aluminum sheets was systematically studied. Relevant investigations have thus far mainly concentrated on tools for the 3D printing of bent and deep-drawn pieces, yet the implementation of FDM tools in cutting has been insufficiently covered. This study aims to determine the characteristics of FDM cutting tools, such as wear and tear, dimensional stability, and cutting efficiency. Various tool designs were tested under different wall thicknesses and orientations with respect to the feed of Al99.5 sheets with thicknesses of 0.22 mm and 0.3 mm. According to the results, in the best case, three-dimensional printed PLA tools performed six cuts with no burrs and an acceptable wear level due to the IT tolerances (IT9 and IT10). Tools with thicker walls and more appropriate orientations were found to be more robust. However, some designs failed when subjected to greater loads, revealing a deficiency in some of the strength properties of the material. These observations suggest that it is possible to create 3D printed tools for modeling and small-scale production at considerably cheaper and faster rates than conventional methods. Future work will integrate advanced materials and designs to enhance tool performance, further solidifying FDM as a transformative approach in industrial tool manufacturing. With this research, the authors wanted to demonstrate that FDM technology can also be used to produce a classic sheet cut, which, of course, is still of great importance for prototyping or setting up production processes. This research demonstrated that FDM printing can play a role in this area.Item Enhancing Railway Section Capacity, during Expansion of the European Railway Network(Óbuda University. Budapest, Hungary, 2025) Kurhan, Mykola; Kurhan, Dmytro; Hmelevska, NelyaENG: The Trans-European Transport Network was established by the European Union to connect Europe from west to east and north to south through a transportation network. One of the challenges in organizing barrier-free railway connections across European countries is the varying track gauge. Some European countries continue to use gauges different from 1435 mm. The aim of this study is to provide a scientific justification for reconstruction options, for a railway section, taking into account technical, economic, and other aspects, as well as to develop recommendations for a successful transition to European track standards. In this work, the authors examined the Kovel-Sarny-Korosten section, which is part of the Warsaw-Kyiv route. This route is one of several options for upgrading to European gauge to create a continuous railway network between the European Union and Ukraine. The research methodology and scientific approaches may vary depending on the characteristics of the sections being considered. In this study, the authors implemented the following sequence of steps: determined the maximum freight capacity for each segment, assessed the existing capacity, analysed reconstruction measures, and evaluated the effectiveness of reconstruction options. The modernization of the railway corridor under consideration has significant potential to improve transport connectivity between Ukraine and Poland, as well as to stimulate economic development in the regions through which this route passes.Item Numerical Analysis of Stabilization Schemes for the Deformed State of Railway Embankment, Using Piles(Óbuda University. Budapest, Hungary, 2025) Tiutkin, Oleksii L.; Kurhan, Mykola; Kurhan, Dmytro; Miroshnyk, VitaliiENG: This article presents a numerical analysis of stabilization schemes for the deformed state of a railway embankment using piles. The study involves the analysis of the concept of reinforcing the railway embankment with horizontal and vertical elements, as well as the main stabilization schemes for the deformed state. The objective is to select a stabilization scheme characterized by a minimal number of reinforcing elements that are sufficient to maximally reduce vertical displacements. For the numerical analysis, six finite element models were developed, which helped obtain the deformation results for the unreinforced embankment and five reinforcement options. Following the numerical analysis of the options with vertical and inclined reinforcement elements, the overall deformed state of the finite element model in the vertical plane was obtained. The results of vertical displacements of the reinforced railway embankment demonstrate that the installation of piles, created based on the jet grouting technology, reduces deformations by 1.50 to 1.88 times.Item Development of Devices for Long-Term Railway Track Condition Monitoring: Review of Sensor Varieties(Óbuda University. Budapest, Hungary, 2025) Kurhan, Dmytro; Kovalchuk, Vitalii V.; Markul, Ruslan V.; Kovalskyi, DenisENG: There are numerous methods for monitoring the condition of railway tracks. In most cases, either the geometry of the railway track or its interaction parameters with moving trains are checked. This work is a component of a project aimed at developing a methodology for installing sensors (sensor networks) for continuous (long-term) monitoring of railway track condition. Therefore, its main objective is to analyse and discuss interim results regarding the feasibility of applying various types of sensors installed on railway track elements. The authors considered three options for sensor application for the overall assessment of railway track condition: measuring stresses in rails with strain gauges, measuring accelerations of rail and sleeper vibrations with accelerometers, and measuring the speed of wave propagation in ballast. Each method has its own advantages and disadvantages. Considering the analysis conducted, each method, both independently and in combination with others, can be applicable for building systems for long-term monitoring of railway track condition. Such systems can be useful, both for solving practical track maintenance tasks during operation and for scientific research.Item Investigation of Heat-Affected Zones of Thermite Rail Weldings(University of Niš, Republic of Serbia, 2024) Fischer, Szabolcs; Harangozó, Dóra; Németh, Dalma; Kocsis, Bence; Sysyn, Mykola; Kurhan, Dmytro; Brautigam, AndrásENG: The paper investigates the heat-affected zone (HAZ) of several rail joints executed by thermite rail welding (TW). The examined rail profile was 54E1 (UIC54). The rail steel categories were different: R260 and R400HT. The welding portions of the TWs fitted R350HT and R260 rail categories with normal welding gaps. The rail pieces were brand new, i.e., without any usage in the railway track. The authors executed Vickers-hardness tests (HV10) and material texture tests on the running surface of the rail head, as well as on slices cut from the rail head. The cutting was performed by the water jet method, five longitudinal direction slices with vertical cutting lines. The considered specimen lengths were 2×70 mm (i.e., 70 mm from the mid-point of the rail joint), however, the depths were 20 mm from the running surface. Therefore, the measuring spaces were 5 mm lengthwise and 2 mm in depth. The variation of the hardness values was determined considering the microstructures of the base steel material and the TW. For comparison, previously measured Elektrothermit SoW-5 and earlier own research were taken into consideration.Item Обґрунтування доцільності перебудови однієї з колій двоколійної ділянки на колію європейського стандарту (1435 мм)(Український державний університет залізничного транспорту, Харків, 2024) Курган, Микола Борисович; Курган, Дмитро Миколайович; Байдак, Сергій Юрiйович; Новік, Руслан Борисович; Хмелевська, Неля ПетрiвнаUKR: У статті систематизовано наукові розробки з проблеми проєктування й реконструкції залізничних ліній під європейську ширину колії 1435 мм. Дослідження виконано з використанням методів графоаналітичного моделювання. Методика полягає в застосуванні розробленої математичної моделі, яка дає змогу оцінювати різні сценарії пропускної спроможності напрямку, використовуючи графіки оволодіння перевезеннями. У роботі отримано прогнозовані обсяги перевезень за песимістичним, раціональним і оптимістичним сценаріями, за яких може бути доцільна перебудова двоколійної ділянки на дві одноколійні з шириною колії 1435 і 1520 мм. Запропоновано науковий підхід, за яким можна оцінювати різні сценарії пропускної спроможності двох одноколійних ділянок із шириною колій 1520 мм (наявна) і 1435 мм (перебудована), використовуючи методи графоаналітичного моделювання. На основі результатів вітчизняних і зарубіжних наукових розробок намічено шляхи вирішення проблеми, що стосується будівництва залізниць європейського стандарту на території України з урахуванням сучасної інфраструктури, геополітичних, топографічних та інших умов. Переваги такого рішення: економія коштів (не потрібно перебудовувати одну з колій); збереження з’єднання з країнами, які використовують колію 1520 мм; можливість організувати рух поїздів із різною шириною колії.Item An Analytical Method for Determining the Stress–Strain State of a Subgrade with Combined Reinforcement(MDPI, Basel, Switzerland, 2024) Alkhdour, Ahmad M.; Tiutkin, Oleksii L.; Fischer, Szabolcs; Kurhan, DmytroENG: This article presents the fundamentals of an analytical method for determining the stress–strain state of a railway subgrade reinforced with geosynthetic material. The reinforcement described is a combined system where the geosynthetic material forms an open shell containing a layer of compacted crushed stone. The overall stress–strain state is proposed to be viewed as a superposition of two states of the subgrade. The stresses and displacements in the first state refer to the unreinforced subgrade (matrix), while the stress–strain state of the reinforcement element is determined using analytical constructs from composite theory. The dependencies of the overall stress–strain state are applied in a numerical analysis, which confirms the positive effect of reduced subgrade deformations. A small-scale experimental model further validates the accuracy of the analytical approach.Item Application of Prefabricated Retaining Walls with Increased Shear Resistance to Ensure Tailings Dam Stability(IOP Publishing Ltd, 2024) Timchenko, R. O.; Krishko, D. A.; Kozariz, V. Ya.; Nastich, O. B.; Tiutkin, Oleksii L.ENG: Tailings ponds and sludge storage facilities do not currently meet modern standards that regulate the requirements for operational safety, reliability, stability and durability. The research considers new constructive solutions for retaining walls with increased shear resistance due to passive soil resistance. Schemes and designs of tailings dams are analyzed. A comparative analysis is carried out using recommended methods to determine the safety factor for the design slip curves. The regularities of the influence of multilayer nonlinearly deformed backfill and external loads are established and new principles for determining the horizontal pressure on the retaining wall are formulated. The development of new design solutions for retaining walls and calculation methods for determining the lateral pressure of multilayer backfill is an urgent scientific task. Consideration of the influence of a multilayer nonlinearly deformed massif under external loading allows formulating new principles for determining the horizontal pressure on the retaining wall.Item Обґрунтування закономірностей напружено-деформованого стану земляного полотна після впровадження європейської колії(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Тютькін, Олексій Леонідович; Мірошник, Віталій Анатолійович; Бєлікова, С. І.UKR: Мета. Впровадження євроколії (1435 мм) на існуючому земляному полотні, що збудовано на території України, є фактором, який призводить до зміни напружено-деформованого стану. Метою статті є обґрунтування закономірностей напружено-деформованого стану земляного полотна на основі результатів чисельного аналізу скінченно-елементних моделей. Методика. Для проведення чисельного аналізу на основі методу скінченних елементів розроблена модель земляного полотна висотою 6 м під суміщену колію. В розробленій моделі відтворено всі реальні геометричні характеристики земляного полотна, верхньої будови колії, а також шпала для суміщеної колії. Розроблена модель дозволяє варіювати прикладення поїзного навантаження із постановкою пари сил на рейках, що мають українське значення ширини колії (1520 мм), а також європейської колії. В моделі також змодельоване підсилення земляного полотна для чотирьох варіантів (без палі, з палею довжиною 2,0, 4,0 і 6,0 м). Результати. Результати чисельного аналізу надали змогу отримати значення горизонтальних та вертикальних напружень, а також отримати закономірності напруженого стану земляного полотна до впровадження європейської колії. Якісний аналіз положення потягу свідчить про те, що зменшення колії та її асиметричне знаходження на шпалі збільшує вертикальні деформації. Найбільшу проблему складає саме асиметричність розподілу вертикальних переміщень. З’ясовано, що зростання довжини вертикального елементу підсилення надає зменшення переміщень в 1,1…1,2 рази. Виявлено, що закономірності зміни переміщень земляного полотна при варіації довжини вертикального елемента підсилення є лінійними для горизонтальної компоненти та поліноміальними другого ступеня для вертикальної. Наукова новизна. Вперше на основі закономірностей напружено-деформованого стану земляного полотна отримано картину формування напружень та розповсюдження деформацій до і після влаштування європейської колії. Практична значимість. На основі результатів чисельного аналізу з’ясовано, що збільшення довжини вертикального елементу підсилення на 2,0 м надає зменшення переміщень на 10…20 %. Ці дані надають змогу для створення методики первинного підбору параметрів елементу підсилення.Item Використання наплавних (понтонних) мостів для технічного прикриття транспортних об’єктів(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Перепелиця, К. М.; Ключник, Сергій ВладиславовичUKR: Мета. Метою даної роботи є дослідження теми наплавних (понтонних) систем мостів як варіанта подолання водних перешкод, засобу технічного прикриття об’єктів національної транспортної інфраструктури, аналіз сучасної ситуації по застосуванню наявного майна наплавних систем з метою визначення напрямків подальших досліджень у цьому напрямку. Методика. Дослідження наявних наплавних (понтонних) систем мостів, їхньої класифікації та технічних характеристик, в контексті засобів технічного прикриття важливих транспортних об’єктів та подолання водних перешкод в умовах військового сьогодення. Результати. Проведено системний аналіз наплавних (понтонних) мостів як варіанту подолання водних перешкод для технічного прикриття об’єктів транспортної інфраструктури, розглянуто всі наявні наплавні (понтонні) засоби, що можуть бути використані за призначенням, визначено необхідність моделювання наплавних (понтонних) систем для розширення можливостей їх застосування. Наукова новизна. Науковий інтерес полягає в тому, що провівши аналіз класифікації та технічних характеристик наявних засобів наплавних (понтонних) систем мостів встановлено основні напрямки для проведення подальших досліджень та їх моделювань, що створить умови для їх оптимізованого застосування враховуючи виклики сьогодення в подоланні широких водних перешкод, технічного прикриття об’єктів національної транспортної інфраструктури наведенням дублюючих тимчасових наплавних мостів (паромних переправ). Практична значимість. Майно наплавних (понтонних) систем мостів необхідне для забезпечення технічного прикриття об’єктів національної транспортної інфраструктури. Враховуючи обмежену кількість однотипних систем наявних наплавних систем мостів, актуальним є дослідження адаптації різних схем конфігурацій комплектів наплавних систем тим самим розширення можливості їх застосування та забезпечить усі необхідні умови для подолання найширших водних перешкод України.Item Критичний аналіз методів розрахунку напружено-деформованого стану конструкції станції метрополітену пілонного типу(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Федоров, К. Є.; Тютькін, Олексій ЛеонідовичUKR: Мета. Проведення критичного аналізу методів розрахунку напружено-деформованого стану конструкції станції метрополітену пілонного типу та обґрунтований вибір того з них, що дозволить врахувати складний взаємозв’язок елементів цієї конструкції та їхню взаємодію з оточуючим масивом. Методика. Для проведення критичного аналізу методів розрахунку напружено-деформованого стану проаналізовано конструкцію станції метрополітену пілонного типу. Також визначено основні особливості архітектурно-конструктивного рішення пілонної станції глибокого закладення. Аналіз елементів та загальної конструкції дозволив виявити важливі параметри, без врахування яких неможливе отримання близької до реальної картини напружено-деформованого стану. Проаналізувавши конструкцію станції пілонного типу глибокого закладення, визначено, що сутнісним параметром формування її напружено-деформованого стану є просторовий фактор. Результати. Викладено результати критичного аналізу методів розрахунку напружено-деформованого стану конструкції станції метрополітену пілонного типу під час її взаємодії із оточуючим масивом, представленого міцними породами (умови закладення метрополітену в м. Дніпрі). Визначено, що застосування плоских схем для розрахунку станцій пілонного типу глибокого закладення тягне за собою втрату адекватності реальній конструкції, але деякі їхні аспекти можливо використовувати і для просторового випадку. Доведено, що підхід із застосуванням чисельних методів, наприклад, методу скінченних елементів, а також створення скінченно-елементних просторових схем на основі об’ємних елементів є найбільш адекватними розрахунковій ситуації методиками розрахунку. Наукова новизна. Для станції пілонного типу глибокого закладення остаточно доведене застосування скінченно-елементних моделей, які максимально повно відображають просторовий фактор, що є сутнісним для такої конструкції. Практична значимість. Запропоновані в науковій роботі скінченно-елементні моделі станції пілонного типу глибокого закладення в міцних породах є най- більш адекватними реальній ситуації взаємодії конструкції з оточуючим масивом і можуть бути прийняті в якості розрахункових моделей для умов Дніпровського метрополітену.Item Дослідження конструкції залізничних колій промислових підприємств в межах ділянок плавного розширення колії(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Березовий, Микола Іванович; Арбузов, Максим Анатолійович; Козаченко, Дмитро Миколайович; Малашкін, Вячеслав Віталійович; Бритвин, Олександр С.UKR: Мета. Залізничні під'їзні колії промислових підприємств являються відправниками та отримувачами вантажів, що визначають їх основну номенклатуру для перевезень магістральним залізничним транспортом. Протяжність залізничних під'їзних колій промислових підприємств коливається в широкому діапазоні – від кількох сотень метрів до сотень кілометрів, зокрема довжина під'їзної колії ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг»перевищує 700 км. Сукупність таких факторів як наявність на під'їзних коліях технологічних перевезень, розвиток транспортної системи промислових підприємств у часі, генеральний план споруд основного виробництва призводить до необхідності застосування норм проектування залізничного транспорту для важких та особливо важких умов. Це виражається в основному у зменшенні радіусів кривих ділянок колій до мінімально можливих значень. При використанні залізобетонних шпал типу Ш6 є можливість влаштовувати ширину колії 1539 мм в кривих ділянках. Але у даний час відсутня затверджена конструкція ділянок плавного розширення колії на залізобетонних шпалах перед кривими радіусами менше 300 м. Існує також обґрунтована необхідність збільшення ширини колії як мінімум до 1540 мм в кривих таких радіусів. Разом з обмеженим терміном експлуатації дерев'яних шпал при їх укладанні на ділянках плавного розширення колії у порівнянні із залізобетонними це викликає необхідність розробки конструкції колії на залізобетонних шпалах в межах ділянки плавного розширення колії .Методи. Методи наукового аналізу і синтезу конструкції колійного розвитку, методи аналітичної геометрії. Результати. На підставі аналізу конструкції проміжних скріплень типу КБ50 запропонована конструкція ділянки плавного розширення колії з використанням залізобетонних шпал типів Ш1-1 та Ш6 та рейок Р50. Відвід розширення колії від 1520 до 1545 мм досягається шляхом розробки порядку укладання шпал різних типів та розвертання підкладок КБ50. При цьому довжина ділянки плавного розширення колії від sн=1520 мм до sп=1545 мм становить 2800 мм, а фактичний відвід відхилень 8,9‰. Практична значимість. Застосування розглянутої конструкції в межах ділянок плавного розширення колій за умови позитивних результатів дослідної експлуатації та випробувань встановленої процедури дозволить зменшити експлуатаційні витрати, пов'язані з поточним утриманням колій промислових підприємств, параметри яких відповідають важким та особливо важким умовам проектування.Item Конструкції залізничної колії україни та перспективи їх вдосконалення(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Арбузов, Максим Анатолійович; Костюречко, Станіслав ВалерійовичМета. Процес вдосконалення конструкції залізничної колії потребує детального вивчення історії розвитку її конструктивних елементів, способів поєднання, взаємозв’язків та меж взаємного впливу. Сучасні конструкції колії є результатом кропіткої багатолітньої роботи вчених та тривалих експлуатаційних випробувань. Деякі конструкції в свій час були винаходом, деякі проривними технологіями, деякі залишилися лише ідеями, а деякі існують більше століття. Вивчення історії розвитку конструкцій залізничної колії та сучасних існуючих конструкцій, що перебувають в експлуатації, дало можливість визначити перспективний напрямок вдосконалення і подальшого розвитку з огляду на існуючі проблеми на коліях магістрального транспорту та коліях промислових підприємств. Залізобетонна шпала та проміжне скріплення, що дозволяє регулювати ширину колії, - це та конструкція залізничної колії, що повинна бути вдосконалена в найближчі роки. Вдосконалення конструкції залізничної колії – це безперервний процес розвитку залізничного транспорту. Останнім часом на залізницях України з’являються нові конструкції колії. Як правило, спочатку розглядаються проблеми колійного господарства та формулюються технічні задачі. Потім проходить суспільне обговорення в науково-практичному середовищі та народжується відповідна стратегія розвитку. Така стратегія розглядається та затверджується на науково-технічних нарадах та профільних комісіях. Дана стаття ставить за мету визначення перспективних напрямків вдосконалення конструкції колії та вирішення проблем улаштування та експлуатації безстикової колії шляхом аналізу існуючих конструкції та світового досвіду залізниць. Методи. Методи наукового аналізу і синтезу конструкції колійного розвитку, методи аналітичної геометрії. Результати. На підставі аналізу історії розвитку конструкції залізничної колії та сучасних конструкцій запропоновано перспективний напрямок вдосконалення. Перспективною конструкцією залізничної колії визначено залізобетонну шпалу та скріплення, що здатні утворювати регульовану ширину колії до 1545 мм. При цьому необхідно, щоб нова конструкція мала достатню стійкість плітей безстикової колії. Практична значимість. Застосування запропонованої конструкції в межах кривих малих радіусів за умови позитивних результатів дослідної експлуатації та випробувань встановленої процедури дозволить зменшити експлуатаційні витрати, пов'язані з поточним утриманням колій, розширити сферу укладання безстикової колії та застосовувати залізобетонні шпали в кривих малих радіусів на промислових підприємствах.Item Laboratory and Numerical Investigation of Pre-Tensioned Reinforced Concrete Railway Sleepers Combined with Plastic Fiber Reinforcement(MDPI, 2024) Németh, Attila; Ibrahim, Sarah Khaleel; Movahedi, Rad M.; Szalai, Szabolcs; Major, Zoltán; Kocsis Szürke, Szabolcs; Jóvér, Vivien; Sysyn, Mykola; Kurhan, Dmytro; Harrach, Dániel; Baranyai, Gusztáv; Fekete, Imre; Nagy, Richárd; Csótár, Hanna; Madarász, Klaudia; Pollák, András; Molnár, Bálint; Hermán, Bence; Kuczmann, Miklós; Gáspár, László; Fischer, SzabolcsENG: : This research investigates the application of plastic fiber reinforcement in pre-tensioned reinforced concrete railway sleepers, conducting an in-depth examination in both experimental and computational aspects. Utilizing 3-point bending tests and the GOM ARAMIS system for Digital Image Correlation, this study meticulously evaluates the structural responses and crack development in conventional and plastic fiber-reinforced sleepers under varying bending moments. Complementing these tests, the investigation employs ABAQUS’ advanced finite element modeling to enhance the analysis, ensuring precise calibration and validation of the numerical models. This dual approach comprehensively explains the mechanical behavior differences and stresses within the examined structures. The incorporation of plastic fibers not only demonstrates a significant improvement in mechanical strength and crack resistance but paves the way for advancements in railway sleeper technology. By shedding light on the enhanced durability and performance of reinforced concrete structures, this study makes a significant contribution to civil engineering materials science, highlighting the potential for innovative material applications in the construction industry.Item Математичне моделювання процесу формування кислотних дощів у разі викидів із ТЕС(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Біляєв, Микола Миколайович; Петренко, Володимир Дмитрович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Звонарьова, Ольга ВіталіївнаUKR: Мета. Відомо, що кислотні дощі негативно впливають на навколишнє середовище. Формування кислотних опадів в атмосфері відбувається внаслідок хімічної взаємодії продуктів горіння палива та атмосферної вологості. Кислотні дощі призводять до втрати врожаю, погіршення плодючості землі, закислення води у водоймах. Актуальною проблемою залишається розробка науково обґрунтованих методів дослідження інтенсивності такого кислотного забруднення атмосферного повітря та поверхні ґрунту в регіонах, де мають місце значні викиди від ТЕС. Для розв’язання цієї задачі важливо використовувати математичне моделювання, оскільки визначити експериментальним шляхом вплив викидів від ТЕС на формування кислотних дощів неможливо. Тому основною метою роботи є створення математичної моделі для прогнозування утворення кислотних дощів у разі викидів з ТЕС. Методика. Для прогнозування процесу формування кислотного дощу використано тривимірне рівняння конвективно-дифузійного переносу забруднювача, що враховує профіль швидкості вітру, атмосферну стратифікацію, інтенсивність емісії домішки, напрям вітру. Це рівняння також використано для опису процесу перенесення водної пари в атмосферному повітрі. Щоб описати процес утворення кислоти в атмосферному повітрі, використано стехіометричне співвідношення. Чисельне інтегрування моделювального рівняння переносу здійснено за допомогою методу розщеплення. Результати. Побудовано багатофакторну чисельну модель, що дозволяє визначати зони, де формуються кислотні дощі. Розглянуто задачу прогнозування формування кислотного дощу в разі викидів від ТЕС на базі побудованої чисельної моделі. Наукова новизна. Запропоновано чисельну модель для прогнозування виникнення кислотного дощу внаслідок викидів із ТЕС. Модель є багатофакторною та враховує конвекцію, атмосферну дифузію, нерівномірний профіль вітру. Створено комп’ютерний код, що дозволяє оперативно оцінювати зони кислотного забруднення. Практична значимість. Розроблений комп’ютерний код для аналізу зон кислотного забруднення довкілля в разі промислових викидів дає можливість прогнозувати інтенсивність такого забруднення в різних метеоумовах.Item Analysis of Stress-Strain State Changes in Railway Tracks During Transition to European Gauge(IOP Publishing, 2024) Fischer, Szabolcs; Kurhan, Dmytro; Kurhan, Mykola; Hmelevska, NelyaENG: The geographical location of Ukraine facilitates its integration into the transportation network connecting European countries. Various options exist for transitioning from the gauge of 1 520 mm to the European standard gauge of 1 435 mm. This paper aims to analyze the changes in the stress-strain state of railway track elements during the reconstruction of existing sections from the 1 520 mm gauge to the 1 435 mm European gauge or to a dual gauge of 1 435/1 520 mm. To perform these calculations, a spatial model of dynamic deformations in the railway track is employed, based on the principles of elasticity theory. The results of the analysis indicate that the post-reconstruction railway track elements do not exceed permissible stress levels. However, the implementation of a combined railway track complicates the stress state of the ballast layer, leading to asymmetric stresses along the length of the sleepers, which vary depending on the track on which trains operate. There will also be a redistribution of stresses acting on the ground structure, which remains in place after years of operation. The research results identify changes in the stress-strain state of the railway track and can be used to justify measures for the appropriate reinforcement of the ballast layer and the ground structure. Keywords: railway track, stress-strain state, ground structure, European standard gauge, reinforcement of the ballast layer.