Modeling of the Dynamic Rail Deflection using Elastic Wave Propagation
Loading...
Date
2022
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Shahid Chamran University of Ahvaz
Abstract
ENG: There is a class of tasks that requires considering the dynamics not only for rolling stock but also for the response of the railway track. One of the directions of railway transport development, which encourages the transition to fundamentally new dynamic models of the railway track, is undoubtedly an increase in traffic speed. To solve such problems, the authors applied a model of the stressed-strained state of a railway track based on the dynamic problem of elasticity theory. The feature of this model is the calculation of dynamic stresses and deformations induced by the spread of elastic waves through the objects of the railway track. Based on the mathematical modeling of stress propagation in the under-rail basis, authors have shown the influence of various objects of a railway track on the formation of the outline of the front of the elastic wave and determined the main time intervals. Furthermore, the authors propose the following analytical method, which, in addition to the soil's physical and mechanical properties, considers the properties of the ballast as a layer that transmits pressure to the roadbed and takes an active part in the formation of the interaction space.
UKR: Існує клас задач, які потребують врахування динаміки не тільки для рухомого складу, а й для реакції залізничної колії. Одним із напрямків розвитку залізничного транспорту, який спонукає до переходу на принципово нові динамічні моделі залізничної колії, безсумнівно є збільшення швидкості руху. Для вирішення таких задач авторами застосована модель напружено-деформованого стану залізничної колії на основі динамічної задачі теорії пружності. Особливістю даної моделі є розрахунок динамічних напружень і деформацій, викликаних поширенням пружних хвиль через об’єкти залізничної колії. На основі математичного моделювання поширення напружень у підрейковій основі показано вплив різних об’єктів залізничної колії на формування обрису фронту пружної хвилі та визначено основні часові інтервали. Запропоновано аналітичний метод, який, окрім фізико-механічних властивостей ґрунту, враховує властивості баласту як шару, що передає тиск на дорожнє полотно та бере активну участь у формуванні простору взаємодії.
UKR: Існує клас задач, які потребують врахування динаміки не тільки для рухомого складу, а й для реакції залізничної колії. Одним із напрямків розвитку залізничного транспорту, який спонукає до переходу на принципово нові динамічні моделі залізничної колії, безсумнівно є збільшення швидкості руху. Для вирішення таких задач авторами застосована модель напружено-деформованого стану залізничної колії на основі динамічної задачі теорії пружності. Особливістю даної моделі є розрахунок динамічних напружень і деформацій, викликаних поширенням пружних хвиль через об’єкти залізничної колії. На основі математичного моделювання поширення напружень у підрейковій основі показано вплив різних об’єктів залізничної колії на формування обрису фронту пружної хвилі та визначено основні часові інтервали. Запропоновано аналітичний метод, який, окрім фізико-механічних властивостей ґрунту, враховує властивості баласту як шару, що передає тиск на дорожнє полотно та бере активну участь у формуванні простору взаємодії.
Description
D. Kurhan: ORCID 0000-0002-9448-5269; S. Fischer: ORCID 0000-0001-7298-9960
Keywords
railway, ballast, stressed-strained state, dynamic stress, elastic wave, залізнична колія, баласт, напружено-деформований стан, динамічні напруження, пружна хвиля, КТІ
Citation
Kurhan D., Fischer S. Modeling of the Dynamic Rail Deflection using Elastic Wave Propagation. Journal of Applied and Computational Mechanics. 2022. Vol. 8, Iss. 1. P. 379–387. DOI: 10.22055/JACM.2021.38826.3290.