The purpose of the work is to identifying causes of intensive lateral wear of rails and other track failures in short radius curves using numerical methods. The study has been conducted for the most common type of rolling stock: four-axle freight cars on TsNII-Ch3 bogies, transportation of which makes 75-90% of freight load of the track sections. Thus, it is the effect of these cars which is the main cause of the above disorders. To solve the problem, effect of the following parameters of the track plan on dynamic processes of interaction of the track and rolling stock was investigated in the work: effect of the curves radius, the unbalanced accelerations and the width of the track; effect of local joint and smooth irregularities of the track in plan view. The results of numerical studies. A mathematical model of the spatial dynamic system “vehicle-track” has been used to perform the study, which is based on the design diagrams of the track in the form of long rail beams resting on multiple dissipative elastic supporting sleepers with nonlinear characteristics. This model is implemented in the MathCAD software system.

Abstract.As it is known rail is one of the most significant elements of the whole railway construction. Operation under alternating loads from wheels of the rolling stock and different ambient temperatures lead to appearance and development of rail defects and damages. A great variety of operational factors (freight traffic density, axial loads, traffic speeds, track layout and profile) as well as special features of manufacturing and thermal treatment of rails create certain difficulties while identifying reasons for defects and damages. The article deals with an attempt to estimate influence of track layout and lateral forces on appearance of defects and damages in rails on the base of long-term observations of rail operation in Kharkiv Metro. On the basis of the vehicle/track mathematical model which considers structural features of both rolling stock and permanent way in underground systems, the level of lateral forces in curves was calculated. The coefficients of correlation between the track curvature, the level of forces and the amount of defected rails removed were later obtained, that made it possible to determine the dominant factor which may lead to appearance and development of contact fatigue defects in rails laid in curves.

Мета. Незважаючи на постійне збільшення протяжності ділянок із безстиковою колією на залізобетон-них шпалах, дерев'яні шпали -це один із варіантів підрейкових опор, що експлуатуються на достатньо ве-ликій кількості напрямків, зокрема, залишаються безальтернативними в кривих радіусами до 350 м, а також у головних коліях метрополітенів. Основними видами прикріплювачів у найбільш розповсюджених типах проміжних рейкових скріпленнях для дерев'яних шпал є колійні костилі та шурупи. Оскільки існуючі в кри-вих ділянках колії особливості контактування системи «колесо-рейка» мають суттєвий вплив на процеси взаємодії залізничної колії та рухомого складу, в роботі необхідно визначити жорсткість колійних шурупів та костилів, які безпосередньо приймають участь у формуванні просторової жорсткості вузлів проміжних рейкових скріплень при дії горизонтальних поперечних сил. Методика. Дослідження жорсткостей прикріп-лювачів проводились експериментально для двох типів проміжних рейкових скріплень -ДО та «Метро». Для проведення експериментальних випробувань було обрано 10 дослідних ділянок на коліях регіональної філії «Південна залізниця» ПАТ «Укрзалізниця», та 8 -на головних коліях КП «Харківський метрополітен». Кожна з дослідних ділянок знаходилась у приблизно однакових експлуатаційних умовах, але мала різну ве-личину пропущеного тоннажу. Результати. Отримані значення жорсткості колійних костилів та шурупів. Наукова новизна. Авторами вперше були отримані експериментальні дані щодо зміни жорсткостей прикрі-плювачів (колійних шурупів та костилів), залежно від терміну експлуатації для магістральних залізниць та колій метрополітенів. Це дає змогу виконувати розрахунки величини горизонтальних поперечних сил у кри-вих ділянках колії (зокрема в кривих із радіусами менше 350 м), а також прогнозно оцінювати зміну їх рівня в процесі експлуатації. Практична значимість. На основі отриманих експериментальних даних було вста-новлено, що зміна жорсткості колійних шурупів та костилів, залежно від терміну служби, носить нелінійний характер. Проведені дослідження дозволяють більш раціонально підходити до питання визначення оптима-льної конструкції проміжних рейкових скріплень, виходячи з конкретних умов експлуатації, а також сприя-тимуть розробці заходів щодо підвищення надійності роботи вузлів проміжних рейкових скріплень для де-рев'яних шпал.Ключові слова: рейкова опора; проміжні рейкові скріплення; верхня будова колії; шпали; рейки; жорсткість; експериментальні дослідження 96

Розглянуто роботу залізобетонних шпал марок Ш-1-1 і СБ-3-0 в умовах магістральних залізниць і колій незагального користування. Визначено основні експлуатаційні фактори, які впливають на їх роботу в колії. На основі даних обстеження залізобетонних шпал марки Ш-1-1 встановлено залежності їх виходу в непридатні. Запропоновано загальний підхід до прогнозування надійності роботи залізобетонних шпал марки СБ 3-0 на основі даних виходу шпал марки Ш-1-1. Отримано прогнозні залежності імовірності безвідмовної роботи шпал СБ 3-0 з використанням універсального двопараметричного розподілу Вейбулла. Визначено очікувані терміни служби шпал СБ 3-0 в різних експлуатаційних умовах. Ключові слова: колія, шпала, робота, надійність, відмови, напруження. Рассмотрена работа железобетонных шпал марок Ш-1-1 и СБ-3-0 в условиях магистральных железных дорог и путей необщего пользования. Определены основные эксплуатационные факторы, влияющие на их работу в пути. На основе данных Збірник наукових праць Українського державного університету залізничного транспорту Збірник наукових праць УкрДУЗТ, 2018, вип. 175 48 обследования железобетонных шпал марки Ш-1-1 установлены зависимости их выхода в дефектные. Предложено общий подход к прогнозированию надежности работы железобетонных шпал марки СБ-3-0 на основе данных выхода в дефектные шпал марки Ш-1-1 в условиях путей необщего пользования. Предложены прогнозные зависимости вероятности безотказной работы шпал СБ-3-0 с использованием универсального двухпараметрического распределения Вейбулла. Определены прогнозные сроки службы шпал СБ 3-0 в различных эксплуатационных условиях.

The investigations were made on the rails which are maintained in the underground conditions. They essentially distinguish from their work in the main way. Therefore the requirements to their reliability should answer conditions of traffic safety of trains. The existing normative base on continuous replacement of rails for undergrounds was applied, as well as for a main way, without consideration curvature of a railway track. On the basis of use of the theory of reliability and the theory of probability the mathematical model for the description of gradual refusals of rails in real conditions of underground which takes into account the passed tonnage, curvature of a railway track and a root-mean-square rejection as function of curvature of a way and the passed tonnage is offered. The normal distribution of withdrawal of rails because of defects and damages is set in the basis of the model. The usege of this model allows to develop scientifically - substantiated recommendations for definition of the normative tonnage for continuous replacement of rails. It depends on established for railways scale of their exit taking info account operational factors of a railway.