Investigations of Horizontal Transverse Stiffness of the Rail-Sleeper Combination of Combined Railway

Арбузов М. А. Дослідження горизонтальної поперечної жорсткості рейко-шпальної решітки суміщеної колії: [Препринт] / М. А. Арбузов // Будівництво, реконструкція та експлуатація конструкцій і споруд залізничного транспорту: Зб. наук. праць ДонІЗТ. – Донецьк, 2013. - №33. – С.244-248.UK: В даній статті наведені результати досліджень, що стосуються горизонтальної жорсткості рейко-шпальної решітки суміщеної колії.RU: В данной статье приведены результаты исследований, касающиеся горизонтальной жосткости рельсо-шпальной решетки совмещенного пути.EN: This article presents the results of studies concerning the of horizontal transverse stiffness of the rail-sleeper combination of combined railway

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук. Спеціальність 05.22.06 – залізнична колія

Арбузов, М.А. Вдосконалення системи контролю за поздовжніми напруженями в рейкових плітях безстикової колії : автореф. к. т. н. : 05.22.06 / М. А. Арбузов, 2010.UK: АНОТАЦІЯ Арбузов М.А. Вдосконалення системи контролю за поздовжніми напруженнями в рейкових плітях безстикової колії. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.06 – залізнична колія, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2010. Дисертація присвячена вдосконаленню системи контролю за температурно-напруженим станом рейкових плітей безстикової колії шляхом впровадження магнітного методу вимірювання поздовжніх механічних напружень. Виконано аналіз різних методів вимірювання механічних напружень та проведено комплексну оцінку щодо їх застосування у вимірюванні сумарних напружень рейкових плітей безстикової колії. Встановлено, що магнітний метод являється перспективним методом контролю. Встановлено характер впливу механічних напружень, температури металу, загартованості металу, хімічного складу та напруженості магнітного поля на магнітні властивості рейкової сталі. На основі цього стало можливим не лише визначати, але й прогнозувати коефіцієнт пропорційності між відносною магнітною проникністю рейкової сталі та напруженням. Розроблено математичну просторову модель роботи безстикової колії, яка дозволила в дисертації встановити раціональні місця вимірювання сумарних поздовжніх напружень, розробити методику вимірювання механічних напружень та методику вимірювання нейтральної температури в рейкових плітях безстикової колії. Отримані теоретичні й практичні результати використано в розробці приладу для вимірювання нейтральної температури рейкових плітей.RU: АННОТАЦИЯ Арбузов М.А. Усовершенствование системы контроля за продольными напряжениями в рельсовых плетях бесстыкового пути. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальностии 05.22.06 – железнодорожный путь, Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днепропетровск, 2010. Диссертация посвящена усовершенствованию системы контроля за температурно-напряженным состоянием рельсовых плетей бесстыкового пути путем внедрения магнитного метода измерения продольных механических напряжений. Температурно-напряженный тип бесстыкового пути, который используется сейчас на железных дорогах Украины, требует постоянного контроля за продольно-напряженным состоянием рельсовых плетей. Мониторинг температуры и продольных напряжений плетей напрямую связан с безопасностью движения поездов и безопасностью выполнения ремонтных путевых работ. Сегодня на железных дорогах используют метод «маячных» шпал. Существующий метод не обеспечивает необходимую надежность и точность контроля, так как имеет целый ряд недостатков: возможность смещения «маячной» шпалы во время эксплуатации и ремонтов пути, перемещение «маячной» шпалы в балласте при угоне пути, отсутствие контроля остаточных напряжений от принудительного ввода плети в расчетный температурный интервал, что, главным образом, приводит к невозможности точного определения нейтральной температуры. На основе выполненного анализа различных методов измерения механических напряжений и комплексной их оценки в измерении суммарных напряжений рельсовых плетей бесстыкового пути установлено, что магнитный метод имеет преимущества по точности и надежности измерения напряжений. По результатам экспериментальных исследований было установлено, что на магнитные свойства рельсовой стали влияет закалка стали. Влияние отклонений в химическом составе рельсовой стали разных заводов-изготовителей отсутствует. Установлено, что температура одинаково воздействует как на закаленную рельсовую сталь, так и на незакаленную. Зависимость относительной магнитной проницаемости рельсовой стали от температуры металла прямолинейна. Зависимость относительной магнитной проницаемости от механических напряжений прямолинейна. Для разных экспериментальных стержней, которые изготовлены из рельсовой стали, коэффициенты пропорциональности между относительной магнитной проницаемостью и продольными механическими напряжениями разные, и не зависят от завода-изготовителя, или закалки. Но для каждого отдельного стержня для условий растяжения и сжатия они одинаковы. Разработан магнитный метод и сконструирован прибор для измерения механических напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути. Измерительный прибор основан на магнитоупругом датчике трансформаторного типа, что способен различать напряжения сжатия и напряжений растяжения. При отсутствии напряжений, не зависимо от температуры рельсовой стали, прибор выдает нулевые показания. Индивидуальный коэффициент пропорциональности между относительной магнитной проницаемостью и продольными механическими напряжениями определяется путем двух измерений при разных температурах. В ходе комплексных исследований магнитных свойств рельсовой стали было установлено, что разные факторы влияния обуславливают одно и то же изменение магнитных свойств. Поэтому коэффициент пропорциональности между относительной магнитной проницаемостью рельсовой стали и механическими напряжениями, который ранее не поддавался прогнозированию, стало возможным определять через влияние такого фактора как напряженность магнитного поля. Разработан метод измерения механических напряжений без индивидуальной калибровки точек измерения, что дает возможность выполнять измерения в любой точке плети и в любое время суток. Для осуществления данного метода сконструирован прибор для измерения интенсивности изменения относительной магнитной проницаемости от изменения напряженности магнитного поля. Для определения нейтральной температуры рельсовой плети применен магнитный метод, который основан на экспериментально полученной аналитической зависимости между относительной магнитной проницаемостью рельсовой стали и основными факторами влияния: температурой и механическими напряжениями. Магнитный метод позволяет определять нейтральную температуру с учетом суммарных продольных напряжений непосредственно по характеристикам состояния металла рельсов. По поперечному сечению остаточные продольные механические напряжения от изготовления рельса различны по знаку, соизмеримы с напряжениями от воздействия колес подвижного состава и изменяются с пропущенным тоннажем. Эти напряжения суммарно по площади сечения уравновешиваются, но для измерений имеют существенное влияние. На основе пространственного моделирования распределения остаточных продольных напряжений по поперечному сечению рельса решена важная задача по нахождению рационального места измерения суммарных продольных напряжений. Напряженное состояние поверхностного слоя средины боковой части головки рельса совпадает с суммарным напряженным состоянием поперечного сечения. Продольные механические напряжения от изготовления рельса суммарно по площади сечения уравновешиваются, но образуют горизонтальные и вертикальные изгибающие моменты, влияние которых на устойчивость бесстыкового пути незначительно, и ими можно пренебречь. Разработана математическая пространственная модель работы бесстыкового пути, которая учитывает воздействие горизонтальных и вертикальных изгибающих моментов, учитывает изменение сил сопротивления горизонтальным перемещениям при появлении вертикальных перемещений, включает модель распределения температуры по поперечному сечению рельса и модель распределения внутренних продольных напряжений по сечению рельса. На основе пространственного моделирования и проведенных лабораторных и натурных исследований разработан и изготовлен прибор для определения нейтральной температуры и отклонения фактической температуры рельсовой плети от нейтральной температуры.EN: ANNOTATION Arbuzov M. Improvement of the monitoring system of the longitudinal stress in long welded rails. – Manuscript. Thesis for candidate degree of Technical Sciences, specialty 05.22.06. – "Railway Track". - Dnepropetrovsk National University of railway transport named after Academician V. Lazaryan. – Dnepropetrovsk, 2010. The analysis of various methods of measurement of mechanical stress has been executed. It has been established, that the magnetic method is a perspective quality monitoring. The degree of influence of mechanical stress, temperatures of metal, training of metal, a chemical compound and intensity of a magnetic field is experimentally established on magnetic properties of rail steel. Factor of proportionality between magnetic permeability of rail steel and a stress became possible not only to determine, but also to predict. The magnetic method is applied for definition of neutral temperature of long welded rails. The device for definition of neutral temperature is developed and made on the basis of laboratory researches of magnetic properties of rail steel. The mathematical spatial model of work long welded track is developed. This model takes into account influence of the horizontal and vertical bending moments, change of forces of resistance to horizontal moving at occurrence of vertical moving takes into account, the model of distribution of temperature on cross-section section of a rail and on section of a rail includes model of distribution of internal longitudinal stress. Places of measurement of total longitudinal stress are determined with the help of this spatial model. The technique of measurement of mechanical stress and a technique of measurement of neutral temperature in long welded rails is developed.Науковий керівник – доктор технічних наук, професор РИБКІН Віктор Васильович, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна Міністерства транспорту та зв’язку України, професор, завідувач кафедри «Колія та колійне господарство». Офіційні опоненти: – доктор технічних наук, професор КУРГАН Микола Борисович, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна Міністерства транспорту та зв’язку України, професор, завідувач кафедри «Проектування та будівництво доріг»; кандидат технічних наук, доцент ШРАМЕНКО Володимир Павлович, Українська державна академія залізничного транспорту Міністерства транспорту та зв’язку України, м. Харків, доцент, завідувач кафедри «Колія і колійне господарство»

Реконструкция путевой инфраструктуры для скоростных пассажирских железнодорожных перевозок

Арбузов, М. А. Реконструкція колійної інфраструктури для швидкісних пасажирських залізничних перевезень / М. А. Арбузов // Українські залізниці. — 2015. — № 11—12 (29—30). — С. 43—44.UK: Залізничний транспорт України перебуває в конкурентній боротьбі з авіа- та автоперевезеннями. Основний спосіб домінування на ринку перевезень — це висока швидкість руху та низька вартість транспортування.RU: Железнодорожный транспорт Украины находится в конкурентной борьбе с авиа- и автоперевозками. Основной способ доминирования на рынке перевозок - это высокая скорость движения и низкая стоимость транспортировки

Измерение нейтральной температуры рельсовой плети бесстыкового пути

Рибкін, В. В. Вимірювання нейтральної температури рейкової пліті безстикової колії / В. В. Рибкін, М. А. Арбузов // Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. — Дніпропетровськ, 2005. — Вип. 9. — С. 74—77.UK: Актуальною проблемою сьогоднішнього дня на залізниці є утримання безстикової колії. Зараз на залізницях України використовується неточний метод контролю напруженого стану рейкової пліті, що не дає безпосередньої та правдивої картини розподілу величини напружень вздовж колії. Тому виникає необхідність застосування нового методу контролю, за допомогою якого визначаються напруження не лише температурні та напруження від угону, але й початкові та залишкові, тобто сумарні поздовжні напруження. Враховуючи той факт, що рейка виготовлена із феромагнітного матеріалу, в основу вимірювання механічних напружень покладене явище магнітної пружності. На цьому явищі побудований прилад для контролю сумарних поздовжніх напружень статичного характеру в рейці. Технічний результат використання нового методу – підвищення точності, швидкості, зручності та надійності вимірювання механічних напружень.RU: Актуальной проблемой сегодняшнего дня на железной дороге является содержание бесстыкового пути. Сейчас на железных дорогах Украины используется неточный метод контроля напряженного состояния рельсовой плети, который не дает непосредственной и правдивой картины распределения величины напряжений. Поэтому возникает необходимость применения нового метода контроля, с помощью которого определяются напряжения не только температурные и напряжения от угона, но начальные и остаточные, т. е. суммарные продольные напряжения. Используя тот факт, что рельс изготовлен из ферромагнитного материала, в основу измерения механических напряжений положено явление магнитной упругости. На этом явлении построен прибор для контроля суммарных механических напряжений статического характера в рельсе. Технический результат использования нового метода – повышение точности, скорости, удобства и надежности измерения механических напряжений.EN: Nowadays the maintenance of long welded rails track is an urgent problem of railway industry. The inexact diagnostic method of the stressed state of long welded rails is used now on railways of Ukraine. This method does not give a direct and true picture of distribution and mode of the stress. Therefore there is a necessity of application of a new diagnostic method, which determines not only temperature stress and stress from longitudinal moving, but also initial and residual, i.e. total longitudinal stress. Taking into account that the rail is made of ferromagnetic material, the phenomenon of magnetic elasticity is used in measurement of mechanical stress. The device for the diagnostic of total mechanical longitudinal stress of static character in a rail is constructed, based on this phenomenon. The technical result of using the new method is an increase in accuracy, speed, convenience and reliability of mechanical stress measurements

Сравнительный анализ методов контроля продольными напряжениями в рельсовых плетей бесстыкового пути

Рибкін, В. В. Порівняльний аналіз методів контролю за поздовжними напруженнями в рейкових плітях безстикової колії / В. В. Рибкін, М. А. Арбузов // Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. — Дніпропетровськ, 2007. — Вип. 17. — С. 107—109.UK: Проведено порівняння методів контролю за поздовжніми напруженнями в рейкових плітях безстикової колії. Визначено, що магнітний метод являється перспективним.RU: Проведено стравнение методов контроля продольных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути. Определенно, что магнитный метод является перспективным.EN: Comparison of the longitudinal stresses monitoring methods in continuous welded rails is made. It is determined, that the magnetic method is perspective

Натурная величина затяжки гаек клеммных болтов

Рибкін Натурна величина затяжки гайок клемних болтів / В. В. Рибкін, М. А. Арбузов, В. А. Лисак // Проблеми проектування і будівництва залізниць: збірник наукових праць. – 2011. - №27. – С. 198-203.UK: В статті наведені результати натурного експерименту по визначенню розподілення величини затяжки клемних болтів по довжині безстикової пліті. RU: В статье приведены результаты натурного эксперимента по определению распределения величины затяжки клеммных болтов по длине бесстыковой плети. EN: There are results of the full-scale experiment to determine the distribution of torque terminal screws on the length long-welded rails in the article

Experimental Investigations of Interaction of Track and Rolling Stock on Crossovers

Арбузов, М. А. Експериментальні дослідження взаємодії колії та рухомого складу в межах з’їзду / М. А. Арбузов, О. М. Патласов, С. О. Токарєв // Наука та прогрес транспорту. — 2016. — № 5 (65). — C. 64—78. — doi 10.15802/stp2016/84013.UK: Мета. Останнім часом у мережі залізниць України все більшу увагу приділяють випадкам порушення в утриманні стрілочних з’їздів, які можуть призвести до погіршення умов безпеки руху поїздів. Такі порушення, зазвичай, з’являються в результаті неточності під час розбивки та укладання з’їзду, а також бувають наслідком дії рухомого складу і температурних сил. Поява геометричних нерівностей також може бути спровокована порушенням епюри розкладки залізобетонних брусів у захрестовинній частині з’їзду при міжколії менше 5,3 м. Тому в роботі потрібно проаналізувати вплив наявності відхилень від епюри розкладки брусів та геометричних нерівностей на умови взаємодії колії та рухомого складу, враховуючи результати експериментальних досліджень. Також треба встановити зв’язок між напружено-деформованим станом колії в зонах укладання вкорочених брусів. Методика. Дослідження впливу відхилень від епюри розкладки брусів та геометричних нерівностей на умови взаємодії колії та рухомого складу проводились шляхом проведення теоретичних розрахунків та експериментальних випробувань. Для проведення експериментальних досліджень була обрана дослідна ділянка на коліях незагального користування ТОВ з ІІ «Трансінвестсервіс», яка відповідала необхідним умовам в рамках науково-дослідної роботи. Результати. Отримано розподіл напружень та сил, що діють на колію в залежності від швидкості руху дослідного рухомого складу. Також отримано дані стосовно впливу геометричних параметрів бруса на його напружено-деформований стан. Наукова новизна. Авторами вперше було проведено оцінку впливу рухомого складу (при наявності геометричних нерівностей та несиметрично вкорочених брусів у межах з’єднувальної частини стрілочного з’їзду) на напружено-деформований стан верхньої будови колії (ВБК) у вказаній зоні. Також було проведено порівняння результатів для ділянки зі звичайними брусами та вкороченими. Практична значимість. На основі отриманих експериментальних даних було встановлено, що при швидкостях руху рухомого складу до 40 км/год напружено-деформований стан ВБК в захрестовинній частині стрілочного з’їзду відповідає умовам міцності та стійкості. Отримані результати можна застосувати для апробації математичних моделей та теоретичних досліджень щодо розробки нормативів утримання стрілочного з’їзду. Рівень отриманих вертикальних, бокових сил та напружень практично не залежить від наявності вкороченої частини брусів, що укладені в з’їзд.RU: Цель. В последнее время в сети железных дорог Украины все больше уделяют внимания случаям нарушения в содержании стрелочных съездов, которые могут привести к ухудшению условий безопасности движения поездов. Такие нарушения, как правило, появляются в результате неточностей при разбивке и укладке съезда, а также являются следствием действия подвижного состава и температурных сил. Появление геометрических неровностей может быть спровоцировано нарушением эпюры раскладки железобетонных брусьев в закрестовинной части съезда при междупутье менее 5,3 м. Поэтому в работе необходимо проанализировать влияние наличия отклонений от эпюры раскладки брусьев и геометрических неровностей на условия взаимодействия пути и подвижного состава, учитывая результаты экспериментальных исследований. Также нужно установить связь между напряженно-деформированным состоянием пути и наличием укороченных брусьев. Методика. Исследование влияния отклонений в эпюре раскладки брусьев и геометрических неровностей на условия взаимодействия пути и подвижного состава проводились путем проведения теоретических расчетов и испытаний. Для проведения экспериментальных исследований был выбран испытательный участок на путях необщего пользования ООО с ИИ «Трансинвестсервис», который отвечал необходимым условиям в рамках научно-исследовательской работы. Результаты. Получено распределение напряжений и сил, действующих на путь в зависимости от скорости движения опытного подвижного состава. Также получены данные о влиянии геометрических параметров бруса на его напряженнодеформированное состояние. Научная новизна. Авторами впервые была проведена оценка влияния подвижного состава (при наличии геометрических неровностей и несимметрично укороченных брусьев в пределах соединительной части стрелочного съезда) на напряженно-деформированное состояние верхнего строения пути (ВСП) в указанной зоне. Также было проведено сравнение результатов для участка с обычными брусьями и укороченными. Практическая значимость. На основе полученных экспериментальных данных было установлено, что при скоростях движения подвижного состава до 40 км/ч напряженнодеформированное состояние ВСП в закрестовинной части стрелочного съезда соответствует условиям прочности и устойчивости. Полученные результаты в дальнейшем можно применить для апробации математических моделей и теоретических исследований по разработке нормативов содержания стрелочного съезда. Уровень полученных вертикальных, боковых сил и напряжений практически не зависит от наличия укороченной части брусьев, которые уложены в съезд.EN: Purpose. Recently on the Ukrainian railways network more attention is paid to the cases of violations in the maintenance of crossovers, which may lead to deterioration of the train traffic safety conditions. As a rule, such violations occur as a result of inaccuracies during crossover pegging and laying, as well as are the consequence of impact of rolling stock and thermal forces. The appearance of geometrical irregularities can also be triggered by violation of the scheme of layout of concrete sleepers in the crossover turnout curve with intertrack spaces of less than 5.3 m. Therefore, we have decided to analyze the impact of the presence of deviations from the layout scheme of the sleepers and geometric irregularities on the conditions of track and rolling stock interaction based on the results of experimental investigations. It was also decided to establish a connection between the stress-strain states of the track and the presence of short sleepers. Methodology. The effect of deviations from the layout scheme of the sleepers and geometric irregularities on the interaction conditions of track and rolling stock was studied by means of theoretical calculations and experimental research. The experimental research covered the area on the non-public railway tracks that meets the required conditions for scientific and research work on the territory of «Transinvestservice» company. Findings. The distribution of stresses and forces acting on a railway track depending on speed movement of experienced rolling stock was obtained. In addition we obtained the data on the influence of the sleeper geometric parameters on its stress-strain state. Originality. For the first time the paper assessed the impact of rolling stock in the presence of geometrical irregularities and asymmetrically truncated sleepers within the crossover connection part on the stress-strain state of track in this zone. In addition, we compared the results for the area with common and shortened sleepers. Practical value. The obtained experimental data allowed determining that the stress-strain state of the track structure in the crossover turnout curve at rolling stock speeds of up to 40 km/h fulfills the conditions of strength and stability. These results can be used to test mathematical models and theoretical studies on the development of standards for the maintenance of crossovers. The level of the obtained vertical, lateral forces and stresses practically does not depend on the presence of the truncated part of the sleepers, which are stacked in crossovers

Evaluation of the Crossovers Condition in Plan

Арбузов, М. А. Оценка состояния стрелочных съездов в плане / М. А. Арбузов, А. М. Патласов, С. А. Токарев // Проектирование развития региональной сети железных дорог : сб. науч. тр. — Хабаровск, 2015. — Вып. 3. — С. 23—33.RU: Статья посвящена оценке состояния соединительной части стрелочного съезда в плане. Проанализированы существующие методики измерения состояния кривых в плане. Проведен сравнительный анализ предложенной и существующей методики оценки положения кривой в плане по разнице в смежных стрелах изгиба. Предложен метод перехода от измеренных ординат к разнице стрел.UK: Стаття присвячена оцінці стану сполучної частини стрілочного з'їзду в плані. Проаналізовано існуючі методики вимірювання стану кривих у плані. Проведено порівняльний аналіз запропонованої та існуючої методики оцінки положення кривої в плані з різниці в суміжних стрілах вигину. Запропоновано метод переходу від виміряних ординат до різниці стріл.EN: The article is devoted to evaluation of the connecting part of crossovers in plan. A comparative analysis of the existing and proposed methodology for the curve position in the plan by the difference in the adjacent arrows bend was conducted. The transition method from the measured ordinates to the arrows difference has been proposed

Надежность железнодорожного пути

Бондаренко, І. О. Надійність залізничної колії : навч. посіб. / І. О. Бондаренко, Д. М. Курган, М. А. Арбузов ; Дніпропетр. нац. ун-т залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. — Д. : Акцент ПП, 2015. — 158 с. : іл., табл. — Бібліогр.: с. 144—145. — ISBN 978-966-921-038-8.UK: У посібнику наведено терміни й визначення показників надійності. Розглянуто причини порушення працездатності елементів верхньої будови колії, моделі та методи, що застосовуються для оцінки їх безвідмовності й довговічності. Для студентів напряму «Залізничні споруди та колійне господарство» денної та заочної форм навчання, які вивчають дисципліну «Надійність та технічна діагностика залізничної колії».RU: В пособии приведены термины и определения показателей надежности. Рассмотрены причины нарушения работоспособности элементов верхнего строения пути, модели и методы, применяемые для оценки их безотказности и долговечности. Для студентов направления «Железнодорожные сооружения и путевое хозяйство» дневной и заочной форм обучения, изучающих дисциплину «Надежность и техническая диагностика железнодорожного пути»