COMMON CROSSING CONDITION MONITORING WITH ON BOARD INERTIAL MEASUREMENTS

A railway turnout is an element of the railway infrastructure that influences the reliability of a railway traffic operation the most. The growing necessity for the reliability and availability in the railway transportation promotes a wide use of condition monitoring systems. These systems are typically based on the measurement of the dynamic response during operation. The inertial dynamic response measurement with on-board systems is the simplest and reliable way of monitoring the railway infrastructure. However, the new possibilities of condition monitoring are faced with new challenges of the measured information utilization. The paper deals with the condition monitoring of the most critical part of turnouts - the common crossing. The application of an on-board inertial measurement system ESAH-F for a crossing condition monitoring is presented and explained. The inertial measurements are characterized with the low correlation of maximal vertical accelerations to the lifetime. The data mining approach is used to recover the latent relations in the measurement’s information. An additional time domain and spectral feature sets are extracted from axle-box acceleration signals. The popular spectral kurtosis features are used additionally to the wavelet ones. The feature monotonicity ranking is carried out to select the most suited features for the condition indicator. The most significant features are fused in a one condition indicator with a principal component analysis. The proposed condition indicator delivers an almost two-time higher correlation to the lifetime as the maximal vertical accelerations. The regression analysis of the indicator to the lifetime with an exponential fit proves its good applicability for the crossing residual useful life prognosis

Оцінка несучої здатності металевої гофрованої конструкції типу Multiplate MP 150 при взаємодії із ґрунтом засипки

We estimated the stressed state of a railroad structure with a large cross section spanning more than 6 m, which is made from metallic corrugated sheets of the type Multiplate MP 150. The stressed-strained state of the corrugated structure was estimated depending on the residual deformation of vertical diameter of the pipe, the modulus of elasticity of backfill soil, and the degree of compaction. The study conducted has demonstrated that maximum stresses occur on the horizontal sides of a metallic pipe, and maximum deformations – in the pipe vault.It was established that an increase in the degree of compaction of backfill soil leads to a decrease in the stresses in a metallic pipe by almost half. The stresses grow much faster with an increase in irregularity on the railroad track. Numerical calculations have shown that the equivalent stresses exceed the permissible magnitude of 235 MPa when the degree of compaction of backfill soil is below 90 % and an operational irregularity on the track develops beyond the permissible magnitude.Operational observations have shown that the pipe is most vulnerable, in terms of resistance against the formation of a plastic hinge, in the initial period of operation when the backfill soil has not yet reached the standard compaction. At the initial stage of operation of a metallic corrugated pipe it is necessary to improve the level of technological control in order to timely detect railroad track’s irregularities that exceed the standards, and to eliminate them.Under normal operational conditions, a metallic corrugated structure has a rather large reserve of carrying capacity, which amounts to 80 %. However, these structures, despite their high initial strength margin, are very sensitive to an increase in external dynamic loads due to the occurrence of irregularity on the railroad track.Проведена оценка напряженного состояния железнодорожной конструкции типа Multiplate MP 150 с учетом степени уплотнения грунтовой засыпки. Установлено, что в начальный период эксплуатации металлическая гофрированная конструкция является неустойчивой против образования пластического шарнира, когда грунтовая засыпка еще не достигла нормативного степени уплотнения. С целью недопущения развития остаточных деформаций металлической гофрированной трубы необходим технический надзор за трубой в течение года эксплуатацииПроведено оцінку напруженого стану залізничної конструкції типу Multiplate MP 150 із врахуванням ступеню ущільнення грунтової засипки. Встановлено, що у початковий період експлуатації металева гофрована конструкція є нестійкою проти утворення пластичного шарніра, коли грунтова засипка ще не досягла нормативного ступеню ущільнення. З метою недопущення розвитку залишкових деформацій металевої гофрованої труби необхідний технічний нагляд за трубою протягом року експлуатаці

Оцінка напружено-деформованого стану хрестовин стрілочних переводів марки 1/11 методом скінченних елементів

We carried out evaluation of the stressed-strained state of crossings of turnouts by the finite element method in the Ansys programming complex. It was established that under conditions of three-axial compression, at large stresses of vertical compression, the cracks of multi-cycle metal fatigue of the crossing develop. It was found that the development of defects by the code DS 14.1-14.2 on the rolling surface of the cast part of a wing rail and the crossing’s core occurs due to high contact stresses near the edge of the working face of a wing rail and the crossing’s core. They occur in this region in the form of cyclically repeated and sign-alternating normal and tangential stresses from cyclically recurring power impacts from the wheels of rolling stock of railroad transport.It was established that for the normal stresses, values that are maximal by absolute magnitude correspond to the moment when a wheel passes the estiamted cross section of the crossing. For the tangential stresses, on the contrary, at the moment when the wheel is over the estimated cross section, their magnitude is close to zero. The obtained results of the stressed-strained state of crossings are necessary for the optimal design of transverse and longitudinal profiles of the crossing. This will make it possible to extend operation life cycle of the crossings of turnouts and save state budget resources for their current maintenance and repair.Проведена оценка напряженно-деформированного состояния крестовин марки 1/11 методом конечных элементов в программной среде Ansys. Исследована величина деформаций и контактных напряжений в характерных сечениях крестовины. Установлено влияния площади контакта на величину контактных напряжений. Получен характер разрушения поверхности металла усовика и сердечника крестовины при высоком уровне контактных напряженийПроведено оцінку напружено-деформованого стану хрестовин марки 1/11 методом скінченних елементів у програмному середовищі Ansys. Досліджено величини деформацій та контактних напружень у характерних перетинах хрестовини. Встановлено вплив площі контакту на величину контактних напружень. Отримано характер руйнування поверхні металу вусовика та сердечника хрестовини при високому рівні контактних напружен

Методика воєнно-ідеологічної підготовки

Навчальний посібник «Методика воєнно-ідеологічної підготовки» розкриває широкий спектр напрямків та шляхів вирішення питань воєнно-ідеологічної підготовки, психологічної підготовки, виховної роботи та військової дисципліни, що проводяться командирами всіх рівнів управління у повсякденній діяльності. Рекомендації із зазначених питань розроблені на основі багаторічного досвіду професорсько-викладацького складу та командирів артилерійських підрозділів (частин). Зміст посібника відповідає програмі навчання з відповідної дисципліни «Методика воєнно-ідеологічної підготовки». Навчальний посібник рекомендований студентам, науково-педагогічним працівникам, курсантам, командирам підрозділів наземної артилерії Сухопутних військ

Визначення деформованого стану збірних металевих гофрованих конструкцій тунельного шляхопроводу при дії динамічного навантаження залізничного транспорту

This paper reports the analysis of prospects for the use of prefabricated metal corrugated structures in the body of the embankment of a railroad track in the form of a tunnel overpass in order to pass road vehicles and railroad rolling stock. A technique of inertial dynamic tests of the deformed state of a tunnel overpass from prefabricated metal corrugated structures during the passage of railroad rolling stock is given, by measuring accelerations at the top and on the sides of overpass structures. An algorithm is proposed for processing the acceleration signal for assessing the strained state of metal corrugated structures of a tunnel overpass under the action of dynamic load from railroad transport. Experimental dynamic measurements of accelerations arising at the top and on the sides of a tunnel overpass during the passage of passenger and freight railroad rolling stock were carried out. The maximum value of accelerations arising at the top of a tunnel overpass during the passage of a freight train was 7.99 m/s2, and when passing a passenger train – 6.21 m/s2; the maximum accelerations that occur on the sides were 2.63 m/s2 and 1.77 m/s2. It is established that the maximum deformations of metal corrugated structures of the top of a tunnel overpass, when passing freight and passenger trains are, respectively, 1.63 mm and 1.11 mm. The maximum strains of metal corrugated structures on the sides of an overpass are 1.07 mm and 0.48 mm. The value of relative deformations in the vertical and horizontal dimensions of the structures of a tunnel overpass under the action of dynamic loads from the railroad rolling stock has been found. The relative vertical strains of an overpass amounted to 0.020 %; horizontal – 0.012 %. The practical significance of this work is that with the help of the devised procedure for measuring accelerations, it is possible to assess the strained state of metal corrugated structures under the influence of dynamic loads from the railroad rolling stockПроведено аналіз перспектив застосування збірних металевих гофрованих конструкцій у тілі насипу залізничної колії у вигляді тунельного шляхопроводу з метою пропуску автомобільних транспортних засобів та рухомого складу залізниць. Наведено спосіб інерційних динамічних випробувань деформованого стану тунельного шляхопроводу із збірних металевих гофрованих конструкцій при проїзді рухомого складу залізничного транспорту, шляхом вимірювання прискорень у вершині та на бокових сторонах конструкцій шляхопроводу. Запропоновано алгоритм обробки сигналу прискорень для оцінки деформованого стану металевих гофрованих конструкцій тунельного шляхопроводу при дії динамічного навантаження від залізничного транспорту. Проведено експериментальні динамічні вимірювання прискорень, що виникають у вершині та на бокових сторонах тунельного шляхопроводу при проїзді пасажирського та вантажного рухомого складу залізничного транспорту. Максимальна величина прискорень, що виникають у вершині тунельного шляхопроводу при проїзді вантажного поїзду склала 7,99 м/с2, а при проїзді пасажирського поїзду – 6,21 м/с2, а максимальні прискорення, які виникають на бокових сторонах становили 2,63 м/с2 та 1,77 м/с2. Встановлено, що максимальні деформації металевих гофрованих конструкцій вершини тунельного шляхопроводу, при проїзді вантажного та пасажирського поїздів становлять, відповідно, 1,63 мм та 1,11 мм. Максимальні деформації металевих гофрованих конструкцій на бокових сторонах шляхопроводу становлять 1,07 мм та 0,48 мм. Отримано величину відносних деформацій вертикального та горизонтального розмірів конструкцій тунельного шляхопроводу при дії динамічних навантажень від рухомого складу залізниці. Відносні вертикальні деформації шляхопроводу склали 0,020 %, а горизонтальні – 0,012 %. Практичне значення роботи полягає у тому, що за допомогою розробленої методики вимірювання прискорень можна проводити оцінку деформованого стану металевих гофрованих конструкцій при дії динамічних навантажень від рухомого складу залізниц

Examining the Fundamental Elements of Physical and Health-Enhancing Educational Activity of Student in Distance Learning

This study illustrates the notion of physical and health-enhancing educational activity in distance learning processes as a particular kind of helpful activity on understanding the physical and health-enhancing knowledge. Based on analysing the psychological and pedagogical literature, 4 structural elements of student youth's physical and health-enhancing educational activity have been designated following distance learning processes: reϔ e iveǦsubjectiveǡ target, motivational, as well as activity-creative elements. Based on the data obtained, the motivational element indicates the motives system prompting them to physical education (PE) and makes the necessary for such classes in circumstances of remote education over the course of quarantine. The target element indicates goal setting, its details, and tasks intended to master the system of physical culture and health-enhancing knowledge, abilities, and skills. The activity-creative element reveals the system of skills as a collection of techniques to carry out physical activities at home, applying digital didactic materials. Moreover, the reϔ e iveǦsubjective element demonstrates the capacity of students to handle their internal world, obey healthy lifestyle rules, especially during quarantine, develop emotional maturity, get the most out of their potential, invoke a sense of concentration, se fǦconϔidenceǡ strength, movement

Assessing the stresses and magnitude of plastic hinge in a tunnel conduit made of precast metal corrugated structures taking into account the soil backfill parameters

The object of research is a tunnel conduit made of star-shaped metal corrugated structures. The stresses and magnitude of the plastic hinge occurring in the metal corrugated structures of the tunnel conduit were investigated, taking into account the degree of compaction and the height of the soil backfill. It was established that when the height of the backfill above the tunnel conduit made of precast metal corrugated structures increases and the degree of compaction of the soil backfill decreases, there is an increase in the values of stresses and plastic hinge in metal structures. With the height of the backfill above the conduit equal to 2.75 m and the degree of compaction of the soil backfill RP=80 %, stresses of 235.89 MPa are reached, exceeding the permissible 235 MPa. At the same time, the value of the plastic hinge is 1.03, which exceeds the normative 1.0. It was established that at embankment heights above the tunnel conduit structures from 1.75 m to 2.0 m, the smallest difference in stresses and magnitude of the plastic hinge is observed. At RP=98 %, the stress difference is 0.66 MPa, and the value of the plastic hinge is 0.008. In the case of the height of the embankment above the conduit from 1.5 m to 1.75 m, the stress increase was 5.5 MPa, and the value of the plastic hinge – 0.031. When the embankment height increases from 2.0 m to 2.25 m, the stress difference is 7.57 MPa, and the value of the plastic hinge is 0.041. It was determined that when the height of the embankment above the conduit was increased by 1.0 m in the range from 0.75 m to 1.75 m, the stress difference at RP=98 % increased by 27.84 MPa. However, when the height was increased by 1.0 m in the range from 2.75 m to 3.75 m, the stress difference increased by 12.66 MPa. At the same time, the value of the plastic hinge at embankment heights from 0.75 m to 1.75 m increased by 0.139, and at embankment heights from 2.75 m to 3.75 m – by 0.09

Методика воєнно-ідеологічної підготовки

Навчальний посібник «Методика воєнно-ідеологічної підготовки» розкриває широкий спектр напрямків та шляхів вирішення питань воєнно-ідеологічної підготовки, психологічної підготовки, виховної роботи та військової дисципліни, що проводяться командирами всіх рівнів управління у повсякденній діяльності. Рекомендації із зазначених питань розроблені на основі багаторічного досвіду професорсько-викладацького складу та командирів артилерійських підрозділів (частин). Зміст посібника відповідає програмі навчання з відповідної дисципліни «Методика воєнно-ідеологічної підготовки». Навчальний посібник рекомендований студентам, науково-педагогічним працівникам, курсантам, командирам підрозділів наземної артилерії Сухопутних військ

Evaluation of the Stressed-strained State of Crossings of the 1/11 Type Turnouts by the Finite Element Method

We carried out evaluation of the stressed-strained state of crossings of turnouts by the finite element method in the Ansys programming complex. It was established that under conditions of three-axial compression, at large stresses of vertical compression, the cracks of multi-cycle metal fatigue of the crossing develop. It was found that the development of defects by the code DS 14.1-14.2 on the rolling surface of the cast part of a wing rail and the crossing's core occurs due to high contact stresses near the edge of the working face of a wing rail and the crossing's core. They occur in this region in the form of cyclically repeated and sign-alternating normal and tangential stresses from cyclically recurring power impacts from the wheels of rolling stock of railroad transport.It was established that for the normal stresses, values that are maximal by absolute magnitude correspond to the moment when a wheel passes the estiamted cross section of the crossing. For the tangential stresses, on the contrary, at the moment when the wheel is over the estimated cross section, their magnitude is close to zero. The obtained results of the stressed-strained state of crossings are necessary for the optimal design of transverse and longitudinal profiles of the crossing. This will make it possible to extend operation life cycle of the crossings of turnouts and save state budget resources for their current maintenance and repair