К вопросу определения относительной контактно-усталостной повреждаемости поверхности катания рельсов

Adoption of heavy haul traffic on many railroads, comprising Russian railways, has highlighted the relevance of assessing the effect of increased axial loads on the contact fatigue life of rails.The article describes a set of theoretical studies carried out to create a scientifically substantiated method for predicting the contact fatigue life of rails depending on the values of axial loads. The stress-strain state of the contact area has been determined using the finite element model of wheel rolling on a rail. It has been found that the wheel-rail rolling contact area undergoes complex multiaxial loading with the simultaneous action of normal and shear strains. Based on the analysis of models describing multiaxial fatigue damage, the Brown–Miller model was chosen, which considers the simultaneous action of normal strains at the contact area and of maximum shear strains, which most fully describes the stress-strain state of the wheel-rail rolling contact area. To apply the Brown–Miller model, fatigue stress-strain curves for rail steel have been identified. Based on the analysis of methods for determining the parameters of stress-strain curves carried out by V. A. Troschenko, a modified Roessle– Fatemi hardness method has been applied. Based on the experimentally determined values of hardness on the rolling surface, the parameters of the curves of elastic and plastic fatigue have been revealed by calculation and experiment. To establish the damaging effect of the load from wheel rolling on a rail, the concept of relative damage per rolling cycle had been assumed which is the value inverse to the number of cycles preceding formation of a contact-fatigue crack at a given value of the axial load.Calculations of the relative damage rate of the rolling surface of rails caused by contact fatigue defects were carried out with the Fatigue software package considering mean values of the indicators of the degree of fatigue strength and plasticity of rail steel and the calculated stresses in the wheel-rail contact area, as well as the plasticity correction using Neuber method. The polynomial dependence of relative damageability of the rolling surface of rails is obtained. The established functional dependence of relative damageability of the rolling surface of rails on the values of vertical forces can be used as the basis for the developed methodology for predicting the contact fatigue life of rails.В связи с внедрением на многих железных дорогах, в том числе и российских, тяжеловесного движения остро встал вопрос оценки влияния повышенных осевых нагрузок на контактно-усталостную долговечность рельсов.Для создания научно обоснованного метода прогнозирования контактно-усталостной долговечности рельсов в зависимости от величин осевых нагрузок проведён комплекс теоретических исследований, описание которого приведено в настоящей статье. На конечно элементной модели прокатывания колеса по рельсу определено напряжённо-деформированное состояние зоны контакта. Установлено, что зона контакта при прокатывании колеса по рельсу испытывает сложное многоосное нагружение с одновременным действием нормальных и сдвиговых деформаций. На основании анализа моделей, описывающих многоосное усталостное повреждение, выбрана модель Брауна–Миллера, в которой учитывается одновременное действие нормальных деформаций на площадке контакта и максимальных сдвиговых деформаций, что наиболее полно описывает напряжённо деформированное состояние зоны контакта при прокатывании колеса по рельсу. Для применения модели Брауна–Миллера установлены деформационные кривые усталости для рельсовой стали. По результатам анализа методов определения параметров деформационных кривых, выполненного В. А. Трощенко, был применён модифицированный метод твёрдости Расла–Фатеми. На основании экспериментально определённых значений твёрдости на поверхности катания расчётно-экспериментальным путём выявлены параметры кривых упругой и пластической усталости. Для установления повреждающего действия нагрузки от прокатывания колеса по рельсу принято понятие относительного повреждения за цикл прокатки – величины, обратной числу циклов до образования контактно-усталостной трещины при заданной величине осевой нагрузки.При принятии усреднённых характеристик показателей степени усталостной прочности и пластичности рельсовой стали и расчётных напряжений в зоне контакта «колесо–рельс» с учётом пластической коррекции по Нейберу в программном комплексе Fatigue проведены расчёты относительной повреждаемости поверхности катания рельсов контактно-усталостными дефектами. Получена полиноминальная зависимость относительной повреждаемости поверхности катания рельсов. Установленная функциональная зависимость относительной повреждаемости поверхности катания рельсов от величин вертикальных сил является основой для разрабатываемой методики прогнозирования контактно-усталостной долговечности рельсов

Numerical research of characteristic mixing times of isothermal three-component steam-gas systems

Multicomponent diffusion in gases is characterized by a number of effects that are not observed in binary diffusion. Analysis of existing works shows that convective instability may occur in some systems with significantly different diffusion coefficients with certain geometric and thermophysical characteristics. Stability analysis allows determining the spectrum of parameters at which a transition from a diffusive state to a convective is possible. However, this approach does not allow the researchers to investigate the dynamics of the process. Therefore, this work aims to describe emergence and evolution of convective flows in threecomponent systems and assess the influence of the initial composition on the occurrence of concentration gravitational convection. The main part of the work presents a mathematical model describing the occurrence of convective flows based on the splitting scheme according to physical parameters. Numerical data on the concentration fields of the gas with the highest molecular weight at various time points is obtained. It is established that curvature of the isoconcentration lines of the diffusing components can be associated with instability of the mechanical equilibrium of the system. Degree of curvature is determined by the initial concentration of components of the mixture. The obtained data can be used to determine the main characteristics of mass transfer used in calculations related to combined heat and mass transfer in a wide range of thermophysical parameters

TUTORAL SUPPORTING IN THE IT-ENVIRONMENT AS A FACTOR OF FINANCIAL LITERACY INCREASING

В статье обозначена проблема значимости тьюторского сопровождения в информационной образовательной среде как фактора повышения финансовой грамотности. Проведен сравнительный анализ финансовой грамотности российской молодежи. Разработаны этапы тьюторского проекта, предложен вариант обучающего кейса в области кредитования и финансовой грамотности.The article outlines the problem of the significance of tutor support in the information educational environment as a factor of increasing financial literacy. Comparative analysis of financial literacy of the Russian youth is developed. The stages of the tutoring project are introduced; the training case in the field of credit and financial literacy is developed

ФАКТОРЫ УСТОЙЧИВОСТИ ПОРОЖНИХ ВАГОНОВ

JSC VNIKTI on the demand of JSC Russian Railways has conducted fundamental researches and tests on the factors, which could affect the empty railway cars stability if they are exposed to the risk of derailment. Large-scale trials, running dynamics inspections, computer simulation have been held, particularly to force the cars away by longitudinal forces, to test the impact of the cars on the track e t.c. The authors devote the article to the results of this study.По поручению ОАО «РЖД»  сотрудниками ВНИКТИ выполнены  теоретические и экспериментальные  исследования факторов, влияющих  на устойчивость порожних  вагонов от схода с рельсов. В том  числе проведены масштабные  испытания по выжиманию вагонов  продольными силами, воздействию  их на путь, ходовые динамические  испытания вагонов и компьютерное  моделирование. Результаты работы  изложены в статье

Нормативная база обеспечения безопасной эксплуатации железнодорожной техники по ресурсу несущих конструкций

Switching the operation of railway equipment to life cycle contracts and confirming its safety compliance with industry technical regulations in the absence of a legislative framework for the recall of substandard products entails the need for a more thorough analysis of resource indicators of structural components of rolling stock and track superstructure. From this point of view, the state of the existing regulatory framework for confirming the strength and service life criteria of load­bearing elements of rolling stock and track, the influence of the regulatory «guillotine» and the general transition from the system of Soviet state standards GOSTs and strength rules to modern approaches of certification and differentiation of such concepts as «standard» and «supporting standard».Trends in moving away from classical bench testing methods towards introduction of a resource-based approach with defectiveness assessment are shown using examples of previously carried out research on safe operation of ER200 bogie frame and on the transition to domestic cassette bearings as part of import substitution, currently carried out for different types of rolling stock.Based on the new methods and approaches, it is possible to consider longer periods of operation, reasonably assess the extension of service life, or introduce resource-restoring technology, ensuring further safe operation. As part of these new trends, a transition is being made to modern modelling methods for assessing product safety, concepts such as «virtual sensor» and «virtual train-track system» are being introduced. It is shown that a reasonable combination of full-scale operational tests and virtual digital modelling makes it possible to offer reliable estimates of service life and safety indicators at the design and operation stages in a short time.Перевод эксплуатации железнодорожной техники на договоры жизненного цикла и подтверждение соответствия её безопасности отраслевым техническим регламентам в условиях отсутствия законодательной базы по отзыву недоброкачественной продукции влекут за собой необходимость более тщательного анализа ресурсных показателей конструктивных составляющих подвижного состава и верхнего строения пути. Под таким углом зрения рассмотрены состояние имеющейся нормативной базы подтверждения критериев прочности и ресурса несущих элементов подвижного состава и пути, влияние регуляторной «гильотины» и общий переход от системы советских ГОСТов и норм прочности к современным подходам к сертификации и разделению таких понятий, как «стандарт» и «поддерживающий стандарт».На примерах проводимых ранее работ по обеспечению безопасности эксплуатации рамы тележки ЭР200 и работ по переходу на отечественные кассетные подшипники в рамках импортозамещения, проводимых в настоящее время для разных типов подвижного состава, показаны тенденции отхода от классических методов стендовых испытаний, внедрение ресурсного подхода с оценкой дефектности.Основываясь на этих новых методах и подходах, возможно рассматривать более длительные периоды эксплуатации, обоснованно давать оценку продлению срока службы или назначать ресурсовосстанавливающую технологию, обеспечивая дальнейшую безопасную эксплуатацию. В рамках этих новых тенденций осуществляется переход к современным методам моделирования оценки безопасности продукции, внедряются такие понятия, как «виртуальный датчик» и «виртуальная система «поезд – путь». Показано, что разумное сочетание натурных эксплуатационных испытаний и виртуального цифрового моделирования позволяют в сжатые сроки дать достоверные оценки показателей ресурса и безопасности на стадиях проектирования и эксплуатации

Recent Developments And Validations in Geant4 Hadronic Physics

The Geant4 hadronic models cover the entire range of energies required by calorimeters in new and planned experiments. The extension and improvement of the elastic, cascade, parameterized and quark-gluon string models will be discussed. Such improvements include the extension to more particle types, a review and correction of cross sections, and a better treatment of energy and momentum conservation. Concurrent with this development has been a validation program which includes comparisons with double differential cross sections. An ongoing hadronic shower validation will also be discussed which includes the examination of longitudinal shower shapes and the performance of the above models as well as their interaction with electromagnetic processes such as multiple scattering

Напряжённое состояние земляного полотна при воздействии вагонов с осевыми нагрузками до 30 тс

For the English abstract and full text of the article please see the attached PDF-File (English version follows Russian version).ABSTRACT The roadbed active area stress state from the impact of freight cars with axle loads 23,5; 25; 27 and 30 tnf is studied on a finite-element model. Using Coulomb’s wedge theory as per actually registered vibration impact levels limit stress levels for the embankment of the roadbed of the section Golutvin-Ozery of Moscow railway are determined. Experimental studies to determine stresses on the main site of the roadbed are conducted and design and experiment data are verified. Keywords: stress state, roadbed, freight car, high axle loads, limit stresses; humidity, vibration impact. The R&D work has been accomplished within the project of the Russian Fundamental Research Fund 17-20-01088.Текст аннотации на англ. языке и полный текст статьи на англ. языке находится в прилагаемом файле ПДФ (англ. версия следует после русской версии).Статья знакомит с результатами исследования напряжённого состояния деятельной зоны земляного полотна от воздействия грузовых вагонов с осевыми нагрузками 23,5, 25, 27 и 30 тс на конечно-элементной модели. С использованием теории предельного равновесия по фактически зарегистрированным уровням вибровоздействий определены уровни предельных напряжений для насыпи земляного полотна участка Голутвин- Озеры Московской железной дороги. Проведены экспериментальные замеры и анализ напряжений на основной площадке полотна и выполнена верификация расчётных и экспериментальных данных. Работа выполнена по проекту РФФИ 17-20-01088

О деформативности деятельной зоны земляного полотна при воздействии состава с повышенными осевыми нагрузками

ABSTRACT A finite-element model of a railway embankment was developed. Calculations of residual deformations of an active zone of a roadbed using the modified Mohr - Coulomb model in an elastoplastic setting, as well as a comparative evaluation of residual sediments of soil during cyclic loading from wheels of rolling stock with axle load values of 23.5; 25; 27 and 30 tf were carried out. It is shown that as the loading cycles increase, the dependence of accumulation of residual deformations for clay soils asymptotically tends to a consolidation line of II kind. The intensity of accumulation of residual deformations is higher, the greater are soil moisture and axial load. Keywords: railway embankment, soil models, finite element model, residual deformations, axial load, soil moisture. Work was made within the project RFFI 17-20-01088.Полный текст статьи на англ. языке находится в прилагаемом файле ПДФ (англ. версия следует после русской версии).Разработана конечно-элементная модель железнодорожной насыпи. Выполнены расчёты остаточных деформаций деятельной зоны земляного полотна на модифицированной модели Мора - Кулона в упругопластической постановке, а также по сравнительной оценке остаточных осадок грунта при цикличном нагружении от колёс подвижного состава с величинами осевых нагрузок 23,5; 25; 27 и 30 тс. Показано, что при увеличении циклов нагружения зависимость накопления остаточных деформаций для глинистых грунтов асимптотически стремится к линии консолидации II рода. Интенсивность накопления остаточных деформаций тем выше, чем больше влажность грунта и осевая нагрузка. Работа выполнена по проекту РФФИ 17-20-01088

Лучевая терапия больных с локорегионарными и олигометастатическими рецидивами рака предстательной железы после радикальной простатэктомии

Materials and methods. In our study, 21 patients with recurrent prostate cancer after radical prostatectomy and oligometastases were treated by salvage radiation therapy, which included radiotherapy treatment of recurrent tumors, regional pelvic lymph nodes, the prostate bed and stereotactic body radiation therapy to detected solitary metastases.Results. The average follow-up period was 19 ± 3.5 months. At the same time, 12 (57 %) of 21 patients are currently under observation for more than 1 year, and 1 patient for more than 5 years without signs of a biochemical recurrence. The indicator of biochemical control of the disease was 86 % (18 / 21 patients) with an average follow-up period of 19 months.Conclusion. It seems to us that further study of this problem can replace today's palliative standard of treatment for this special category of patients — hormonal and chemotherapy treatment, which has low effectiveness at a high incidence of toxicity.Материалы и методы. В представленном исследовании 21 больному с рецидивами рака предстательной железы после радикальной простатэктомии и единичными (1—5) отдаленными метастазами в кости была проведена спасительная лучевая терапия, включавшая радиотерапевтическое лечение рецидивной опухоли, регионарных лимфатических узлов таза, ложа удаленной предстательной железы и дополнительное стереотаксическое лучевое воздействие на выявленные солитарные метастазы в радикальной дозе. Результаты. Средний период наблюдения за больными составил 19 ± 3,5 мес. При этом 12 (57 %) из 21 больных в настоящее время находятся под наблюдением более 1 года, а 1 пациент более 5 лет без признаков маркерного рецидива. Показатель биохимического контроля над заболеванием составил 86 % (18 / 21 больных) при среднем периоде наблюдения 19 мес.Заключение. Нам представляется, что дальнейшее изучение данной проблемы может заменить сегодняшний паллиативный стандарт терапии этой категории больных — гормональное и химиотерапевтическое лечение, обладающее относительно низкой эффективностью при достаточно высокой частоте развития нежелательных явлений

Measurement of the Polarized Structure Function σLT′\sigma_{LT^\prime} for p(e⃗,e′π+)np(\vec{e},e'\pi^+)n in the Δ(1232)\Delta(1232) Resonance Region

The polarized longitudinal-transverse structure function $\sigma_{LT^\prime}$ has been measured using the $p(\vec e,e'\pi^+)n$ reaction in the $\Delta(1232)$ resonance region at $Q^2=0.40$ and 0.65 GeV$^2$. No previous $\sigma_{LT^\prime}$ data exist for this reaction channel. The kinematically complete experiment was performed at Jefferson Lab with the CEBAF Large Acceptance Spectrometer (CLAS) using longitudinally polarized electrons at an energy of 1.515 GeV. A partial wave analysis of the data shows generally better agreement with recent phenomenological models of pion electroproduction compared to the previously measured $\pi^0 p$ channel. A fit to both $\pi^0 p$ and $\pi^+ n$ channels using a unitary isobar model suggests the unitarized Born terms provide a consistent description of the non-resonant background. The $t$-channel pion pole term is important in the $\pi^0 p$ channel through a rescattering correction, which could be model-dependent.Comment: 6 pages, LaTex, 5 eps figures: Submitted to PRC/Brief Reports v2: Updated referenc