This study investigates the dynamic interaction between railway vehicles and tracks, focusing on the effects of elastic–viscous properties of spring suspensions and track inertia. This research examines vertical oscillations of a railway car moving on a non-uniformly elastic track, modeled as a system with lumped parameters. Analytical and numerical methods are employed to derive track parameters by comparing frequency characteristics of continuous and discrete models. Key findings reveal that adjacent wheelsets influence interaction forces and bending moments by approximately 10%, while rail deflections are affected by up to 20% within the speed range of 60–180 km/h and for disturbances up to 20 Hz. Experimental validation using a roller test rig confirms the theoretical predictions, demonstrating the significance of track inertia and damping in dynamic analyses. This study provides practical recommendations for improving railway vehicle design and track maintenance, emphasizing the need to account for nonlinearities and inertial effects in high-speed scenarios.
Traditional rolling stock dynamics studies often rely on simplified 2D models, limiting stability predictions for innovative designs at high speeds. This work proposes a refined spatial multi-mass mathematical model that accounts for nonlinear interrelationships and the superposition of deterministic and random disturbances. This approach enables a detailed reproduction of components with variable stiffness and diagonal connections, identifying critical dependencies inaccessible to standard analytical methods. The model describes spatial vibrations using linear differential equations, considering vertical and horizontal perturbations to simulate real-world operational conditions. To ensure accuracy, the simulation results were validated against field test data, showing high correspondence in force levels and displacements. The study optimizes spring suspension parameters for speeds of 40–140 km/h. Key findings include: Relative friction coefficients () should be adjusted: reduced to 6% for new bogie designs, but increased to 12% for model 18-9996 equipped with diagonal braces. Dynamic stability improves significantly with increased horizontal coupling stiffness. This is achieved through the integration of diagonal braces with side frames and the use of elastic-roller side bearers. This methodology provides a robust framework for evaluating the stability and performance of innovative railway vehicle designs.
Неровности пути являются основным фактором вызывающем колебания ходовых частей и грузовых вагонов. От физического состояния тележек и их основных частей зависят динамические характеристики вагонов и безопасность движения на железных дорогах. В статье выполнен анализ влияния основных видов неровности пути на динамические показатели вагонов и показатели воздействия на верхнее строение пути. Динамические показатели вагонов на тележках с максимальными зазорами сравнивались с показателями вагонов на тележках с номинальными зазорами в тех же узлах. В статье показано, что наличие в кривых участках пути сочетания неровностей в вертикальной плоскости и в плане приводит при скоростях движения выше 80 км/ч к дальнейшему возрастанию рамных сил у тележек с номинальными зазорами; при максимальных зазорах и износах величины сил не изменяются. По результатам выполненных исследований сформулированы практические рекомендации и основные мероприятия по снижению негативного влияния неровностей пути и улучшения динамических качеств грузовых вагонов.
Большинство объектов транспортных сооружений возводят бетона и железобетона. Физико-механические характеристики бетона устанавливаются в результате проведения испытаний контрольных образцов на сжатие и растяжение (изгиб). У бетона одной из самых основных физико-механических характеристик является прочность. В статье приведены результаты лабораторных исследований прочности бетона на сжатие (кубик) и изгиб (балочка). Эксперименты выполнены на лабораторном оборудовании - гидравлическом прессе с торсионным силоизмерением ПТ- 1250 и универсальной пневматической установкой ГТ – 1.0.2, предназначенной для определения предела прочности бетона при изгибе использовалась модернизированная лабораторная испытательная установка с предельной нагрузкой до 10 кН. Экспериментально определено, что изготовленные образцы из цемента марки ПЦ-Д20-Б имеют большее значение прочности бетона при сжатии по истечении 28 суток по сравнению с образцами из цемента марки ПЦ-Д20-Б + гипса марки Г-5 и только гипса марки Г-5. Изготовленные образцы-балочки испытывались по готовности от 1 суток до 28 суток из цемента марки ПЦ-Д20-Б более прочные при изгибе по сравнению с образцами из цемента марки ПЦ-Д20-Б + гипса марки Г-5 и только гипса марки Г-5. Следует отметить, что у образцов, выполненных из гипса марки Г-5 партия № 127, прочность образцов однодневной и двадцати восьмидневной давности различается всего на 18 %. Полученные результаты испытаний контрольных образцов, выполненных на основе вяжущего (цемента и гипса) на сжатие и растяжение при изгибе, в полной мере дают представление о методике для определения физико-механических характеристик строительных материалов.