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.

Конструкции искусственных сооружений по прочности, надежности, устойчивости, экономичности обслуживания и срокам должны удовлетворять действующим современным техническим требованиям и обеспечивать пропуск современных нагрузок с установленными скоростями движения. Это обеспечивается при организации и выполнении работ по их текущему содержанию и капитальному ремонту. Конструкции искусственных сооружений спроектированы по ранее действующим нормативным документам на другие поездные нагрузки и явления размыва. Значительное количество искусственных сооружений АО «НК «КТЖ» нуждается в комплексной оценке их эксплуатационной надежности в связи с увеличением осевых нагрузок и скоростей движения подвижного состава. В статье, показана возможность применения приборов и оборудования при проведении обследований, испытаний конструкций мостов и диагностики грунта земляного полотна железнодорожных насыпей с целью обеспечения их безопасной эксплуатации. Приборы и оборудование использовались при разработке методик вибродиагностики грунта земляного полотна пути, балочных пролетных строений мостов и подходных грунтовых насыпей к мостам, высоких железнодорожных грунтовых насыпей и насыпей на слабых грунтовых основаниях. Приведены некоторые результаты измерений изгибных деформаций пролетного строения моста при движении поезда с анализом влияния воздействия подвижного состава на его напряженно-деформированное состояние.

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 (${\phi }_0$) 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.

Возведение инфраструктуры подземных объектов транспортной отрасли в городских условиях должно сопровождаться мероприятиями, которые должны обеспечивать устойчивость прилегающих грунтовых массивов, подпорных стен, зданий, сооружений и других различных коммуникаций. Эти мероприятия состоят из применения, как специальных технологий подземного строительства, так и различных способов и методов усиления прилегающих фундаментов зданий и сооружений. Как правило, сложные инженерно-геологические условия, наличие рыхлых песчаных и неустойчивых глинистых грунтов, плывунов и мягких пластичных глин, требуют применения специальных методов и способов подземного строительства при проведении строительных работ. Инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки строительства в значительной степени влияют на выбор того или иного способа закрепления грунтов, а также и водопонижения. По сравнению с другими способами, инъекционные способы усиления грунтов оснований, отличаются высокой степенью механизации всех технологических операций, возможностью закрепления грунтов до заданных параметров, относительно малыми стоимостью и трудоёмкостью производства работ. Сущность данных способов закрепления грунтов заключается в заполнении пустот и трещин массива грунта раствором, повышающим его механические свойства и снижающим его водопроницаемость. В данной работе изложены результаты проверки эффективности закрепления грунтов способом однорастворной однокомпонентной силикатизации и обоснована возможность применения данного метода в районе строительства комплекса «Garden Ville» г. Алматы.

This article examines the problem of assessing the reliability of stamped-welded freight car bogie components based on fatigue strength criteria under operational loads. The theoretical framework utilizes the principles of the linear fatigue damage summation hypothesis, the power-law fatigue curve, the probabilistic description of the fatigue limit, and Rayleigh’s law for the distribution of dynamic stress amplitudes. An algorithm for calculating reliability indicators in a closed analytical form has been developed, enabling durability prediction at the design stage in the absence of complete information on the structural loading. The experimental part included strain gauge studies of the side frames and bolsters of freight car bogies, as well as fatigue bench tests of specimens under various cyclic load levels. Statistical processing of the test results was performed, determining the parameters of the fatigue curves, fatigue limits, and variation coefficients. It was established that the use of equivalent operational load amplitudes ensures a more accurate determination of the fatigue curve parameter and improves the reliability of the reliability assessment. A significant influence of the fatigue curve parameter on the estimated failure probability during the structural life cycle is demonstrated. The obtained results can be used in the design of advanced freight bogies and in improving regulatory methods for assessing the reliability of railcar structures. The scientific novelty of the study lies in the development of a closed-form algorithm for calculating reliability indicators and the substantiation of a method for processing fatigue test results, taking into account actual operating conditions. The article shows that when statistically processing the results of fatigue tests of the side frame, the transition from actual to equivalent load amplitudes leads to a change in the parameter of the power curve of fatigue (m) from 7.36 to 7.92. The average value of the endurance limit changes from 183.5 to 199.4 kN, the minimum value of the endurance limit—from 143.7 to 158.8 kN, and the coefficient of variation—from 0.1318 to 0.1237. It was also found that the difference in parameter (m) significantly affects the predicted reliability indicators: for the long service life under consideration, the estimated probability of failure was 2.0% and 1.1%, respectively; that is, it differed almost twofold.

Эффективность использования грузовых вагонов повышенной грузоподъемности или вагонов с увеличенной нагрузкой на ось доказана многочисленными исследованиями. При этом особую актуальность приобретают исследования, связанные с установлением соответствия требованиям норм безопасной эксплуатации, устойчивости верхнего строения пути при использовании вагонов повышенной грузоподъемности. Настоящая статья изучает особенности задания детермированных (гармонических и импульсных) и случайных возмущений при исследовании колебаний длиннообразной платформы с увеличенной нагрузкой на ось. Предложены уравнения колебаний, позволяющие проводить всесторонние исследования колебаний экипажа с различными нелинейностями прежде всего во временной области, без каких-либо допущений о форме и составе реальных возмущений. Выполненные исследования показали, что на различных участках пути характер спектральных плотностей ускорений буксовых узлов может отличатся уровнем пика, соответствующего ползуну, количеством всплесков, обусловленных стыками, сваркой звеньев и т.д. Рассмотренная методика позволяет с достаточной степенью точности исследовать случайные колебаний нелинейных экипажей во временной области при аппаратурном задании реальных возмущений, что позволяет ускорить процесс разработки конструкции и уменьшить затраты, связанные с ходовыми испытаниями.