10.14489/td.2019.02.pp.014-021

2019, 02 февраль (February)

DOI: 10.14489/td.2019.02.pp.014-021

Степанова Л. Н., Курбатов А. Н., Тенитилов Е. С.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОДОЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В РЕЛЬСАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭФФЕКТА АКУСТОУПРУГОСТИ НА ДЕЙСТВУЮЩЕМ УЧАСТКЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ
(c. 14-21)

Аннотация. Разработана методика контроля температуры закрепления и продольных напряжений в рельсовых плетях железнодорожного бесстыкового пути ультразвуковым (УЗ) методом с использованием эффекта акустоупругости. На учебном полигоне СГУПС проведены измерения продольных напряжений в рельсах при их механическом растяжении с относительной погрешностью не выше 10 %. Определено влияние температуры рельса на скорость распространения УЗ-волн. Получены зависимости изменения времени задержки распространения УЗ-волн от температуры в ненагруженном участке рельса, расположенном на тележке, и в нагруженном рельсе. Расчет напряжений в рельсовой плети проводили через измеренные временные параметры УЗ-волн. Разработан способ определения продольных напряжений в рельсах, позволяющий учитывать влияние на них температуры. Определены температура закрепления рельса и продольные напряжения на действующем участке железнодорожного пути с использованием эффекта акустоупругости.

Ключевые слова: рельс, бесстыковой путь, ультразвук, акустоупругость, температура закрепления, напряжение.

Stepanova L. N., Kurbatov A. N., Tenitilov E. S.
LONGITUDINAL STRESSES INVESTIGATION IN RAIL USING THE ACOUSTOELASTICITY EFFECT ON THE ACTING RAILWAY TRACK SECTION
(pp. 14-21)

Abstract. The technique of control of longitudinal strains and fastening temperature factors in railway lashes of a continuous welded rail track by ultrasonic (US) method based on the acoustoelasticity effect is developed. Measurements of longitudinal strains in rails under mechanical tension with a relative error of no more than 10 % were carried out in a freight car at the SGUPS training ground. The influence of the rail temperature on the speed of propagation of US waves is determined. Dependences of the changes in the delay time of US waves on temperature in the unloaded section of the rail and in the loaded rail are obtained. A method has been developed that makes it possible to take the effect of temperature into account on the propagation time of US waves when determining longitudinal strains in rails. Calculation of strains in the rail track was carried out through the measured time parameters of US waves. The strains and temperatures of fastening the rails on the active section of the railway track were investigated using the acoustoelasticity effect.

Keywords: rail, continuous welded rail track, ultrasound, acoustoelasticity, temperature, strain, sensor, wave.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Л. Н. Степанова (ФГУП «СибНИА им. С. А. Чаплыгина», Новосибирск, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
А. Н. Курбатов, Е. С. Тенитилов (Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС), Новосибирск, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

L. N. Stepanova (Federal State Unitary Enterprise “Siberian Aeronautical Research Institute named after S. A. Chaplygin”, Novosibirsk, Russia);
A. N. Kurbatov, E. S. Tenitilov (The Siberian Transport University (STU), Novosibirsk, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Бобренко В. М., Бобров В. Т., Гульшин А. В. Анализ нагруженности разъемных соединений акустическим методом // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2014. № 7. С. 60 – 66.
2. Bobrenko V. M., Bobrov V. T., Gulshin A. V. Loading Analysis of Detachable Joints by the Acoustic Method // Inorganic Materials. 2015. V. 15. P. 1496 – 1501.
3. Клюев В. В., Бобренко В. М., Бобров В. Т. Акустическая тензометрия разъемных соединений. Состояние и перспективы развития. Ч. 1. Проблемы эксплуатации конструкций с разъемными соединениями // Контроль. Диагностика. 2015. № 12. С. 60 – 68.
4. Клюев В. В., Бобренко В. М., Бобров В. Т. Акустическая тензометрия разъемных соединений. Состояние и перспективы развития. Ч. 2 // Контроль. Диагностика. 2016. № 2. С. 14 – 26.
5. Gokhale S., Hurlebaus S. Monitoring of the stress free temperature in rails using the acoustoelastic effect // Review of Quanatauve Nondestructive Evaluation. 2008. V. 27. P. 1368 – 1373.
6. Бехер С. А., Курбатов А. Н., Степанова Л. Н. Использование эффекта акустоупругости при исследовании механических напряжений в рельсах // Вестник РГУПС. 2013. № 2. С. 104 – 111.
7. Инструкция по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути от 29.12.2012 г. № 2788р. / ОАО «РЖД». СПб., 2012.
8. Кудинов Д. С., Шайдуров Г. Я. Проблемы неразрушающего контроля рельсовых путей на железнодорожном транспорте // Датчики и системы. 2009. № 9. С. 6 – 10.
9. Карпов И. Г., Филатов Е. В., Лопатин М. В. и др. Измерение напряжений в плетях бесстыкового пути акустическим методом // Вестник транспорта Поволжья. 2012. № 1(31). С. 53 – 59.
10. Тензометрия в транспортном машиностроении / А. Н. Серьезнов, Л. Н. Степанова, С. И. Кабанов и др. Новосибирск: Наука, 2014. 272 с.
11. Никитина Н. Е. Акустоупругость. Опыт практического применения. Н. Новгород: ТАЛАМ, 2005. 208 с.
12. Степанова Л. Н., Курбатов А. Н., Тенитилов Е. С. Определение продольных напряжений в рельсах с использованием эффекта акустоупругости и тензометрии // Вестник РГУПС. 2016. № 3. С. 104 – 111.
13. Пат. РФ 154503, МПК Е 01 В 29/20. Устройство для создания растягивающего и сжимающего напряжения в рельсе / Б. В. Глухов, А. Н. Курбатов, Е. С. Тенитилов, Л. Н. Степанова; опубл. 27.08.2015, бюл. 2015. № 24.
14. Пат. РФ 2601388, МПК G 01 N 29/ 04. Ультразвуковой способ измерения внутренних механических напряжений / Л. Н. Степанова, А. Н. Курбатов, Е. С. Тенитилов; опубл. 10.11.2016, бюл. 2016. № 31.
15. Пат. РФ 2619842, МПК G 01 N 29/07. Ультразвуковой способ определения механических напряжений в рельсах / Л. Н. Степанова, А. Н. Курбатов, Е. С. Тенитилов; опубл. 18.05.2017, бюл. 2017. № 14.
16. Пат. РФ 2655993, МПК G 01 N 29/ 04. Ультразвуковой способ определения внутренних механических напряжений / Л. Н. Степанова, А. Н. Курбатов, Е. С. Тенитилов; опубл. 30.05.2018, бюл. 2018. № 16.

Eng

1. Bobrenko V. M., Bobrov V. T., Gul'shin A. V. (2014). Analysis of the load of detachable joints by acoustic method. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov, (7), pp. 60-66. [in Russian language]
2. Bobrenko V. M., Bobrov V. T., Gul'shin A. V. (2015). Loading Analysis of Detachable Joints by the Acoustic Method. Inorganic Materials, 15, pp. 1496-1501.
3. Klyuev V. V., Bobrenko V. M., Bobrov V. T. (2012). Acoustic strain gauge detachable joints. The state and prospects of development. Part 1. Problems of operation of structures with plug connections. Kontrol'. Diagnostika, (12), pp. 60-68. [in Russian language]
4. Klyuev V. V., Bobrenko V. M., Bobrov V. T. (2016). Acoustic strain gauge detachable joints. The state and prospects of development. Part 2. Kontrol'. Diagnostika, (2), pp. 14–26. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2016.02.pp.014-026
5. Gokhale S., Hurlebaus S. (2008). Monitoring of the stress free temperature in rails using the acoustoelastic effect. Review of Quanatauve Nondestructive Evaluation, 27, pp. 1368-1373.
6. Bekher S. A., Kurbatov A. N., Stepanova L. N. (2013). Using the effect of acoustoelasticity in the study of mechanical stresses in rails. Vestnik RGUPS, (2), pp.104-111. [in Russian language]
7. Installation, maintenance and repair of the continuous welded rail track. (2012). Instruction No. 288r. Russian Federation. St. Petersburg. OJSC “RZhD”. [in Russian language]
8. Kudinov D. S., Shaydurov G. Ya. (2013). The problems of nondestructive inspection at rail transport. Datchiki i sistemy, (9), pp. 6-10. [in Russian language]
9. Karpov I. G., Filatov E. V., Lagerev S. Yu. et al. (2012). Measurement of stresses in continuous lash strings by the acoustic method. Vestnik transporta Povolzh'ya, 31(1), pp. 53-59. [in Russian language]
10. Ser'eznov A. N., Stepanova L. N., Kabanov S. I. et al. (2014). Tensometry in transport engineering. Novosibirsk: Nauka. [in Russian language]
11. Nikitina N. E. (2005). Acoustoelasticity. Experience of practical application. N. Novgorod: TALAM. [in Russian language]
12. Stepanova L. N., Kurbatov A. N., Tenitilov E. S. (2016). Determination of longitudinal stress in rails using the effect of acoustoelasticity and tensometry. Vestnik RGUPS, (3), pp. 104-111. [in Russian language]
13. Gluhov B. V., Kurbatov A. N., Tenitilov E. S., Stepanova L. N. (2015). Device for creating tensile and compressive stress in the rail. Ru Patent No. 154503. Russian Federation. [in Russian language]
14. Stepanova L. N., Kurbatov A. N., Tenitilov E. S. (2016). Ultrasonic method of measuring internal mechanical stress. Ru Patent No. 2601388. Russian Federation. [in Russian language]
15. Stepanova L. N., Kurbatov A. N., Tenitilov E. S. (2017). Ultrasonic method for determining mechanical stresses in rails. Ru Patent No. 2619842. Russian Federation. [in Russian language]
16. Stepanova L. N., Kurbatov A. N., Tenitilov E. S. (2018). Ultrasonic method for determining internal mechanical stresses. Ru Patent No. 2655993. Russian Federation. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2019.02.pp.014-021

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2019.02.pp.014-021

and fill out the form