Канюк Ю. І. Діагностування залишкової довговічності елементів колісної пари та рейки

Дисертаційні дослідження присвячені розробці на основі сучасних підходів механіки руйнування нових розрахункових методик оцінювання залишкового ресурсу елементів залізничної колісної пари та рейки. Сформульовану модель зародження втомної тріщини із поверхні гладкого мікроконцентратора механічних напружень застосовано для розрахунку залишкового ресурсу осі колісної пари із гладкою мікрораковиною на її поверхні. Побудовану в роботі розрахункову модель поширення втомної макротріщини у металевому матеріалі з урахуванням змішаних макромеханізмів її розвитку застосовано для побудови нових методик розрахунку залишкової довговічності залізничної колісної пари з поверхневими тріщинами на різних ділянках її осі. Виконані з використанням цих методик розрахунки показали, що наявні у матеріалі шийки осі зсувні макромеханізми її руйнування можуть мати значний вплив на поширення втомної тріщини, понижуючи таким чином залишковий ресурс осі приблизно на 20%. На основі енергетичного підходу механіки руйнування побудовано нову математичну модель розрахунку періоду докритичного росту тріщини в залізничній рейці, що дає можливість оцінювати її залишковий ресурс залежно від початкової величини втомної тріщини та умов експлуатації, наближених до реальних. На базі запропонованої моделі були проведені розрахунки залишкової довговічності залізничної рейки з типовими поперечними тріщинами в її головці та підошві. За допомогою методу скінченних елементів розраховано поля механічних напружень та пружно-пластичних деформацій у бандажі залізничного колеса за його встановлення на колісний центр. Показано, що поверхні та підповерхневі ділянки об’єму матеріалу біля притискного бурта бандажа є потенційними місцями зародження втомних тріщин під час його встановлення на колісний центр залізничного колеса. Результати проведених у дисертаційній роботі досліджень були використані для діагностування механічних вузлів локомотивів на ПрАТ “Львівський локомотиворемонтний завод”.