Search

Purpose:The analysis of opportunities of the current practical methods for the track strength calculation and their comparison with the proposed method of calculation using the theory of elastic waves propagation.Methodology. The analytical analysis of equations set–up and their solution of the stress state of the track elements by different techniques is applied. Simulation method is used to create a model of railway track.Findings.Initially, the equations describing a stress state of the track elements have differential components for the time and dynamic loading accounting. However, for the majority of problems solving, they are significantly simplified – the difficult dependences are replaced with the empirical coefficients, some parameters are simply neglected. The limits of calculation applicability, imposed on them by certain admissions are resulted. The possibilities of the track model construction based on the theory of elastic waves propagation are given as an alternative. Then time of stress effect, the involved masses and other indicators are subordinated to the front of the waves propagation, and the balance equations are based on dynamic presentation of the elasticity theory. Originality.The general principles of track model formation based on the theory of elastic waves propagation as an alternative to the equations with differential components for time and dynamic loads accounting are proved. Practical value. These developments can be used as a tool for solving the problems related to the railway track reliability., Цель. Провести анализ возможностей существующих практических методов расчета пути на прочность и их сравнение с предложенным методом расчета средствами теории распространения упругих волн. Методика. Применен аналитический метод составления и решения уравнений напряженного состояния элементов железнодорожного пути по разным методикам, учитывая вопросы, которые могут быть решены. Использован метод моделирования при создании данной модели железнодорожного пути. Результаты. Уравнения, описывающие напряженное состояние элементов железнодорожного пути, в первоначальном виде имеют дифференциальные составляющие для учета времени и динамической нагрузки. Но для решения большинства задач они существенно упрощаются − сложные зависимости заменяются эмпирическими коэффициентами, некоторыми показателями просто пренебрегают. Указаны пределы применения расчетов, накладывающих на них определенные допущения. В качестве альтернативы приведены возможности создания модели железнодорожного пути на основе теории распространения упругих волн. Тогда время влияния напряжений, задействованная масса и другие показатели подчинены фронту распространения волн, а уравнение равновесия базируется на динамическом представлении теории упругости. Научная новизна. Обоснованы принципы формирования модели железнодорожного пути на основе теории распространения упругих волн в качестве альтернативы уравнений, имеющих дифференциальные составляющие для учета времени и динамической нагрузки. Практическая значимость. Данные разработки могут использоваться как инструмент для решения задач, связанных с надежностью железнодорожного пути., Мета. Провести аналіз можливостей існуючих практичних методів розрахунку колії на міцність і їх порівняння з запропонованим методом розрахунку засобами теорії розповсюдження пружних хвиль. Методика. Застосовано аналітичний метод складання та розв’язання рівнянь напруженого стану елементів залізничної колії за різними методиками з огляду на питання, що можуть вирішуватися. Використано метод моделювання при створенні певної моделі залізничної колії. Результати. Рівняння, що описують напружений стан елементів залізничної колії, в первинному вигляді мають диференційні складові для врахування часу та динамічного навантаження. Але для вирішення більшості задач вони суттєво спрощуються – складні залежності замінюються емпіричними коефіцієнтами, деякими показниками просто нехтують. Показано межі застосування розрахунків, що накладають на них певні допущення. В якості альтернативи наведено можливості створення моделі залізничної колії на основі теорії розповсюдження пружних хвиль. Тоді час дії напружень, задіяна маса та інші показники підпорядковані фронту розповсюдження хвиль, а рівняння рівноваги базуються на динамічному представлені теорії пружності. Наукова новизна. Обґрунтовано загальні принципи формування моделі залізничної колії на основі теорії розповсюдження пружних хвиль в якості альтернативи рівнянь, що маютьдиференційні складові для врахування часу та динамічного навантаження. Практична значимість. Дані розробки можуть використовуватися як інструмент для вирішення задач, пов’язаних із надійністю залізничної колії.

Purpose. Emissions from mine ventilation system can create intensive atmosphere air pollution. As a rule, a huge amount of dust from mine fan enters atmosphere low layers. An important task is the development of methods to assess levels of the atmosphere pollution near mines and settlements. To solve this problem it is important to have physically proved mathematical models. Nowadays to predict the atmosphere pollution near settlements which are effected by mine fan the empirical model OND–86 is used. This model does not take into account many important physical factors. So, the purpose of this study is the development of quick computing mathematical model to predict the atmosphere pollution in case of dust emissions from mine fan. Methodology. To predict levels of the atmosphere pollution in case of mine fan work 3D equation of dust convective – diffusive flow was used. This equation takes into account gravity fallout, wind velocity, atmosphere turbulent diffusion, location of dust emission source. To sole modeling equation the implicit difference scheme of splitting was used. Findings. Developed mathematical model allows quick prediction of the level of atmosphere pollution in case of dust emissions from mine ventilation fan. The models allow to obtain zones of contamination near settlements which are situated in vicinity of mine. Originality. The developed mathematical model takes into account a number of physical factors, which at the present time are not considered on the days when prediction of the atmosphere pollution in settlements near mine is carried out. Practical value. On the basis of the developed mathematical model program code was created. This code can be used for evaluation of atmosphere pollution in settlements which are effected mine fan emissions., Мета. Викиди із системи вентиляції шахти можуть створювати інтенсивне забруднення атмосферного повітря. Як правило, величезна кількість пилу з шахтного вентилятора потрапляє в атмосферу в приземних шарах. Важливим завданням є розробка методів оцінки рівня забруднення атмосфери поблизу шахт і населених пунктів. Для вирішення цієї проблеми важливо мати фізично обґрунтовані математичні моделі. У наш час для прогнозування забруднення атмосфери шахтним вентилятором поблизу населених пунктів, використовують емпіричну модель OND–86. Ця модель не враховує багато важливих фізичних факторів. Тому метою нашого дослідження є розробка швидкодіючої математичної моделі для прогнозування забруднення атмосфери в разі викидів пилу з шахтного вентилятора. Методика. Для прогнозування рівня забруднення атмосфери під час роботи шахтного вентилятора використано тривимірне рівняння пилового конвективно-дифузійного потоку. Це рівняння враховує гравітаційні випадання, швидкість вітру, турбулентну дифузію в атмосфері, розташування джерела викидів пилу. Як єдине модельне рівняння використано неявну різницеву схему розщеплення. Результати. Розроблена математична модель дозволяє швидко прогнозувати рівень забруднення атмосфери в разі викидів пилу від шахтного вентилятора. Модель дозволяє виявити зони забруднення поблизу населених пунктів, які знаходяться в безпосередній близькості від шахти. Наукова новизна. Розроблена математична модель враховує ряд фізичних факторів, які наразі не беруть до уваги в дні, коли здійснюють прогноз забруднення атмосфери в населених пунктах, розташованих поблизу шахти. Практична значимість. На основі розробленої математичної моделі створено програмний код. Цей код може бути використаний для оцінки забруднення атмосфери в населених пунктах, де відбуваються викиди від шахтних вентиляторів., Цель. Выбросы из системы вентиляции шахты могут создавать интенсивное загрязнение атмосферного воздуха. Как правило, огромное количество пыли из шахтного вентилятора попадает в атмосферу в приземных слоях. Важной задачей является разработка методов оценки уровня загрязнения атмосферы вблизи шахт и населенных пунктов. Для решения этой проблемы важно иметь физически обоснованные математические модели. В настоящее время для прогнозирования загрязнения атмосферы шахтным вентилятором вблизи населенных пунктов, используют эмпирическую модель OND–86. Эта модель не учитывает многие важные физические факторы. Поэтому целью данного исследования является разработка быстродействующей математической модели для прогнозирования загрязнения атмосферы в случае выбросов пыли из шахтного вентилятора. Методика. Для прогнозирования уровня загрязнения атмосферы при работе шахтного вентилятора использовано трехмерное уравнение пылевого конвективно-диффузионного потока. Это уравнение учитывает гравитационные выпадения, скорость ветра, турбулентную диффузию в атмосфере, расположение источника выбросов пыли. В качестве единственного модельного уравнения использована неявная разностная схема расщепления. Результаты. Разработанная математическая модель позволяет быстро прогнозировать уровень загрязнения атмосферы при выбросах пыли от шахтного вентилятора. Модель позволяет определить зоны загрязнения вблизи населенных пунктов, которые находятся в непосредственной близости от шахты. Научная новизна. Разработанная математическая модель учитывает ряд физических факторов, которые в настоящее время не учитываются в дни, когда осуществляют прогноз загрязнения атмосферы в населенных пунктах, расположенных вблизи шахты. Практическая значимость. На основе разработанной математической модели создан программный код. Этот код может быть использован для оценки загрязнения атмосферы в населенных пунктах, где происходят выбросы от шахтных вентиляторов.

Purpose. The important problem in the field of ecological safety and industrial safety is providing of normal microclimate in dead-end mine working. In these regions of the mine methane gas can be accumulated and as a result explosion may take place. So, to avoid these accidents it is important to ventilate appropriately dead-end mine working. The purpose of the work is development of quick computing mathematical model to obtain information about dead-end mine working ventilation process. Methodology. The process of dead-end mine working ventilation computing is separated in two stages. At the first stage the velocity flow field is computed in the dead-end mine working. We consider the situation when the suction tube is situated in this region. To solve this problem the fluid dynamics model of inviscid gas flow was used. At the second stage of the computational modeling the convective- diffusive equation of admixture transfer was used. The equation takes into account non-uniform flow field in the dead end mine workings. Findings. The developed numerical model was coded using FORTRAN language. The developed computer code allows to perform numerical experiment to assess the efficiency of suction tube implementation to decrease methane gas concentration in dead-end mine working. Originality. The developed numerical model takes into account physical factors, which are not considered nowadays in the empirical models, which are used for solving the problems of dead-end mine working ventilation. It allows taking into account the geometrical form of the dead-end mine working. Practical value. The developed computer program allows to perform calculations to assess the efficiency of suction system used for the ventilation of the dead-end mine working., Мета. Важливою проблемою в галузі екологічної та промислової безпеки є створення нормального мікроклімату в тупиковій шахтній виїмці. У цій зоні шахти може накопичуватися газоподібний метан, що в результаті призводить до вибуху. Тому, щоб уникнути нещасних випадків, важливо належним чином провітрити шахтну виїмку. Метою роботи є розробка швидкодіючої математичної моделі для отримання інформації про процес вентиляції тупикової шахтної виїмки. Методика. Процес розрахунку вентиляції шахтної виїмки розділено на два етапи. На першому етапі обчислюють поле швидкісного потоку в шахтній виїмці. Розглядаємо ситуацію, коли усмоктувальна труба знаходиться в цій зоні. Для розв’язання задачі використано гідродинамічну модель потоку нев’язкого газу. На другому етапі обчислювального моделювання використано конвективно-дифузійне рівняння переносу домішки. Рівняння враховує нерівномірне поле потоку у виїмці. Результати. Розроблена чисельна модель була закодована з використанням мови FORTRAN. Створений комп’ютерний код дозволяє провести чисельний експеримент для оцінки ефективності застосування всмоктувальної труби з метою зниження концентрації метану в тупиковій виїмці. Наукова новизна. Розроблена чисельна модель враховує такий фізичний фактор, який у наш час не враховують в емпіричних моделях, застосовуваних для розв’язання задачі вентиляції шахтної виїмки, – це її геометрична форма. Практична значимість. Розроблена комп'ютерна програма дозволяє проводити розрахунки для оцінки ефективності системи всмоктування, використовуваної для вентиляції шахтної виїмки., Цель. Важной проблемой в области экологической и промышленной безопасности является обеспечение нормального микроклимата в тупиковой шахтной выемке. В этой зоне шахты может накапливаться газообразный метан, что в результате приводит к взрыву. Поэтому, чтобы избежать несчастных случаев, важно надлежащим образом проветрить шахтную выемку. Целью работы является разработка быстродействующей математической модели для получения информации о процессе вентиляции тупиковой шахтной выемки. Методика. Процесс расчета вентиляции шахтной выемки разделен на два этапа. На первом этапе вычисляют поле скоростного потока в шахтной выемке. Рассматриваем ситуацию, когда всасывающая труба находится в этой зоне. Для решения задачи была использована гидродинамическая модель потока невязкого газа. На втором этапе вычислительного моделирования использовано конвективно-диффузионное уравнение переноса примеси. Уравнение учитывает неравномерное поле потока в выемке. Результаты. Разработанная численная модель была закодирована с использованием языка FORTRAN. Созданный компьютерный код позволяет провести численный эксперимент для оценки эффективности применения всасывающей трубы для снижения концентрации метана в тупиковой выемке. Научная новизна. Разработанная численная модель учитывает такой физический фактор, который в настоящее время не учитывают в эмпирических моделях, используемых для решения задачи вентиляции шахтной выемки, – это её геометрическая форма. Практическая значимость. Созданная компьютерная программа позволяет проводить расчеты для оценки эффективности системы всасывания, используемой для вентиляции шахтной выемки.

Purpose. Rock dumps are long-term sources of air pollution. A significant amount of harmful substances enters the atmosphere. Particularly intense is the pollution of atmospheric air due to dusting dumps. An important task is the development of methods for predicting the dynamics of atmospheric air pollution during the emission of harmful impurities from dumps. When developing methods for predicting the dynamics of air pollution from dumps. It is very important to create a universal model that would allow on a single computing platform to calculate the process of atmospheric air pollution for various impurities that are released from dumps. Another important problem is the choice of the place for optimal placement of future dumps in order to minimize their negative impact on the environment. Methodology. Numerical modeling of the formation of atmospheric pollution zones near rock dumps is based on the application of the equation of turbulent dispersion of an impurity in the atmosphere. To solve the problem of choosing the rational location of the dumps, the conjugate equation is used. Numerical integration is carried out using an implicit difference scheme. Findings. Numerical models are developed. The first numerical model allows one to evaluate the effect of rock dumps on air pollution. The second numerical model allows, on the basis of a one-time calculation, to determine the rational location of the future dump from the point of view of its minimal impact on air pollution. Originality. Two numerical models are proposed that are based on the application of the turbulent diffusion equation and the conjugate equation. These models make it possible to quickly determine the effect of rock dumps on air pollution. The models take into account the convective transport of the pollutant, atmospheric turbulent diffusion, the intensity of the emission of impurities from the dump. Practical value. The developed numerical models are implemented in the form of program codes. These program codes can be used when performing serial calculations on computers of low and medium power, i.e. computer technology, which is available to organizations involved in environmental issues in technologically saturated regions. When carrying out calculations based on the constructed numerical models, typical initial data are used regarding the intensity of the emission of impurities from dumps, weather conditions characteristic of a specific region of the country., Мета. Відвали породи є довгостроковими джерелами забруднення атмосферного повітря. В атмосферу надходить значна кількість шкідливих речовин. Особливо інтенсивно відбувається забруднення атмосферного повітря внаслідок цвітіння відвалів. Важливим завданням є розробка методів прогнозу динаміки забруднення атмосферного повітря при виділенні шкідливих домішок від відвалів. При розробці методів прогнозу динаміки забруднення повітряного середовища від відвалів. Дуже важливим є створення універсальної моделі, яка дозволяла б на єдиній обчислювальної платформі здійснювати розрахунок процесу забруднення атмосферного повітря для різних домішок, які виділяються від відвалів. Також важливою проблемою є вибір місця оптимального розміщення майбутніх відвалів, з метою мінімізації їх негативного впливу на навколишнє середовище. Методика. Чисельне моделювання формування зон забруднення атмосфери біля відвалів породи виконано на основі застосування рівняння турбулентного розсіювання домішки в атмосфері. Для вирішення задачі по вибору раціонального місця розташування відвалів використовується зв'язане рівняння. Чисельне інтегрування здійснюється за допомогою неявної різницевої схеми. Результати. Розроблено чисельні моделі. Перша чисельна модель дозволяє оцінити вплив відвалів породи на забруднення атмосферного повітря. Друга чисельна модель дозволяє на основі одноразового розрахунку визначити раціональне місце розташування майбутнього відвалу з точки зору його мінімального впливу на забруднення атмосферного повітря. Наукова новизна. Запропоновано дві чисельні моделі, які ґрунтуються на застосуванні рівняння турбулентної дифузії і зв'язаного рівняння. Дані моделі дозволяють оперативно визначити вплив відвалів породи на забруднення атмосферного повітря. Моделі враховують конвективний перенос забруднювача, атмосферну турбулентну дифузію, інтенсивність емісії домішки від відвалу. Практична значимість. Розроблені чисельні моделі імплементовані у вигляді програмних кодів. Дані програмні коди можуть бути використані, при проведенні серійних розрахунків на комп'ютерах малої і середньої потужності, тобто обчислювальної техніки, яка є в розпорядженні організацій, що займаються екологічними проблемами в техногенно насичених регіонах. При проведенні розрахунків на базі побудованих чисельних моделей використовуються типові вихідні дані щодо інтенсивності емісії домішок від відвалів, метеоумови, характерні для конкретного регіону країни., Цель. Отвалы породы являются долгосрочными источниками загрязнения атмосферного воздуха. В атмосферу поступает значительное количество вредных веществ. Особо интенсивно происходит загрязнение атмосферного воздуха вследствие пыления отвалов. Важной задачей является разработка методов прогноза динамики загрязнения атмосферного воздуха при выделении вредных примесей от отвалов. При разработке методов прогноза динамики загрязнения воздушной среды от отвалов. Очень важным является создание универсальной модели, которая позволяла бы на единой вычислительной платформе осуществлять расчет процесса загрязнения атмосферного воздуха для различных примесей, которые выделяются от отвалов. Также важной проблемой является выбор места оптимального размещения будущих отвалов, с целью минимизации их отрицательного влияния на окружающую среду. Методика. Численное моделирование формирования зон загрязнения атмосферы возле отвалов породы выполнено на основе применения уравнения турбулентного рассеивания примеси в атмосфере. Для решения задачи по выбору рационального места расположения отвалов используется сопряженное уравнение. Численное интегрирование осуществляется с помощью неявной разностной схемы. Результаты. Разработаны численные модели. Первая численная модель позволяет оценить влияние отвалов породы на загрязнение атмосферного воздуха. Вторая численная модель позволяет на основе одноразового расчета определить рациональное место расположения будущего отвала с точки зрения его минимального влияния на загрязнение атмосферного воздуха. Научная новизна. Предложены две численные модели, которые основываются на применении уравнения турбулентной диффузии и сопряженного уравнения. Данные модели позволяют оперативно определить влияние отвалов породы на загрязнение атмосферного воздуха. Модели учитывают конвективный перенос загрязнителя, атмосферную турбулентную диффузию, интенсивность эмиссии примеси от отвала. Практическая значимость. Разработанные численные модели имплементированы в виде программных кодов. Данные программные коды могут быть использованы, при проведении серийных расчетов на компьютерах малой и средней мощности, т.е. вычислительной технике, которая имеется в распоряжении организаций, занимающихся экологическими проблемами в техногенно насыщенных регионах. При проведении расчетов на базе построенных численных моделей используются типовые исходные данные относительно интенсивности эмиссии примесей от отвалов, метеоусловия, характерные для конкретного региона страны.

Purpose. The main purpose of this work is to research deformability parameters of the railway track under various operating conditions as the initial data for the formation of forced oscillations of rolling stock and the trackform use intensity. Methodology. For the research, an original model of the trackform, described with using the basic concepts of the theory of elasticity and the propagation of elastic waves was developed. Findings. It has been established that the ratio between the intensity of work of elements and the trackform, as criteria for deformability, can be used as the estimated parameters of the functionally safe operation of the track. It can be the basis for the classification of critical track states under which it had to perform work to restore its working capacity in order to ensure the required level of efficiency of use construction during the service life. Originality. Trackform and parameters of the elements of the track superstructure and substructure can be described using the railway tracks deformability behaviour. In the future this conclusion will help to increase the efficiency of the dynamic properties of rolling stock when designing and maintain in readiness the infrastructure while in operation. Practical value. Changes in the regulatory framework of rail transport in recent years provide for the observance of its functional safety, therefore, the question of the need to assess the impact of rolling stock on the way to be regarded as a dynamic process with consideration to the deformability resistance track. This research provides a basis for record of the stiffness of deformation that allows creating the regulatory framework for safety and functional safety of the railway track in Ukraine., Цель. Основной целью данной работы является исследование параметров деформированности железнодорожного пути при различных эксплуатационных условиях в качестве исходных данных для формирования вынужденных колебаний подвижного состава и интенсивности использования элементов конструкции пути. Методика. Для исследования была разработана оригинальная модель конструкции пути, описанная с использованием основных положений теорий упругости и распространения упругих волн. Результаты. Установлено, что соотношения между интенсивностью работы элементов и конструкцией пути как критерием деформированности можно использовать в качестве оценочного параметра функционально безопасной эксплуатации пути. Это может быть основой для классификации критических состояний конструкций пути, при которых необходимо проводить работы по восстановлению его работоспособности, чтобы обеспечить необходимый уровень эффективности использования конструкции в течение срока службы. Научная новизна. Конструкция пути и параметры элементов его верхнего и нижнего строений могут быть описаны с использованием поведения деформированности. В дальнейшем этот вывод поможет повысить эффективность динамических свойств подвижного состава при проектировании и обеспечить готовность инфраструктуры во время эксплуатации. Практическая значимость. Изменения в нормативно-правовой базе железнодорожного транспорта в последние годы предусматривают соблюдение его функциональной безопасности. Поэтому вопрос о необходимости оценки влияния подвижного состава на путь следует рассматривать как динамический процесс, который должен принимать во внимание сопротивление деформированности пути. Это исследование обеспечивает основу для учета жесткости деформации, что позволяет сформировать нормативную базу для обеспечения функциональной безопасности железнодорожного пути в Украине., Мета. Основною метою цієї роботи є дослідження параметрів деформованості залізничної колії за різних експлуатаційних умов як вихідних даних для формування вимушених коливань рухомого складу й інтенсивності використання елементів конструкції колії. Методика. Для дослідження було розроблено оригінальну модель конструкції колії, описану з використанням основних понять теорій пружності й поширення пружних хвиль. Результати. Установлено, що співвідношення між інтенсивністю роботи елементів і конструкцією колії як критерієм деформованості можна використати як оціночний параметр функціонально безпечної експлуатації колії. Це може бути основою для класифікації критичних станів конструкцій колії за яких необхідно проводити роботи з відновлення її працездатності, щоб забезпечити необхідний рівень ефективності використання конструкції протягом терміну служби. Наукова новизна. Конструкція колії й параметри елементів ії верхньої та нижньої будов можуть бути описані з використанням поведінки деформованості. Надалі цей висновок допоможе підвищити ефективність динамічних властивостей рухомого складу під час проектування й забезпечити готовність інфраструктури під час експлуатації. Практична значимість. Зміни в нормативно-правовій базі залізничного транспорту за останні роки передбачають дотримання його функціональної безпеки. Тому питання про необхідність оцінки впливу рухомого складу на колію слід розглядати як динамічний процес, який повинен брати до уваги опір деформованості колії. Це дослідження становить основу для обліку жорсткості деформації, що дозволяє сформувати нормативну базу для гарантування функціональної безпеки залізничної колії в Україні.

Мета. В дослідженні передбачається визначення особливості деформативної роботи залізничної колії за рахунок встановлення меж стійкості рейкової колії, у залежності від конструкції та стану систем верхньої та нижньої будов колії, плану лінії для можливості формування нормативної бази з надійності та функціональної безпеки залізничної колії України. Методика. Для досягнення мети використано повну методику С. П. Першина щодо визначення критичних значень стискаючої сили. Результати. Автором встановлено, що співвідношення мінімальних значень стискаючої сили при певних деформаціях вигину можуть бути застосовані як оціночні умови деформативної стійкості колії та основи для формування бази з надійності та функціональної безпеки залізничної колії України. Наукова новизна. Запропоновано теоретичні положення для розгляду деформативної стійкості системи конструкцій верхньої та нижньої будов колії, що порушуються рухомим складом. Це дозволить дослідити процес деформативної роботи зазначеної системи, при якому відбуваються зміни її станів протягом встановленого напрацювання. Отже, це дозволить визначити параметри функціональної надійності руху поїздів як складової безпеки пропуску рухомого складу по ділянці колії із урахуванням її технічного стану. Практична значимість. Зазвичай для безпечного пропуску рухомого складу визначаються параметри процесу коливань системи «екіпаж – колія». Ці параметри нормовано інструкціями з улаштування та утримання рейкової колії. Але зміни нормативної бази залізничного транспорту за останні роки передбачають дотримання його функціональної безпеки, які в існуючих нормативах стосовно залізничної колії не враховані. Тому необхідно питання про оцінку впливу дії рухомого складу на колію розглядати як динамічний процес, критерії граничних станів якого обумовлені на підставі існуючих нормативів, співвіднесених зі станами надійності, а на їх основі розробити критерії безпеки протягом всього життєвого циклу. При розгляді динамічного процесу коливання колії та рухомого складу необхідно враховувати деформативну стійкість колії. Це питання розглядалось тільки з точки зору зміни температурних деформацій. Дане дослідження надає засади, при яких можна враховувати й жорсткісні деформації для можливості формування нормативної бази з надійності та функціональної безпеки залізничної колії України., Цель. В исследовании главной целью является определение особенности деформационной работы железнодорожного пути за счет установления границ устойчивости рельсового пути, в зависимости от конструкции и состояния систем верхнего и нижнего строений пути, плана линии для возможности формирования нормативной базы по надежности и функциональной безопасности железнодорожного пути Украины. Методика. Для достижения цели использована полная методика С. П. Першина по определению критических значений сжимающей силы. Результаты. Автором установлено, что соотношения минимальных значений сжимающей силы при определенных деформациях изгиба могут быть применены как оценочные условия деформационной устойчивости пути и основы для формирования базы по надежности и функциональной безопасности железнодорожного пути Украины. Научная новизна. Предложены теоретические положения для рассмотрения деформационной устойчивости системы конструкций верхнего и нижнего строений пути. Это позволит исследовать процесс деформационной работы указанной системы, при котором происходят изменения ее состояний в течение некоторой наработки. Так что, это позволит определить параметры функциональной надежности движения поездов как составляющей безопасности пропуска подвижного состава по участку пути с учетом его технического состояния. Практическая значимость. Обычно для безопасного пропуска подвижного состава определяются параметры процесса колебаний системы «экипаж – путь». Эти параметры нормированы инструкциями по устройству и содержанию рельсового пути. Изменения нормативной базы железнодорожного транспорта за последние годы предусматривают соблюдение его функциональной безопасности, которые в существующих нормативах железнодорожного пути не учтены. Поэтому необходимо вопрос об оценке влияния воздействия подвижного состава на путь рассматривать как динамический процесс, критерии предельных состояний которого обусловлены на основании существующих нормативов, соотнесенных с состояниями надежности, а на их основе разработать критерии по безопасности в течение всего жизненного цикла. При рассмотрении динамического процесса колебания пути и подвижного состава необходимо учитывать деформативную устойчивость пути. Этот вопрос рассматривался только с точки зрения изменения температурных деформаций. Данное исследование предоставляет основы, при которых можно учитывать и жесткостные деформации для возможности формирования нормативной базы по надежности и функциональной безопасности железнодорожного пути Украины., Purpose. The purpose of study is to identify the features of the railway track work deformation by establishing the boundaries of the track sustainability depending on the design and condition of systems of the upper and lower track structure, plan of a line for the possibility of forming a regulatory framework for reliability and functional safety of railway track in Ukraine. Methodology. The complete method of S. P. Pershyn of determination the critical values of compressive strength was used for the achievement of the purpose. Findings. The author found that the ratio of the minimum values of compressive force under the certain bending deformation can be used as evaluation conditions of the track deformation resistance and basis for formation the base of reliability and functional safety of the Ukrainian railway track. Originality. The theoretical position for the consideration the deformation stability of the upper and lower track structure were proposed. It will allow studying the process of deformation work of the system, which changes its state during a particular operating time. Thus, it allows determining the parameters of the functional reliability of the train as a part of security pass of the rolling stock on the track, accounting its technical condition. Practical value. Usually for the safe passage of rolling stock the parameters of the oscillations of the «vehicle – track» are determined. These parameters are normalized with the instructions on design and maintenance of the railway track. Changes in the regulatory framework of rail transport in recent years provide the observance of its functional safety that are not included in the existing regulations of the railway track. Therefore it is necessary the issue of effect impact assessment of the rolling stock on the track to consider as a dynamic process, limit states criteria of which are determined on the basis of existing norms, correlated with the reliability states, and to develop criteria for security throughout the life cycle on their basis. At considering the dynamic process of track oscillation and rolling stock must take into account the deformation resistance of the track. This issue was addressed only in terms of changes in temperature deformations. This study provides a basis at which it is possible to take into account the stiffness of deformation for the ability of regulatory framework formation for reliability and functional safety of railway track in Ukraine.

Мета. Метою даного дослідження є обґрунтування необхідності встановлення меж технічних станів залізничної колії відповідно станам надійності, для можливості сформування нормативної бази з надійності та функціональної безпеки залізничної колії України. Методика. Для досягнення мети дослідження використано методи аналізу особливостей контактної взаємодії рейки та колеса при русі характерних для умов експлуатації залізниць на Україні. Результати. Обґрунтовано встановлення відповідності технічних станів елементів та конструкції колії станам надійності з урахуванням жорсткісних деформацій залізничної колії. Ці стани повинні враховувати тип рухомого складу, стан коліс та рейок, траєкторію руху поїздів та характеристики елементів конструкції за матеріалами, з яких вони виготовлені. Обґрунтовано причини за якими межі не встановлено та з'ясовано які дослідження необхідно провести для їх встановлення. Наукова новизна. Обґрунтовано необхідність розроблення класифікації станів надійності залізничної колії за допустимими відхиленнями при влаштуванні й утриманні рейкової колії. Встановлено необхідність нормування технічних станів залізничної колії на яких базуватимуться засади щодо жорсткісних деформацій залізничної колії. Практична значимість. Укрзалізниця є одним із засновників Ради із залізничного транспорту держав-учасників Співдружності. Останнім часом цей орган видав міждержавний стандарт ГОСТ 32192-2013 «Надежность железнодорожной техники. Основные понятия термины и определения» та на його основі розробив новий міждержавний стандарт «Безопасность функциональная железнодорожной техники. Термины и определения». Та Укрзалізниця є членом організації співпраці залізних доріг,міжнародного союзу залізничного транспорту де встановлено в усіх транспортних галузях норми з надійної та безпечної роботи залізниць. Дане дослідження допоможе впровадженню даних стандартів на залізницях України, забезпечить підвищення інформаційної ефективності в розглянутій сфері, забезпечуючи взаєморозуміння, єдність подання і сприйняття інформації, в тому числі, в договірно-правових відносинах суб'єктів господарської діяльності один з одним, органами влади, в міждержавних науково-технічних і торговельно-економічних відносинах., Purpose. The purpose of this study is to study the need to establish technical limits of the railway track under trust status for the possibility of the formation of regulatory safety and functional safety of railway track Ukraine. Methodology. To achieve the objectives of the research methods used methods of analysis of features of contact co-operation of rail and wheel are used characteristic for external of railways environments on Ukraine. Results: Author has grounded establishment of accordance of the technical states of elements and constructions of way to the states of reliability taking into account rigid deformations of ferrous-travelling way. These states must take into account the type of mobile composition, state of wheels and rails, trajectory of motion of trains and description of elements of construction on materials which its were made from. Also it was grounded reasons on which scopes are not set and what researches are found out it is necessary to conduct for their setting. Findings. There are necessity of developing trust status classification for railway track tolerances when constructing and maintenance of rail track. Established the need for standardization of technical conditions of railway track which will be based on theses with taking into account rigid deformations of railway way. Practical value. UZ is a founding member of the Council for Rail Transport of the Commonwealth. Recently, this body issued interstate standard GOST 32192-2013 “Reliability of railway equipment. Basic concepts and definitions of the terms” and on this basis developed a new interstate standard “Security functional railway equipment. Terms and definitions”. But UZ is a member of the cooperation of railways, international union of railway transport is running in all areas of transport rules with reliable and safe operation of railways. This study will help the implementation of these standards on the railways of Ukraine, will improve the efficiency of the information in this sphere, providing mutual understanding and unity of presentation and perception of information, including in-contractual legal relations of economic agents with each other, authorities in international scientific-technical and trade-economic relations., Цель. Целью данного исследования является обоснование необходимости установления границ технических состояний железнодорожного пути в соответствии состояниям надежности, для возможности формирования нормативной базы по надежности и функциональной безопасности железнодорожного пути Украины. Методика. Для достижения цели исследования использованы методы анализа особенностей контактного взаимодействия рельса т колеса характерных для условий эксплуатации железных дорог на Украине. Результаты. Обоснованно установление соответствия технических состояний элементов и конструкций пути состояниям надежности с учетом жесткостных деформаций железнодорожного пути. Эти состояния должны учитывать тип подвижного состава, состояние колес и рельсов, траекторию движения поездов и характеристики элементов конструкции по материалам, из которых они изготовлены. Обоснованно причины по которым границы не установлены и выяснено какие исследования необходимо провести для их установки. Научная новизна. Обоснована необходимость разработки классификации состояний надежности железнодорожного пути за допустимыми отклонениями при устройстве и содержании рельсовой колеи. Установлена необходимость нормирования технических состояний железнодорожного пути на которых будут базироваться тезисы с учетом жесткостных деформаций железнодорожного пути. Практическая ценность. Укрзализныця является одним из основателей Совета по железнодорожному транспорту государств-участников Содружества. В последнее время этот орган издал межгосударственный стандарт ГОСТ 32192-2013 «Надежность железнодорожной техники. Основные понятия термины и определения »и на его основе разработал новый межгосударственный стандарт «Безопасность функциональная железнодорожной техники. Термины и определения». И Укрзализныця является членом организации сотрудничества железных дорог, Международного союза железнодорожного транспорта где установлено во всех транспортных отраслях нормы с надежной и безопасной работы железных дорог. Данное исследование поможет внедрению данных стандартов на железных дорогах Украины, обеспечит повышение информационной эффективности в рассматриваемой сфере, обеспечивая взаимопонимание, единство представления и восприятия информации, в том числе, в договорно-правовых отношениях субъектов хозяйственной деятельности друг с другом, органами власти, в межгосударственных научно-технических и торгово-экономических отношениях.

Purpose. Scientific work aims at the determination the basic laws of fluctuations propagation process from exitation of rolling stock in the design system of permanent way and substructures of the railway lines for studing the deformation processes as the basis for a regulatory framework of the track operation in the conditions of ensuring the reliability of railways. Methodology. To achieve the aim the principles of elasticity theories and wave propagation process in describing the interaction track and rolling stock were applied. Findings. The kinds of fluctuations and system which should be used when considering the fluctuations in the deformation process of rail track were established. The general view of the displacement function was determined. Originality. The theoretical concepts and principles to consider fluctuations of a structures system of permanent way and substructures of the railway track, energised by rolling stock were grounded. This will allow studing the process of deformation work of the mentioned system, which changes its state. That in turn will allow us to determine the parameters of the trains functional reliability, as part of the security passes of rolling stock on the track section with regard to its technical condition. Practical value. Usually for safe crossing of rolling stock parameters of fluctuation process in the system «vehicle-track» are determined. Existing models or carefully consider fluctuations of rolling stock in generalized characteristics of the structures of permanent way and substructures of the railway tracks or view of quasi-dynamic fluctuations rails with general characteristics of under rail base. This review process of oscillations, energised by rolling stock and delivered to all the elements of the permanent way and substructures of the railway track do not allow determining both the reliability parameters of elements in the system of track construction and parameters of functional reliability of trains as part of security checkpoints in the area of rolling stock gauge because of its technical state. Therefore, for examining issues of reliable performance elements of the permanent way and substructures of the railway track are proposed its stress-strain work. It gives the possibility to consider a dynamic process, localized both in time and space., Цель. Научная работа своей целью имеет определение основных закономерностей процесса распространения колебаний от возбуждений подвижного состава в системе конструкций верхнего и нижнего строений железнодорожных путей для исследования развития процессов деформативности как основы создания нормативной базы работы пути в условиях обеспечения надежности железных дорог. Методика. Для достижения цели использованы принципы теории упругости и распространения волнового процесса при описании взаимодействия пути и подвижного состава. Результаты Установлено, какие виды колебаний и какую систему необходимо использовать при рассмотрении процесса колебаний при деформационной работе железнодорожного пути. Определен общий вид функции перемещений. Научная новизна. Обоснованы теоретические положения и принципы рассмотрения колебаний системы конструкций верхнего и нижнего строений пути, возбуждаемых подвижным составом. Это позволит исследовать процесс деформативной работы указанной системы, при котором происходят изменения ее состояний в течение некоторой наработки, что, в свою очередь, позволит определить параметры функциональной надежности движения поездов как составляющей безопасности пропуска подвижного состава по участку пути с учетом его технического состояния. Практическая значимость. Обычно для безопасного пропуска подвижного состава определяются параметры процесса колебаний системы «экипаж – путь». Существующие модели или очень тщательно рассматривают колебания подвижного состава при обобщенных характеристиках системы конструкций верхнего и нижнего строений железнодорожных путей, или рассматривают квазидинамичные колебания рельсов при общих характеристиках подрельсовой основы. Такое рассмотрение процесса колебаний, возбуждаемых подвижным составом и передающимся на все элементы систем конструкций верхнего и нижнего строений железнодорожных путей, не дает возможности определения ни параметров надежности элементов систем конструкций пути, ни параметров функциональной надежности движения поездов (как составляющей безопасности пропуска подвижного состава по участку пути с учетом его технического состояния). Поэтому для рассмотрения вопросов надежной работы элементов систем конструкций верхнего и нижнего строений железнодорожных путей предложены основные принципы рассмотрения процесса ее деформативной работы. Это дает возможность рассматривать непосредственно динамический процесс, локализованый как во времени, так и в пространстве., Мета. Наукова робота має за мету визначення основних закономірностей процесу розповсюдження коливань від збуджень рухомого складу в системі конструкцій верхньої та нижньої будов залізничної колії для дослідження розвитку процесів деформативності як основи створення нормативної бази роботи колії за умов забезпечення надійності залізниць. Методика. Для досягнення мети використано засади теорій пружності та розповсюдження хвильового процесу при описі взаємодії колії та рухомого складу. Результати. Встановлено, які види коливань та яку систему необхідно використовувати при розгляді процесу коливань при деформативній роботі залізничної колії. Визначено загальний вид функції переміщень. Наукова новизна. Обґрунтовано теоретичні положення та принципи розгляду коливань системи конструкцій верхньої та нижньої будов колії, що збуджуються рухомим складом. Це дозволить дослідити процес деформативної роботи зазначеної системи, при якому відбуваються зміни її станів протягом деякого напрацювання, що, в свою чергу, дозволить визначити параметри функціональної надійності руху поїздів як складової безпеки пропуску рухомого складу по ділянці колії із урахуванням її технічного стану. Практична значимість. Зазвичай для безпечного пропуску рухомого складу визначаються параметри процесу коливань системи «екіпаж – колія». Існуючі моделі або дуже ретельно розглядають коливання рухомого складу при узагальнених характеристиках системи конструкцій верхньої та нижньої будов залізничної колії, або розглядають квазідинамічні коливання рейок при загальних характеристиках підрейкової основи. Такий розгляд процесу коливань, що збуджуються рухомим складом та передаються на всі елементи систем конструкцій верхньої та нижньої будов залізничної колії, не дає можливості визначення ані параметрів надійності елементів систем конструкцій колії, ані параметрів функціональної надійності руху поїздів (як складової безпеки пропуску рухомого складу по ділянці колії із урахуванням її технічного стану). Тому для розглядання питань із надійної роботи елементів системи конструкцій верхньої та нижньої будов залізничної колії запропоновано основні засади розглядання процесу її деформативної роботи. Це дасть можливість розглядати безпосередньо динамічний процес, локалізований як у часі, так і в просторі.

Purpose.The purpose of this research is to substantiate the technical limits of the railway track (under reliability status) for the formation the regulatory framework for reliability and functional safety of the railway track in Ukraine. Methodology.In order to achieve the goal of research analysis methods of the technical states of elements and trackforms that are typical of operation conditions of the railways in Ukraine were used. Findings.Technical states accordance of elements and trackforms to reliability status under existing regulations was defined. These conditions are based on the track assessments in accordance with the dimensional tape results. The status of each element of the track design affects its deformation work, but the rules are still absent that would connect state of track elements with the state of the track by estimation of the dimensional tape. The reasons on which the limits are not set were established. It was found out which researches are necessary to conduct for their installation. Originality. The classification of the reliability state of a railway track for permitted deviation at the track laying and maintenance was developed. The regulation importance the technical states of ballast section and subgrade for the developed classification was established. Practical value. Ukrzaliznytsia (UZ) is a founding member of the Council for Railway Transport of the Commonwealth. This body issued interstate standard State Standard 32192-2013 «Reliability of railway equipment. Basic concepts, terms and definitions». On this basis developed a new interstate standard «Security functional of railway equipment. Terms and definitions». At the same time UZ is a member of the cooperation of railways in International Union of Railway Transport where rules with reliable and safe operation of railways are established in all transport branches. This study will help implement these standards on the railways of Ukraine, improve the efficiency of the information in this sphere, providing mutual understanding and unity of presentation and perception of information, including contractual legal relations of economic agents with public authorities in international scientific and technical, trade and economic relations., Цель. Данное исследование направлено на обоснование границ технического состояния железнодорожного пути (согласно состояниям надежности) для возможности создания нормативной базы по надежности и функциональной безопасности железнодорожного пути Украины. Методика. Для достижения цели исследования использованы методы анализа технических состояний элементов и конструкций пути, характерных для условий эксплуатации железных дорог Украины. Результаты. Определено соответствие технических состояний элементов и конструкций пути состояниям надежности по существующим нормам. Они базируются на оценке состояний пути по результатам путеизмерительной ленты. Состояние каждого элемента конструкции пути влияет на его деформативную работу, но до сих пор отсутствуют нормы, которые связывали бы состояние элементов пути с состоянием пути по оценке путеизмерительной ленты. Обоснованы причины, по которым границы технических состояний не установлены, и выяснено, какие исследования необходимо провести для их установки. Научная новизна. Разработана классификация состояний надежности железнодорожного пути за допустимыми отклонениями при устройстве и содержании железнодорожного пути. Установлена необходимость нормирования технических состояний балластной призмы и земляного полотна для разработанной классификации. Практическая значимость. Укрзализныця является одним из основателей Совета по железнодорожному транспорту государств-участников Содружества. Этот орган издал межгосударственный стандарт ГОСТ 32192-2013 «Надежность железнодорожной техники. Основные понятия термины и определения» и на его основе разработал новый межгосударственный стандарт «Безопасность функциональная железнодорожной техники. Термины и определения». В то же время Укрзализныця является членом организации сотрудничества железных дорог Международного союза железнодорожного транспорта, где установлены во всех транспортных отраслях нормы надежной и безопасной работы железных дорог. Данное исследование поможет внедрению таких стандартов на железных дорогах Украины. Стандарты обеспечат повышение информационной эффективности в рассматриваемой сфере, устанавливая взаимопонимание, единство представления и восприятия информации, в том числе, в договорно-правовых отношениях между субъектами хозяйственной деятельности, с органами власти, в межгосударственных научно-технических и торгово-экономических отношениях., Мета. Дане дослідження спрямоване на обґрунтування меж технічних станів залізничної колії (відповідно станам надійності) для можливості формування нормативної бази з надійності та функціональної безпеки залізничної колії України. Методика. Для досягнення мети дослідження використано методи аналізу технічних станів елементів та конструкцій колії, характерних для умов експлуатації залізниць України. Результати. Визначено відповідність технічних станів елементів та конструкції колій станам надійності за існуючими нормами. Вони базуються на оцінці станів колії за результатами колієвимірної стрічки. Стан кожного елементу конструкції колії впливає на її деформативну роботу, але досі відсутні норми, які б пов'язували стан елементів колії зі станом колії за колієвимірними стрічками. Обґрунтовано причини, за якими межі технічних станів не встановлено, та з'ясовано, які дослідження необхідно провести для їх встановлення. Наукова новизна. Розроблено класифікацію станів надійності залізничної колії за допустимими відхиленнями при влаштуванні й утриманні рейкової колії. Встановлена необхідність нормування технічних станів баластної призми та земляного полотна для розробленої класифікації. Практична значимість.Укрзалізниця є одним із засновників Ради із залізничного транспорту держав-учасників Співдружності. Цим органом видано міждержавний стандарт ГОСТ 32192-2013 «Надежность железнодорожной техники. Основные понятия термины и определения» та на його основі розроблено новий міждержавний стандарт «Безопасность функциональной железнодорожной техники. Термины и определения». У той же час Укрзалізниця є членом організації співпраці залізничних доріг Міжнародного союзу залізничного транспорту, де встановлені в усіх транспортних галузях норми з надійної та безпечної роботи залізниць. Дане дослідження допоможе впровадженню таких стандартів на залізницях України. Стандарти забезпечать підвищення інформаційної ефективності в розглянутій сфері, встановлюючи взаєморозуміння, єдність подання та сприйняття інформації, в тому числі, в договірно-правових відносинах між суб'єктами господарської діяльності, з органами влади, в міждержавних науково-технічних та торговельно-економічних відносинах.

В даній статті зроблено кількісний аналіз конструкцій стрілочних переводів, визначено показники експлуатаційної надійності роботи стрілочних переводів та проаналізовано середні напрацювання стрілочних переводів за різними критеріями., В данной статье сделан количественный анализ конструкций стрелочных переводов, определены показатели эксплуатационной надежности работы стрелочных переводов и проанализированы средние наработки стрелочных переводов по разным критериям., In this article the quantitative analysis of constructions of switches is done, the indices of operating reliability of work of switches are determined and the accrued operating times of switches by the different criteria are analyzed.

The problems of providing the design quality for the substructure of railway track are considered., Изложены проблемы обеспечения качества проектирования конструкций нижнего строения железнодорожного пути., Розглянуто проблеми забезпечення якості проектування конструкцій нижньої будови залізничної колії.

Предложено внести критерий по оценке деформативности пути. Внесены предложения по его значениям., It is offered to bring in a criterion on an estimation of deformation capability of a railway track. The offers on itsvalues are given, Запропоновано внести критерій з оцінки деформативності колії. Внесено пропозиції по його значеннях.

The criterion of an estimation influence a rolling stock on a track which results in the end of a resource the basis under rails and necessities of replacement the top structure in view of a condition of a way and structure of a stream of trains on a site is offered., Предложен критерий оценки воздействия подвижного состава на железнодорожный путь, приводящего к исчерпанию ресурса подрельсового основания и необходимости замены верхнего строения с учетом состояния пути и структуры поездопотока на участке., Запропоновано критерій оцінки впливу на колію рухомого складу, що приводить до вичерпання ресурсу підрейкової основи і, з часом, необхідності заміни верхньої будови, з урахуванням стану колії і структури поїздопотоку, що обертається.

For consideration of questions on providing of terms of smoothness of motion and optimization of work of railway way it is suggested to enter the concepts of the systems of high-quality estimation of capacity and unfolded diagnostics, Для рассмотрения вопросов по обеспечению условий плавности движения и оптимизации работы железнодорожного пути предложено ввести понятия систем качественной оценки работоспособности и развернутой диагностики., Для розгляду питань по забезпеченню умов плавності руху і оптимізації роботи залізничної колії запропоновано ввести поняття систем якісної оцінки працездатності і розгорненої діагностики.

The method of an establishment of rational speeds of movement in view of change of a condition of objects in time by means of modeling process of operation of a railway as set of objects by use of functions of set is offered., Предложен метод установления рациональных скоростей движения с учетом изменения состояния объектов во времени с помощью моделирования процесса эксплуатации железнодорожного участка как набора объектов путем использования функций множества., Запропонований метод встановлення раціональних швидкостей руху з урахуванням зміни стану об’єктів у часі за допомогою моделювання процесу експлуатації залізничної ділянки як набору об’єктів шляхом використання функцій множини.

For the purpose of considering the issues of safeguarding the conditions of strength, stability and susceptibility to deformations, there has been introduced a concept of stabilizing layer. Depending on the requirements to track susceptibility to deformations, recommendations have been developed for calculating the parameters of stabilizing layer., Для рассмотрения вопросов по обеспечению условий прочности, устойчивости и деформативности введено понятие стабилизирующего слоя. В зависимости от требований по деформативности пути разработаны рекомендации по расчету параметров стабилизирующего слоя., Для розглядання питань із забезпечення умов міцності, стійкості та деформативності введено поняття стабілізуючого шару. Залежно від вимог з деформативності колії розроблені рекомендації щодо розрахунку параметрів стабілізуючого шару.

The necessity of updating of values of the vertical module of a track elasticity is proved, by taking info account of a sort of the subarade soil its state both thickness of a ballast layer and its state. The numerical rating of parameters influencing the module of the track elasticity is given., В данной работе доказана необходимость корректировки значений вертикального модуля упругости пути, путем учета рода грунта земляного полотна, его состояния и толщины балластного слоя и его состояния. Дана численная оценка параметров, влияющих на модуль упругости пути., У данній роботі доведена необхідність корегування значень вертикального модуля пружності колії шляхом врахування роду грунта земляного полотна, його стану та товщини й стану баластного шару. Надана чисельна оцінка параметрів, що впливають на модуль пружності колії.