RU2555070C1 - Способ контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути - Google Patents
Способ контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути Download PDFInfo
- Publication number
- RU2555070C1 RU2555070C1 RU2014109138/11A RU2014109138A RU2555070C1 RU 2555070 C1 RU2555070 C1 RU 2555070C1 RU 2014109138/11 A RU2014109138/11 A RU 2014109138/11A RU 2014109138 A RU2014109138 A RU 2014109138A RU 2555070 C1 RU2555070 C1 RU 2555070C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rail
- longitudinal
- sections
- mechanical
- excited
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути. Определение продольных напряжений осуществляют непрерывно в движении железнодорожного подвижного состава при механическом взаимодействии катящегося железнодорожного колеса и рельса при возбуждении механических колебаний на контролируемых участках рельсовых плетей с регистрацией, преобразованием полученных колебаний в акустические и усилением сигнала, и при анализе спектра возбуждаемых колебаний по частоте и амплитуде, зависящих от величины продольных механических напряжений участков рельсовых плетей. По результатам обработки информации анализируют изменение спектра возбуждаемых колебаний и оперативно выделяют участки железнодорожного пути с отклонениями амплитудно-частотной характеристики. В результате увеличивается производительность контроля и повышается безопасность движения поездов. 3 ил.
Description
Изобретение относится к способу контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути и может быть использовано при текущей эксплуатации бесстыкового железнодорожного рельсового пути для контроля продольных механических напряжений в рельсовых плетях и предотвращения их выбросов или разрывов.
Известен способ контроля напряженного состояния участков рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути, вызываемого изменениями температуры и усталостными явлениями от воздействий колеса на рельс при прохождении состава, заключающийся в том, что предварительно перед укладкой рельсовой плети проводят определение зон концентрации напряжений по собственному магнитному полю рассеяния путем сканирования датчиком магнитометра вдоль поверхности головки рельса, проводят повторную диагностику плети при прохождении по пути 50-150 млн. тонн груза, определяют максимальные изменения параметров, RU №2454344 С1, B61K 9/08, 27.06.2012.
Известен способ диагностики рельсов, заключающийся в том, что на транспортное средство устанавливают устройства дефектоскопии, измерения неровностей и видеонаблюдения рельсов, перемещают транспортное средство вдоль рельсов, периоды измерений состояния рельсов выбирают исходя из скорости перемещения транспортного средства, обнаруживают сигналы, свидетельствующие о подозрениях на дефекты и неровности, повышают чувствительность обнаружения сигналов, задерживают мгновенные сигналы измерений с учетом их относительного положения и скорости перемещения транспортного средства так, чтобы они относились к одним и тем же поперечным сечениям рельсов, совместно анализируют сигналы всех устройств на участках рельсов с подозрениями на дефект или неровности, оценивают перспективное состояние участков рельсов, RU №2474505 C1, B61K 9/08, 10.02.2013.
Известен способ диагностики рельсового пути, заключающийся в том, что приборы измерения параметров рельсового пути устанавливают на транспортное средство, которое перемещают вдоль рельсового пути, измеряют параметры рельсового пути, обнаруживают дефекты и определяют их координаты, получают графические изображения участка рельсового пути с обнаруженными отклонениями в поперечных сечениях рельсовых плетей, сохраняют результаты измерений, после окончания обследования участка рельсового пути анализируют результаты измерений и на основе анализа указанного изображения принимают решение о состоянии рельсового пути, RU №2446971 С2, B61K 9/08, G01D 7/02, 10.04.2012.
Известно устройство для определения продольной жесткости рельсового пути, содержащее рычаги, крепящиеся к концам рельсов разобранного стыка, при этом болт стягивает рычаги через пружину, причем определение силы натяжения производится умножением жесткости пружины на величину ее деформации, а продольная жесткость рельсового пути определяется делением силы натяжения на величину перемещения концов рельсов, RU №100478 U1, B61K 9/08, 20.12.2010.
Известно устройство для измерения напряжений в различных конструкциях посредством поляризационно-оптических преобразователей, включающее нагрузочный элемент, закрепляемый на контролируемом объекте, пьезооптический преобразователь, преобразующий в электрический сигнал величину напряжений на фотоупругом элементе, и блок обработки сигнала, RU №115474 U1, G01L 1/00, 27.04.2012; RU №111646 U1, G01L 1/00, 20.12.2011.
Известен способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути, заключающийся в том, что периодически измеряют температуру участков рельсовых плетей, определяют продольные температурные напряжения этих участков, одновременно с измерением температуры участков измеряют величины продольных перемещений, определяют продольные деформации участков рельсовых плетей и продольные напряжения, вызванные ими, а затем определяют продольные напряжения участков с учетом изменения их длины и величины продольных деформаций, RU №2469894 С2, B61K 9/08, 20.12.2012; RU №2239547 С1, B61K 9/08, Е01В 35/00, 10.11.2004.
Известные способы определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей относятся к визуальным методам определения длины объекта контроля при изменении продольных сил растяжения - сжатия и допускают вероятность ложных срабатываний системы или пропусков меток, а также трудоемкость последующих расчетов механических напряжений.
Известен способ определения механических напряжений в рельсовой плети, включающий укладку рельсовой плети при определенных температурных условиях и с заданными усилиями скрепления ее со шпалами, при этом после укладки рельсовой плети в шейках рельса просверливают отверстие конической формы, измеряют его диаметры Dx и Dy по двум взаимно перпендикулярным осям x и y, осуществляют вычитание измеренных данных в соответствии с выражением ΔD=Dx-Dy, выполняют измерение температуры в отверстии шейки рельса, определяют по полученным данным механические напряжения в рельсовой плети и передают их на пункт диагностики, RU №2478153 С2, Е01В 19/00, 27.03.2013.
Известный способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей относится к механическому методу контроля, который сложно реализуется в условиях эксплуатации железнодорожного пути, имеет большую погрешность расчетов механических напряжений при низкой производительности контроля.
К недостаткам известных способов следует отнести зависимость результатов контроля от химического состава рельсовой стали, структуры металла рельса, его начальной намагниченности (магнитные методы).
Общим недостатком всех перечисленных способов является возможность контроля незначительного по протяженности локального участка пути, а также низкая производительность контроля.
Известен способ измерения растягивающих усилий, действующих на рельс, заключающийся в том, что рельс закрепляют в двух или более точках, на рельс между точками закрепления навешивают груз большой массы, при этом сигналом, зависящим от растягивающего усилия, является амплитудно-частотная характеристика получившейся колебательной системы, образованной указанным рельсом и подвешенным к нему грузом, RU №2487325 С2, G01L 1/00, 10.07.2013.
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.
В ближайшем аналоге измерение растягивающих усилий, действующих на рельс, осуществляют без установки на рельс датчиков.
Однако для реализации способа ближайшего аналога необходима предварительная подготовка исследуемого участка пути, отсутствие движения поездов по исследуемому участку пути на время проведения работ, невозможность проведения работ в условиях повышенных температур из-за возможной потери поперечной устойчивости рельсовых нитей и, как следствие, из перечисленного выше, низкая производительность контроля.
В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей увеличить производительность контроля и повысить безопасность движения поездов.
Технический результат настоящего изобретения заключается в осуществлении контроля без предварительной подготовки исследуемого участка пути и отсутствия необходимости его закрытия для движения поездов на время проведения работ, за счет проведения контроля непрерывно в движении при механическом взаимодействии катящегося железнодорожного колеса и рельса и при анализе спектра возбуждаемых механических колебаний по частоте и амплитуде, и заключается в оперативном получении информации о продольно-напряженном состоянии рельсовых плетей бесстыкового пути, за счет получения информации о плетях с избыточными величинами сжимающих или растягивающих напряжений, анализе изменений спектра возбуждаемых механических колебаний и выделении участков железнодорожного пути с отклонениями амплитудно-частотных характеристик.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что способ контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути заключается в определении продольных механических напряжений участков рельсовых плетей с учетом изменения величины продольных деформаций.
Определение продольных напряжений осуществляют непрерывно в движении железнодорожного подвижного состава при механическом взаимодействии катящегося железнодорожного колеса и рельса, при возбуждении механических колебаний на контролируемых участках рельсовых плетей с регистрацией, преобразованием полученных механических колебаний в акустические и усилением сигнала, и при анализе спектра возбуждаемых механических колебаний по частоте и амплитуде, зависящих от величины продольных механических напряжений участков рельсовых плетей.
По результатам обработки информации анализируют изменение спектра возбуждаемых механических колебаний и оперативно выделяют участки железнодорожного пути с отклонениями амплитудно-частотной характеристики.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.
Определение продольных напряжений непрерывно в движении железнодорожного подвижного состава при механическом взаимодействии катящегося железнодорожного колеса и рельса, при возбуждении механических колебаний и при анализе спектра возбуждаемых механических колебаний по частоте и амплитуде позволяет увеличить производительность контроля.
Проведение анализа изменения спектра возбуждаемых механических колебаний и оперативное выделение участков железнодорожного пути с отклонениями амплитудно-частотных характеристик, зависящих от величины продольных механических напряжений участков рельсовых плетей, повышает безопасность движения поездов.
Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».
Сущность осуществления способа поясняется чертежами, где изображены:
На фиг.1 - Схема акустического тракта системы.
На фиг.2 - Графическое изображение избыточной величины растягивающих механических напряжений.
На фиг.3 - Графическое изображение избыточной величины сжимающих механических напряжений.
На чертежах представлено:
рельс - 1,
источник механических колебаний - 2,
акустическая система - 3,
преобразователь механических колебаний в акустические (системы 3) - 4,
усилительный тракт (системы 3) - 5,
анализатор спектра (системы 3) - 6,
блок обработки и хранения информации (системы 3) - 7.
Способ осуществляют следующим образом.
Способ контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути заключается в том, что определяют продольные механические напряжения участков рельсовых плетей при анализе спектра, анализируют изменения спектра возбуждаемых механических колебаний и оперативно выделяют участки железнодорожного пути с отклонениями амплитудно-частотной характеристики.
Определение продольных напряжений осуществляют непрерывно в движении железнодорожного подвижного состава при механическом взаимодействии катящегося железнодорожного колеса и рельса 1.
Определение продольных напряжений осуществляют при возбуждении механических колебаний на контролируемых участках рельсовых плетей с регистрацией источника механических колебаний 2, преобразованием полученных механических колебаний в акустические в преобразователе 4 акустической системы 3 и усилением сигнала в усилительном тракте 5.
Определение продольных напряжений осуществляют при анализе спектра возбуждаемых механических колебаний по частоте и амплитуде в анализаторе спектра 6, зависящих от величины продольных механических напряжений участков рельсовых плетей.
Анализ изменений спектра возбуждаемых механических колебаний проводят по результатам обработки информации блока обработки и хранения информации 7 акустической системы 3, для чего анализируют изменение спектра возбуждаемых механических колебаний и оперативно выделяют участки железнодорожного пути с отклонениями амплитудно-частотной характеристики.
Решение о продольно-напряженном состоянии рельсовых плетей бесстыкового пути или отдельного их участка и необходимости проведения дополнительных работ принимается оператором на основе анализа изменения амплитудно-частотной характеристики системы.
Графическое изображение избыточной величины растягивающих механических напряжений (фиг.2) и графическое изображение избыточной величины сжимающих механических напряжений (фиг.3) получены при выполнении опытных работ по контролю продольно-напряженного состояния рельсовых плетей на отдельно взятом участке бесстыкового пути.
В предложенном способе контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути использованы методы и устройства, широко применяемые в промышленности и, в частности, на железнодорожном транспорте, и проведенные опытные работы по спектральному контролю механических колебаний обусловливают, по мнению заявителя, соответствие способа критерию «промышленная применимость».
Использование предложенного способа позволяет:
- увеличить производительность контроля;
- повысить объективность контроля;
- повысить качество содержания рельсовых плетей бесстыкового пути;
- повысить безопасность движения поездов.
Claims (1)
- Способ контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути, заключающийся в определении продольных механических напряжений участков рельсовых плетей с учетом изменения величины продольных деформаций, отличающийся тем, что определение продольных напряжений осуществляют непрерывно в движении железнодорожного подвижного состава при механическом взаимодействии катящегося железнодорожного колеса и рельса, при возбуждении механических колебаний на контролируемых участках рельсовых плетей с регистрацией, преобразованием полученных механических колебаний в акустические и усилением сигнала, и при анализе спектра возбуждаемых механических колебаний по частоте и амплитуде, зависящих от величины продольных механических напряжений участков рельсовых плетей, и по результатам обработки информации анализируют изменение спектра возбуждаемых механических колебаний и оперативно выделяют участки железнодорожного пути с отклонениями амплитудно-частотной характеристики.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014109138/11A RU2555070C1 (ru) | 2014-03-11 | 2014-03-11 | Способ контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014109138/11A RU2555070C1 (ru) | 2014-03-11 | 2014-03-11 | Способ контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2555070C1 true RU2555070C1 (ru) | 2015-07-10 |
Family
ID=53538259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014109138/11A RU2555070C1 (ru) | 2014-03-11 | 2014-03-11 | Способ контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2555070C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2614744C1 (ru) * | 2015-09-28 | 2017-03-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Способ контроля устойчивости бесстыкового рельсового пути |
| RU2670723C1 (ru) * | 2017-12-21 | 2018-10-24 | Акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (АО "ВНИКТИ") | Способ определения напряженно-деформированного состояния различных упругих объектов |
| RU2755595C1 (ru) * | 2021-02-12 | 2021-09-17 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ") | Стенд для исследования напряженного состояния рельсов, дефектов рельсов и колес подвижного состава |
| RU213208U1 (ru) * | 2022-05-06 | 2022-08-30 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Устройство для измерения напряжений в рельсовых плетях |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2469894C2 (ru) * | 2010-10-07 | 2012-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) | Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути |
| RU2487325C2 (ru) * | 2010-05-26 | 2013-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ИрГУПС (ИрИИТ)) | Способ измерения растягивающих усилий, действующих на рельс, и устройство для его реализации |
| RU2487809C2 (ru) * | 2011-08-16 | 2013-07-20 | Сергей Григорьевич Лазарев | Способ диагностирования рельсового пути и подвижного состава |
-
2014
- 2014-03-11 RU RU2014109138/11A patent/RU2555070C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2487325C2 (ru) * | 2010-05-26 | 2013-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ИрГУПС (ИрИИТ)) | Способ измерения растягивающих усилий, действующих на рельс, и устройство для его реализации |
| RU2469894C2 (ru) * | 2010-10-07 | 2012-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) | Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути |
| RU2487809C2 (ru) * | 2011-08-16 | 2013-07-20 | Сергей Григорьевич Лазарев | Способ диагностирования рельсового пути и подвижного состава |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2614744C1 (ru) * | 2015-09-28 | 2017-03-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Способ контроля устойчивости бесстыкового рельсового пути |
| RU2670723C1 (ru) * | 2017-12-21 | 2018-10-24 | Акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (АО "ВНИКТИ") | Способ определения напряженно-деформированного состояния различных упругих объектов |
| RU2670723C9 (ru) * | 2017-12-21 | 2018-11-15 | Акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (АО "ВНИКТИ") | Способ определения напряженно-деформированного состояния различных упругих объектов |
| RU2755595C1 (ru) * | 2021-02-12 | 2021-09-17 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ") | Стенд для исследования напряженного состояния рельсов, дефектов рельсов и колес подвижного состава |
| RU213208U1 (ru) * | 2022-05-06 | 2022-08-30 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Устройство для измерения напряжений в рельсовых плетях |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9568452B2 (en) | Non-contact signal propagation property evaluation of synthetic fiber rope | |
| Liu et al. | Observation of ultrasonic guided wave propagation behaviours in pre-stressed multi-wire structures | |
| Zhang et al. | Estimation of mode shapes of beam-like structures by a moving lumped mass | |
| CN103018324B (zh) | 一种在用钢轨的自动化电磁无损检测方法及装置 | |
| CN107328496B (zh) | 一种基于钢轨竖向振动特性检测钢轨纵向力的方法 | |
| Huang et al. | Unified practical formulas for vibration-based method of cable tension estimation | |
| JPH02212734A (ja) | 構造部材の構造的完全性変化を検出する装置および方法 | |
| RU2555070C1 (ru) | Способ контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути | |
| CN108431591B (zh) | 用于检测可磁化物品中的材料中断的方法和系统 | |
| JP6315810B2 (ja) | 鉄道橋の支承部の異常検出方法 | |
| RU2742599C1 (ru) | Способ комплексной диагностики сварных швов рельсов бесстыкового пути и прибор для его осуществления | |
| CN109855770B (zh) | 一种基于钢轨横向加速度功率谱密度检测温度力的方法 | |
| GB2383413A (en) | Detecting rail defects using acoustic surface waves | |
| CN104483389B (zh) | 基于组合震源法检测桥梁预应力管道注浆质量的方法 | |
| RU2474505C1 (ru) | Способ диагностики рельсов | |
| JP2014173313A (ja) | 鉄道橋梁の支承部の非接触測定方法 | |
| RU2521114C1 (ru) | Способ контроля рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути | |
| RU2586090C1 (ru) | Способ магнитного контроля сварных стыков рельсов | |
| Brizuela et al. | NDE system for railway wheel inspection in a standard FPGA | |
| DE502006004765D1 (de) | Verfahren zur überwachung und/oder zerstörungsfreien prüfung eines transmissionselements sowie messanordnung zur durchführung des verfahrens | |
| Hoelzl et al. | Weld condition monitoring using expert informed extreme value analysis | |
| RU2452943C1 (ru) | Способ обнаружения изгибных напряжений | |
| JP7177027B2 (ja) | レール波状摩耗の進展検知方法及び進展検知システム | |
| Manthei et al. | Investigation of Crack Formation During Long-Term Acoustic Emission Measurements on a Reinforced Concrete Railroad Switch Sleeper in the Context of Structural Health Monitoring | |
| Neridu et al. | An Experimental Investigation Of Rail Structure Interaction Under Peak Loads Using Instrumentation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190312 |