<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Proceedings of Petersburg Transport University</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Proceedings of Petersburg Transport University</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Известия Петербургского университета путей сообщения</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">1815-588X</issn>
   <issn publication-format="online">2658-6851</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">51160</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.20295/1815-588X-2022-19-2-221-231</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Analysis of Contact Zone of Railway Wheel and Rail</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Анализ зоны контакта железнодорожного колеса и рельса</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Кротов</surname>
       <given-names>Сергей Викторович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Krotov</surname>
       <given-names>Sergey Viktorovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>svk-19587@yandex.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Кононов</surname>
       <given-names>Дмитрий Павлович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kononov</surname>
       <given-names>Dmitriy Pavlovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>d_kononov@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Ростовский государственный университет путей сообщения</institution>
     <city>Ростов-на-Дону</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Rostov State Transport University</institution>
     <city>Rostov-on-Don</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I Petersburg State Transport University</institution>
     <city>St. Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2022-06-22T18:17:24+03:00">
    <day>22</day>
    <month>06</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2022-06-22T18:17:24+03:00">
    <day>22</day>
    <month>06</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <volume>19</volume>
   <issue>2</issue>
   <fpage>221</fpage>
   <lpage>231</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2022-06-22T00:00:00+03:00">
     <day>22</day>
     <month>06</month>
     <year>2022</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://pgups.editorum.ru/en/nauka/article/51160/view">https://pgups.editorum.ru/en/nauka/article/51160/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Цель: Исследование напряжений на поверхности контакта при взаимодействии железнодорожного колеса и рельса от нормального давления и касательных усилий при наличии зон сцепления и скольжения разных размеров. Методы: Приведены и используются для расчетов формулы для эквивалентных и касательных напряжений для плоской деформации и плоского напряженного состояния. Особое внимание уделено исследованию напряженного состояния в пограничных точках контакта цилиндров, для чего параметры рассчитаны в точках поверхности контакта на границе между зонами скольжения и сцепления. Результаты: Выполнено исследование распределения эквивалентных напряжений в зоне их максимальных значений, установлена зависимость от коэффициента трения. Показано распределение напряжений на поверхности контакта ведущего цилиндра от нормального давления и от контактных касательных усилий при наличии зон сцепления и проскальзывания для различных соотношений между ними. Полученные результаты выявили рост напряжений на границах участков скольжения и сцепления, влияние отсутствия касательных усилий или наличия полного проскальзывания. Практическая значимость: Данные позволяют точнее прогнозировать снижение контактно-усталостной долговечности образцов и могут быть полезны при исследовании появления микротрещин колеса или рельса при их взаимодействии. Физическое моделирование при взаимодействии тел качения, таких как рельс и колесо, которое выполняется при актуальных нагрузках, скоростях взаимодействия, различных коэффициентах трения, при скольжении или сцеплении с определенной достоверностью воссоздает действительные условия взаимодействия колеса и рельса, а результаты помогают прогнозировать надежность пары колесо — рельс на железнодорожном транспорте.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Purpose: Investigation of stresses on contact surface during interaction of a railway wheel and rail from normal pressure and tangential forces in the presence of adhesion and sliding zones of different sizes. Methods: Formulas for equivalent and tangential stresses for plane deformation and plane stress state are given and used for calculations. Special attention is paid to the study of stress state at contact boundary points of cylinders, which parameters are calculated for at contact surface points at boundary between sliding and adhesion zones. Results: The study of the distribution of equivalent stresses in the zone of their maximal values is carried out, the dependence from friction coefficients is established. The distribution of stresses on contact surface of a drive cylinder from normal pressure and from contact tangential forces in the presence of adhesion and slippage zones for different ratios between them is shown. The obtained results revealed the increase in stresses at the boundaries of sliding and adhesion sections, the effect of absence of tangential forces or presence of complete slippage. Practical importance: The data make it possible to predict more accurately a decrease in the contact-fatigue durability of samples and can be useful in studying the appearance of microcracks of a wheel or rail during their interaction. Physical modeling of the interaction of rolling elements, such as a rail and a wheel, which is performed at actual work loads, interaction speeds, various friction coefficients, at sliding or adhesion recreates with certain reliability actual conditions of interaction of a wheel and a rail, and the results help to predict the reliability of a wheel-rail pair in railway transport.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>напряженное состояние</kwd>
    <kwd>эквивалентное напряжение</kwd>
    <kwd>касательное напряжение</kwd>
    <kwd>коэффициент трения</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>stress state</kwd>
    <kwd>equivalent stress</kwd>
    <kwd>tangential stress</kwd>
    <kwd>coefficient of friction</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пинегин С. В. Контактная прочность и сопротивление качению / С. В. Пинегин. - М.: Машиностроение, 1969. - 243 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pinegin S. V. Kontaktnaya prochnost' i soprotivlenie kacheniyu / S. V. Pinegin. - M.: Mashinostroenie, 1969. - 243 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ковальский Б. С. Расчет деталей на местное сжатие / Б.С. Ковальский. - Харьков: ХВКИУ, 1967. - 222 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Koval'skiy B. S. Raschet detaley na mestnoe szhatie / B.S. Koval'skiy. - Har'kov: HVKIU, 1967. - 222 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Вирабов Р. В. О реализации касательной силы в зоне контакта упругих тел при качении. - Машиноведение. - 1967. - №2.- с.93-106.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Virabov R. V. O realizacii kasatel'noy sily v zone kontakta uprugih tel pri kachenii. - Mashinovedenie. - 1967. - №2.- s.93-106.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кротов С. В. Влияние трения на контактно-усталостную долговечность образцов из рельсовой и колесной стали/ С. В. Кротов, Д. П. Кононов, А. А. Соболев// Изв. Петерб. ун-та путей сообщения. -2019. -Т. 16. -№ 2. - С. 212-219.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Krotov S. V. Vliyanie treniya na kontaktno-ustalostnuyu dolgovechnost' obrazcov iz rel'sovoy i kolesnoy stali/ S. V. Krotov, D. P. Kononov, A. A. Sobolev// Izv. Peterb. un-ta putey soobscheniya. -2019. -T. 16. -№ 2. - S. 212-219.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Krotov S. V. Application of the discriminant analysis at research of bearing ability of the wheel pair of the car / S. V. Krotov, V. P. Krotov // Transport problems.- Poland.- Gliwice.- V.6.- I.1.-2011.- P. 43-49.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Krotov S. V. Application of the discriminant analysis at research of bearing ability of the wheel pair of the car / S. V. Krotov, V. P. Krotov // Transport problems.- Poland.- Gliwice.- V.6.- I.1.-2011.- P. 43-49.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кротов С. В. Показатели контактно-усталостной долговечности при взаимодействии колеса с рельсом в кривых участках пути/ С. В. Кротов, Д. П. Кононов, А.А. Соболев // Бюлл. рез. науч. исслед. - СПб.: ПГУПС.- 2019.- № 3.- С. 56-66.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Krotov S. V. Pokazateli kontaktno-ustalostnoy dolgovechnosti pri vzaimodeystvii kolesa s rel'som v krivyh uchastkah puti/ S. V. Krotov, D. P. Kononov, A.A. Sobolev // Byull. rez. nauch. issled. - SPb.: PGUPS.- 2019.- № 3.- S. 56-66.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кротов С. В. Контактно-усталостная долговечность рельсовой и колесной сталей / С. В. Кротов, Д. П. Кононов // Изв. Петерб. ун-та путей сообщения. - СПб.: ПГУПС, 2018. - Т. 15. - Вып. 1. - С. 54-61.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Krotov S. V. Kontaktno-ustalostnaya dolgovechnost' rel'sovoy i kolesnoy staley / S. V. Krotov, D. P. Kononov // Izv. Peterb. un-ta putey soobscheniya. - SPb.: PGUPS, 2018. - T. 15. - Vyp. 1. - S. 54-61.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кононов Д. П. Использование фрактальных характеристик для анализа развития разрушения цельнокатаных колес / Д. П. Кононов, И. А. Иванов, С. В. Урушев, С. В. Кротов // Транспорт Российской Федерации. - 2018. - № 3 (76). - С. 68-71.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kononov D. P. Ispol'zovanie fraktal'nyh harakteristik dlya analiza razvitiya razrusheniya cel'nokatanyh koles / D. P. Kononov, I. A. Ivanov, S. V. Urushev, S. V. Krotov // Transport Rossiyskoy Federacii. - 2018. - № 3 (76). - S. 68-71.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кротов С. В. Основы теории несущей способности прессовых соединений колесных пар железнодорожных вагонов/С.В. Кротов// ФГОУ УМЦ ЖДТ. - М.- 2011. - 152 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Krotov S. V. Osnovy teorii nesuschey sposobnosti pressovyh soedineniy kolesnyh par zheleznodorozhnyh vagonov/S.V. Krotov// FGOU UMC ZhDT. - M.- 2011. - 152 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кротов С. В. Исследование напряженного состояния в колесе вагона/ С. В. Кротов, Д. П. Кононов // Бюлл. рез. науч. исслед. - СПб.: ПГУПС.- 2020.- № 3.- С. 26-40.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Krotov S. V. Issledovanie napryazhennogo sostoyaniya v kolese vagona/ S. V. Krotov, D. P. Kononov // Byull. rez. nauch. issled. - SPb.: PGUPS.- 2020.- № 3.- S. 26-40.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кротов С. В. Факторный анализ расчета несущей способности колесной пары вагона /С. В. Кротов, А. В. Сладковски //Транспорт Урала.-Екатеринбург.- 2012.-№ 2(33). - с. 36-40.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Krotov S. V. Faktornyy analiz rascheta nesuschey sposobnosti kolesnoy pary vagona /S. V. Krotov, A. V. Sladkovski //Transport Urala.-Ekaterinburg.- 2012.-№ 2(33). - s. 36-40.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кротов С. В. Факторный анализ несущей способности колесной пары железнодорожного вагона: монография //С. В. Кротов // РГУПС. -Ростов-на-Дону. - 2011. -137 с.Воробьев А. А. Математическое моделирование параметров контакта колеса с рельсом для различных условий эксплуатации вагонов / А. А. Воробьев // Вестн. Ин-та проблем естественных монополий: Техника железных дорог. - М.: Ин-т проблем естественных монополий, 2016. - № 1 (33). - С. 34-41.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Krotov S. V. Faktornyy analiz nesuschey sposobnosti kolesnoy pary zheleznodorozhnogo vagona: monografiya //S. V. Krotov // RGUPS. -Rostov-na-Donu. - 2011. -137 s.Vorob'ev A. A. Matematicheskoe modelirovanie parametrov kontakta kolesa s rel'som dlya razlichnyh usloviy ekspluatacii vagonov / A. A. Vorob'ev // Vestn. In-ta problem estestvennyh monopoliy: Tehnika zheleznyh dorog. - M.: In-t problem estestvennyh monopoliy, 2016. - № 1 (33). - S. 34-41.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Воробьев А. А. Контактное взаимодействие колеса и рельса / А. А. Воробьев // Вестн. Иркутск. гос. технич. ун-та. - Иркутск: ИСТУ, 2009. - № 3 (39). - С. 42-47.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vorob'ev A. A. Kontaktnoe vzaimodeystvie kolesa i rel'sa / A. A. Vorob'ev // Vestn. Irkutsk. gos. tehnich. un-ta. - Irkutsk: ISTU, 2009. - № 3 (39). - S. 42-47.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Орлова А. М. Определение параметров контакта колеса с рельсом для различных условий эксплуатации полувагона / А. М. Орлова, А. А. Воробьев, А. В. Саидова, Д. Е. Керенцев // Изв. Петерб. ун-та путей сообщения. - СПб.: ПГУПС, 2015. - Вып. № 2 (43). - С. 74-84.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Orlova A. M. Opredelenie parametrov kontakta kolesa s rel'som dlya razlichnyh usloviy ekspluatacii poluvagona / A. M. Orlova, A. A. Vorob'ev, A. V. Saidova, D. E. Kerencev // Izv. Peterb. un-ta putey soobscheniya. - SPb.: PGUPS, 2015. - Vyp. № 2 (43). - S. 74-84.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
