ГУМОВА КРИХТА ЯК ДЕМПФІРУЮЧИЙ МАТЕРІАЛ У ВАГОНОБУДУВАННІ: ПЕРСПЕКТИВИ ВПРОВАДЖЕННЯ ТА МОДЕЛЮВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.32782/3041-2080/2025-4-35Ключові слова:
залізничний транспорт, вагони, транспортні технології, експлуатація, вібрації, міцність, надійність, несучі системи, покриття захисні, автоматизація, комп’ютерне моделювання, гумова крихтаАнотація
У статті розглянуто перспективи використання гумової крихти як демпфіруючого матеріалу у вагонобудуванні з урахуванням сучасних вимог до зниження рівня вібрацій і шуму в залізничному транспорті. Гумова крихта, що отримується шляхом вторинної переробки зношених шин, представлена як екологічно безпечна та економічно доцільна альтернатива традиційним демпфіруючим матеріалам. Висвітлено фізико-механічні властивості гумової крихти, зокрема її здатність поглинати механічні коливання та навантаження під час експлуатації залізничних вагонів. У роботі проведено чисельне моделювання поведінки конструктивних елементів вагона з гумовими демпферами, зокрема з використанням методу кінцевих елементів. Результати моделювання показали зниження амплітуди вібрацій і напружень у вузлах конструкції за умови інтеграції шару гумової крихти у вузли ходової частини. Також розглянуто вплив гранулометричного складу крихти та щільності пресування на демпфуючі характеристики. Особливу увагу приділено аналізу технологічних аспектів виготовлення гумових елементів, питанню їх довговічності, стійкості до кліматичних впливів, а також адаптивності до наявних конструкцій вагонів. Запропоновано можливі напрями подальших досліджень, зокрема в галузі експериментальної перевірки ефективності гумової крихти в умовах натурних випробувань, а також створення композитів на її основі з підвищеними характеристиками. Таким чином, результати дослідження підтверджують доцільність упровадження гумової крихти як інноваційного демпфіруючого матеріалу у вагонобудуванні. Це дає змогу не лише підвищити комфорт та безпеку пасажирських і вантажних перевезень, а й сприяє розв’язанню екологічної проблеми утилізації відпрацьованих шин.
Посилання
Esmaeili M., Indraratna B. Effect of mother rock strength on rubber‑coated ballast (RCB) deterioration. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 316. P. 126106. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.126106
Fischer S. Investigation of the settlement behavior of ballasted railway tracks due to dynamic loading. Spectr. Mech. Eng. Oper. Res. 2025. Vol. 2. P. 24–46.
Fomin O. V., Gorbunov M., Lovska A. Dynamics and strength of circular tube open wagons with aluminum foam filled center sills. Materials. 2021. Vol. 14. P. 1915. DOI: https://doi.org/10.3390/ma14081915
Kaewunruen S., Meesit R. Enhancement of dynamic damping in eco‑friendly railway concrete sleepers using waste‑tyre crumb rubber. Materials. 2020. Vol. 11. P. 1169. DOI: https://doi.org/10.3390/ma11071169
Koohmishi M. Hydraulic conductivity of fresh railway ballast mixed with crumb rubber considering size and percentage of crumb rubber as well as aggregate gradation. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 241. P. 118133. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118133
Koohmishi M. Stiffness and damping properties of railway ballast aggregate considering influence of degradation of aggregate and incorporation of crumb rubber. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2022. Vol. 155. P. 107177. DOI: https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2022.107177
Kraśkiewicz K. Study on possible application of rubber granulate from the recycled tires as an elastic cover of prototype rail dampers, with a focus on their operational durability. Materials. 2020. Vol. 14. P. 5711. DOI: https://doi.org/10.3390/ma14195711
Kraśkiewicz K. Resistance to severe environmental conditions of prototypical recycling‑based under ballast mats (UBMs) used as vibration isolators in the ballasted track systems. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 319. P. 126075. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.126075
Kraśkiewicz K. Experimental and numerical testing of prototypical under ballast mats (UBMs) produced from deconstructed tires – the effect of mat thickness. Construction and Building Materials. 2023. Vol. 369. P. 130559. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.130559
Kuziev I. O. Гібридні конструкції балок на транспорті із застосуванням металу. Збірник наукових праць. 2023. № 7(38). С. 237–243. DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2023.7(38).2.237‑243
Sarkar A., Barman R., Bhowmik D. Estimation and prediction of screening efficiency of Sand Crumb Rubber (SCR) mix infill trench. International Journal of Geotechnical Engineering. 2021. DOI: https://doi.org/10.1080/19386362.2021.1964784
Sarkar A., Barman R., Bhowmik D. Numerical investigation on vibration screening using geofoam and sand‑crumb rubber mixture infilled trench. International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering. 2021. Vol. 7. P. 84. DOI: https://doi.org/10.1007/s40891-021-00329-z
Volkov V., Taran I., Volkova T., Pavlenko O., Berezhnaja N. Determining the efficient management system for a specialized transport enterprise. Науковий вісник НГУ. 2020. Р. 185–191.
Xiao X., Cai D., Lou L., Shi Y., Xiao F. Application of asphalt‑based materials in railway systems: A review. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 304. P. 124630. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124630
Yu W., Cai D., Lou L., Shi Y., Xiao F. Investigation on the physical, mechanical and microstructural properties of epoxy polymer matrix with crumb rubber and short fibres for composite railway sleepers. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 295. P. 123700. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.123700
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.