Разработка комплексного научного подхода к исследованию и прогнозированию работоспособности и ресурса рельсов нового поколения в условиях обращения тяжеловесных поездов, в том числе с повышенными осевыми нагрузками.

Цель: исследование работоспособности и ресурса рельсов нового поколения в условиях обращения тяжеловесных поездов, в том числе с повышенными осевыми нагрузками. Выполнен анализ исследований, проводимых в мире в области моделирования образования контактно-усталостных повреждений и износа рельсов. На основании измерений вертикальных и боковых сил, действующих на рельс в прямых и кривых участках пути, установлены особенности параметров нагруженности рельсов при прохождении грузовых поездов. Построена математическая модель процесса накопления контактно-усталостных повреждений в рельсе в условиях контактного взаимодействия с учётом конкурирующих механизмов изнашивания и накопления поврежденности поверхностных слоев, а также с учетом наличия остаточных напряжений в поверхностных слоях взаимодействующих тел. С помощью методов сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии проведены исследования поверхностного дефектного слоя металла в головке рельсов двух категорий ДТ350 и Т1 после эксплуатации с различным тоннажем. Проведены испытания по определению предела выносливости, циклической и статической трещиностойкости, скорости роста усталостной трещины рельсов различных отечественных и зарубежных производителей и анализ характеристик вязкости разрушения при циклическом и статическом нагружении. Разработана методика физического моделирования контактного взаимодействия колеса и рельса с воспроизведением реальных эксплуатационных повреждений контактно-усталостного характера в лабораторных условиях.