Совершенствование динамического расчета

Разработчики первого в советское время метода расчета пути, среди которых видную роль играл К. Н. Мищенко, не располагали в 20-е годы никакой существенной дополнительной информацией по сравнению с временными указаниями 1915 г. А условия эксплуатации сильно изменились. Оставалось единственное рациональное решение, которое и было принято: неизбежную приближенность расчетов компенсировать возможно большей их простотой, чтобы расширить, облегчить и в то же время избавить от неясностей практическое конструирование. Это было временное отступление от занятых, но еще недостаточно сильных позиций в динамическом расчете пути. По приказу НКПС в 1925 г. эффект движения учитывался с помощью двучленного динамического коэффициента простейшего вида: скорость фигурировала в нем в первой степени. В последующих наставлениях структура динамического коэффициента несколько изменялась и совершенствовалась. Но это не являлось основной линией развития. Главную роль играли подготовительные работы, начатые в 30-х годах.

К этому времени относится ряд крупных теоретических исследований различных сторон взаимодействия пути и подвижного состава, открывавших возможность определения отдельных слагаемых суммарного динамического воздействия, например работы М. М. Филоненко-Бородича, А. М. Годыцкого-Цвирко, К. Н. Мищенко, В. П. Крачковского, Н. Т. Митюшина, В. Б. Меделя. Происходило также существенное накопление экспериментальных материалов на базе натурных испытаний пути и подвижного состава, освоенных подразделениями научно-исследовательского института железнодорожного транспорта, ныне ЦНИИ МПС. В начале 30-х годов была открыта возможность их статистической обработки на вероятностной основе, конкретные приемы которой впервые найдены П. М. Кичаевым [82].

В 1940 г. был составлен проект новой инструкции по расчету пути, которая явилась непосредственным продолжением глубоких исследований, начатых учеными oспециальной комиссии 1912 г. Вертикальная нагрузка на рельс определялась по пятичленной формуле. Один из членов выражал приведенное к расчетному сечению (эквивалентное) статическое воздействие колес, а остальные учитывали динамические факторы, зависящие от скорости. Результирующая сила определялась в максимальном, но реально возможном значении. Эта позиция в проекте инструкции 1940 г. была слабым местом, ибо степень реальности расчетного значения оставалась неопределенной. Вообще детерминированная величина расчетной нагрузки уже трудно согласовывалась с экспериментальными материалами, имевшими явно стохастический характер.

Потребовался безусловный перевод на вероятностную основу и теоретического расчета. Эта задача была впервые приемлемо решена при подготовке в ЦНИИ МПС Правил производства расчетов верхнего строения пути на прочность, официально принятых для применения на сети в 1954 г. Вопросы представления результирующей динамической силы как композиции ряда случайных переменных с эмпирическими характеристиками рассеивания и законами распределения исследованы и практически решены под руководством М. Ф. Вериго.

Разработка Правил 1954 г. является, несомненно, крупным достижением советских ученых. Совершенствование физической модели учетом колебательных процессов, факторов рассеивания энергии в основании и т. п., представляющее современный этап поисковых работ, здесь не рассматривается. Оно еще не может служить базой для логико исторического анализа. Необходимо отметить, что этим вопросам посвящены труды известных ученых Г. М. Шахунянца, М. Ф. Вериго, В. Н. Данилова, А. Я. Когана и др. В современных исследованиях неизменно сохраняется предпосылка непрерывного подрельсового основания, которому приписываются дополнительные свойства, например вязко-упругость.