Yugra State University BulletinYugra State University BulletinВестник Югорского государственного университета1816-92282078-9114Yugra State University62635510.18822/byusu20240254-59MATHEMATICAL MODELING AND INFORMATION TECHNOLOGIESМАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИResearch ArticleModeling of the heat transfer process during thermite welding of railway railsМоделирование процесса теплообмена при сварке железнодорожных рельсов термитным способомhttps://orcid.org/0000-0002-7897-1750GalayMarina S.ГалайМарина Сергеевна
Russian Federation

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor,

кандидат технических наук, доцент

galayms@mail.ruSidorovEduard S.СидоровЭдуард Сергеевич
Russian Federation
sesnsk@mail.ruSiberian Transport UniversityСибирский государственный университет путей сообщений2304202420151001022024Copyright ©; 2024, Yugra State UniversityCopyright ©; 2024, Югорский государственный университет2024Yugra State UniversityЮгорский государственный университетhttps://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0https://vestnikugrasu.org/byusu/article/view/626355

Subject of research: study of heat distribution process during thermite welding of railway rails

The purpose of the study: to study the heat exchange process of the “mold – weld – rail” system by modeling in a special program for casting processes LVMFlow product.

Methods and objects of research: the object of research is rails welded joints. The research method is modeling the thermite welding process of rails in the LVMFlow software product.

The main results of the study: 3D models of heat transfer of the casting “mold – weld – rail” system have been developed taking into account phase transitions. Based on the proposed models distribution temperature thermograms fields are presented along section of welded joint and along length of the welded joint. The simulation results are confirmed by results of experiments.

Предмет исследования: изучение процесса распределения тепла при термитной сварке железнодорожных рельсов.

Цель исследования: изучение процесса теплообмена системы «литейная форма – сварной шов – рельс» путем моделирования в специальной программе для литейных процессов LVMFlow.

Методы и объекты исследования: объектом исследования являются сварные соединений рельсов. Метод исследования – моделирование процесса термитной сварки рельсов в программном продукте LVMFlow.

Основные результаты исследования: разработаны 3D-модели теплообмена системы «литейная форма – сварной шов – рельс» с учетом фазовых переходов. На основе предложенных моделей представлены термограммы распределения температурных полей как по сечению сварного соединения, так и по длине сварного соединения. Результаты моделирования подтверждены результатами натурных экспериментов.

modelingweldheat transfertemperature distributionweldingмоделированиесварной шовтеплообменраспределение температурысваркаПасько, С. В. Алюмотермитная сварка рельсов методом промежуточного литья: учебное пособие / С. В. Пасько, Л. Б. Тихомирова, О. В. Болотова – Новосибирск: Издательство СГУПСа, 2010 – 76 с. – Текст : непосредственный.Воронин, Н. Н. Алюминотермитная сварка рельсов: учебное пособие / Н. Н. Воронин, В. В. Засыпкин, В. И. Коненков, Э. В. Воробьев, О. Н. Трынкова – М.: Изд. «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2013. – 195 с. – Текст : непосредственный.Давыдкин, А. В. Особенности алюминотермитной сварки рельсов / А. В. Давыдкин, С. В. Николаев. – Текст: непосредственный // Путь и путевое хозяйство. – 2017. – № 3. – С. 26–27.ТУ 24.10.75–337–01124323–2019. Рельсы железнодорожные, сваренные термитным способом. Технические условия. Введ. 01.08.2019. – М.: АО «ВНИИЖТ», 2019. – 68 с. – Текст : непосредственный.Козырев, Н. А. Современные методы сварки рельсов нового поколения / Н. А. Козырев, А. А. Усольцев, Р. А. Шевченко, Р. Е. Крюков, П. Е. Шишкин. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. – 2017. – Том 60. – № 10. – С. 785–791.Брандис, М. П. Ультразвуковой контроль стыков алюминотермитной сварки рельсов / М. П. Брандис, В. П. Глотов. – Текст : непосредственный // Путь и путевое хозяйство. – 2021. – № 2. – С. 32–36.Рукавчук, Ю. П. Дефектность стыков алюминотермитной сварки рельсов / Ю. П. Рукавчук, С. А. Рождественский, И. З. Этинген. – Текст : непосредственный // Путь и путевое хозяйство. – 2011. – № 4. – С. 26–27.Быков, П. О. Современные компьютерные системы синтеза и анализа литейных технологий / П. О. Быков, В. Я. Шевченко. – Текст : непосредственный // Наука и техника Казахстана. – 2005. – № 1. – С. 10–18. – ISSN 1680-9165.Малькова, Н. Ю. Разработка технологии изготовления отливок с использованием систем компьютерного моделирования / Н. Ю. Малькова, Е. А. Кошелева, И. В. Марширов, Ю. В. Исаева. – Текст : непосредственный // Ползуновский альманах. – 2016. – № 4. – С. 77–80.Ильиных, А. С. Совершенствование технологии алюминотермитной сварки рельсов на основе программного моделирования / А. С. Ильиных, М. С. Галай, Э. С. Сидоров, С. В. Щелоков. – Текст : непосредственный // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. – 2021. – № 4(59). – С. 16–21.Jovanović, G. Model development for casting simulation of railway aluminothermic welding // Jovanović G., Delic A., Manojlović V., Sokić M., Gavrilovski M. // Tehnika. – 2023. – V. 78. – pp. 425–430. – DOI: 10.5937/tehnika2304425J.ТУ 159000-001-72253988-2009. Форма для алюминотермитной сварки. Технические условия. Введ. 20.04.2009. – М.: ЗАО «СНАГА», 2009.ГОСТ 34664–2020. Рельсы железнодорожные, сваренные термитным способом. Технические условия. – Введ. 2021–03–01. – М.: Стандартинформ, 2020. – 15 с.