Реализация силы тяги. Срыв сцепления

12. Реализация силы тяги. Срыв сцепления.

Согласно исследованиям Ф.Картера касательная сила F_к, возникающая в режиме тяги, по опорной площадке при взаимодействии движущегося идеально упругого гладкого колеса с силой нажатия G_к на рельс, в первом приближении пропорциональна относительной скорости упругого смещения волокон материалов бандажа и рельса:,причем коэффициент пропорциональности k зависит от (силы нажатия колеса на рельс G_к; диаметра колеса D_к; упругих свойств материалов бандажа и рельса; размеров и ориентации контактной площадки; отношения текущего значения силы F_к к ее максимальному значению, определяемому коэффициентом трения покоя m₀ (F_сц max = m₀G_к).)

Таким образом, сила F_к будет возрастать пропорционально относительной скорости смещения до достижения максимально возможного значения F_сц max. По мере приближения силы к этому значению зона сцепления на опорной площадке уменьшается; сил сцепления уже не хватает для сдерживания взаимного смещения волокон материала бандажа и рельса; зона упругого скольжения растет. Как только зона сцепления обратиться в точку, что соответствует значению  происходит срыв сцепления. По Картеру  наступает при .Таким образом, на рисунке можно выделить две области: область 1, где  – происходит упругое смещение контактирующих материалов бандажа и рельса, что соответствует нормальной реализации силы тяги (область сцепления); область 2, где  – происходит упругое скольжение контактирующих материалов бандажа и рельса, что соответствует срыву сцепления (область боксования).