trrgupsТруды Ростовского государственного университета путей сообщенияTrudy Rostovskogo gosudarstvennogo universiteta putey soobseniya1818-5509Ростовский государственный университет путей сообщения10.46973/1818-5509_2025_4_172trrgups-257Research ArticleПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ, ТЯГА ПОЕЗДОВ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯRAILWAY ROLLING STOCK, TRAIN TRACTION AND ELECTRIFICATIONКонечно-элементная модель старения изоляции тяговых электродвигателей локомотивовFinite Element Model of Aging of the Insulation of Locomotive Traction Electric MotorsШрайберМ. А.ShrajberM. A.

Шрайбер Марина Александровна, кафедра «Локомотивы и локомотивное хозяйство»,  кандидат технических наук, доцент

Shrajber Marina Alexandrovna, Chair «Locomotives and Locomotive Engineering», Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

goshapti4ka@yandex.ruИвановВ. Н.IvanovV. N.

Иванов Валерий Николаевич, кафедра «Локомотивы и локомотивное хозяйство», кандидат технических наук, доцент

Ivanov Valerij Nikolaevich, Chair «Locomotives and Locomotive Engineering», Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

lt@pgups.ruЯгудинД. А.YagudinD. A.

Ягудин Данил Альтафович, кафедра «Локомотивы и локомотивное хозяйство», аспирант

Yagudin Danil Altafovich, Chair «Locomotives and Locomotive Engineering», Postgraduate Student

9gud1n@gmail.comПетербургский государственный университет путей сообщения Императора Александа I (ФГБОУ ВО ПГУПС)РоссияEmperor Alexander I St. Petersburg State Transport University (PSTU)Russian Federation20252805202604172178Copyright © Шрайбер М.А., Иванов В.Н., Ягудин Д.А., 20262026Шрайбер М.А., Иванов В.Н., Ягудин Д.А.Shrajber M.A., Ivanov V.N., Yagudin D.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sciworks.rgups.ru/jour/article/view/257

Обоснована методология и разработан алгоритм моделирования многослойной изоляции тяговых электродвигателей (ТЭД), который является простым, но многообещающим инструментом, позволяющим применять стратегии моделирования зоны сцепления слоев при инженерном анализе проблем возникновения и роста трещин, используя возможности метода конечных элементов. Результаты моделирования распространения усталостного повреждения в режимах нормальных и касательных напряжений, а также в смешанном режиме нагружения показывают, что закон накопления усталостных повреждений различается для распространения расслоения в разных режимах из-за отличий в механизме развития. Следует отметить, что разработка эффективной модели накопления усталостных повреждений требует большого объема экспериментальных данных, в которых в настоящее время ощущается острый дефицит.

The methodology is substantiated and an algorithm for modeling multilayer insulation of traction electric motors is developed, which is a simple but promising tool that allows the application of layer adhesion zone modeling strategies in the engineering analysis of problems of the occurrence and growth of cracks, using the capabilities of the finite element method. The results of modeling the propagation of fatigue damage in normal and tangential stress modes, as well as in a mixed loading mode, show that the law of accumulation of fatigue damage differs for the propagation of delamination in different modes due to differences in the mechanism of development. It should be noted that the development of an effective model for the accumulation of fatigue damage requires a large amount of experimental data, which is currently in short supply.

тяговый электродвигательизоляциятермомеханические напряжениястарение изоляцииусталостные повреждениятрещинообразованиеtraction electric motorinsulationthermomechanical stressesinsulation agingfatigue damagecrackingReferencesКиселев, И. Г. Тепловая модель асинхронного тягового электродвигателя тепловоза. / Киселев И. Г., Курилкин Д. Н., Шрайбер М. А. // Известия петербургского университета путей сообщения. – 2021. – Т.18. - №4. – с.460 – 468.Kiselev, I. G. Thermal model of an asynchronous traction electric motor of a diesel locomotive. / Kiselev I. G., Kurilkin D. N., Shraiber M. A. // Bulletin of the St. Petersburg University of Railway Engineering. - 2021. - Vol. 18. - No. 4. - pp. 460 - 468.Шрайбер, М. А. Влияние термомеханической нагрузки на старение изоляции тяговых электродвигателей тепловозов // Известия петербургского университета путей сообщения. – 2022. – Т.19. - №2. – с.242 – 248.Shraiber, M. A. Influence of thermomechanical load on the aging of insulation of traction electric motors of diesel locomotives // Bulletin of the St. Petersburg University of Railway Engineering. - 2022. - Vol. 19. - No. 2. - pp. 242 - 248.Курилкин, Д. Н. Моделирование механических напряжений в обмотках тяговых электродвигателей тепловозов. / Курилкин Д. Н., Романова А. А., Шрайбер М. А. // Электроника и электрооборудование транспорта. – 2021. - №2. – с.46 – 48.Kurilkin, D. N. Modeling of mechanical stresses in the windings of traction electric motors of diesel locomotives. / Kurilkin D. N., Romanova A. A., Shraiber M. A. // Electronics and electrical equipment of transport. - 2021. - No. 2. - pp. 46 - 48.Шрайбер, М. А. Моделирование воздействия неоднородности материала изоляции тяговых электрических машин на процессы роста усталостных трещин // Вестник транспорта Поволжья. – 2023. - №3(99). – с. 42 – 45.Shraiber, M. A. Modeling the impact of inhomogeneity of insulation material of traction electric machines on the growth processes of fatigue cracks // Bulletin of Transport of the Volga Region. - 2023. - No. 3 (99). - pp. 42 - 45.Шрайбер, М. А. Моделирование напряжений в изоляции ТЭД тепловозов. / Шрайбер М. А., Грачев В. В., Грищенко А. В., Базилевский Ф. Ю. // Вестник транспорта Поволжья. – 2025. - №2 (110). – с.147 - 151.Shraiber, M. A. Modeling of stresses in the insulation of diesel locomotive traction motors. / Shraiber M. A., Grachev V. V., Grishchenko A. V., Bazilevsky F. Yu. // Bulletin of Transport of the Volga Region. - 2025. - No. 2 (110). - pp. 147 - 151.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.