<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Proceedings of Petersburg Transport University</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Proceedings of Petersburg Transport University</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Известия Петербургского университета путей сообщения</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">1815-588X</issn>
   <issn publication-format="online">2658-6851</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">119273</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.20295/1815-588X-2026-1-41-49</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">A model of thermal-mechanical stresses in the insulation-conductor zone of locomotive traction electric motors</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Модель термомеханических напряжений в зоне «изоляция — проводник» тяговых электродвигателей локомотивов</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Шрайбер</surname>
       <given-names>Марина Александровна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Shrayber</surname>
       <given-names>Marina Aleksandrovna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>goshapti4ka@yandex.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2026-03-31T18:09:59+03:00">
    <day>31</day>
    <month>03</month>
    <year>2026</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2026-03-31T18:09:59+03:00">
    <day>31</day>
    <month>03</month>
    <year>2026</year>
   </pub-date>
   <volume>23</volume>
   <issue>1</issue>
   <fpage>41</fpage>
   <lpage>49</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2025-11-11T00:00:00+03:00">
     <day>11</day>
     <month>11</month>
     <year>2025</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2026-02-23T00:00:00+03:00">
     <day>23</day>
     <month>02</month>
     <year>2026</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://brni.editorum.ru/en/nauka/article/119273/view">https://brni.editorum.ru/en/nauka/article/119273/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Цель: рассмотреть задачу повышения срока службы и надежности тяговых электродвигателей (ТЭД) локомотивов; выполнить оценку влияния термомеханических напряжений на срок службы их изоляционного материала. Методы: основным методом исследования и расчета температурных полей выбрана теория теплопередачи в многослойных материалах и метод конечных элементов, выполненный в программном пакете SolidWorks. Результаты: итоги исследования показывают, что термомеханические напряжения играют значительную роль в процессе динамического термического старения системы изоляции обмоток ТЭД. Была разработана методика для численного исследования напряженно-деформированного состояния материала изоляции ТЭД на различных этапах статического и циклического нагружения. Установлено, что основным фактором, определяющим интенсивность старения изоляции, является влияние знакопеременных циклических термомеханических напряжений, а не термохимическое разрушение пропиточного состава. Получены аналитические выражения для оценки напряженно-деформированного состояния изоляции ТЭД, которые отличаются тем, что они требуют сравнительно небольшого объема исходных данных и позволяют выполнить прочностные расчеты с учетом особенностей системы электропривода. Разработана приближенная прогнозирующая модель для оценки межфазных термических напряжений в сборке материалов паза обмотки ТЭД. Материал изоляции считается линейно-эластичным при уровне деформации ниже предела текучести. Соединяемые компоненты можно рассматривать с точки зрения структурного анализа как удлиненные прямоугольные пластины, испытывающие линейные упругие деформации. Практическая значимость: результаты анализа могут быть использованы для оценки термомеханических напряжений в пропиточных материалах ТЭД и аналогичных им. Разработанные методы определения напряженного состояния изоляции ТЭД рекомендуются к практическому использованию.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Objective: to investigate the issue of enhancing the service life and reliability of locomotives’ traction electric motors (TEM). To evaluate the effect of thermomechanical stress on lifespan of their insulation materials. Methods: the main methods of studying and calculating temperature fields are the theory of heat transfer in multilayer materials and the finite element method, implemented in the SolidWorks software package. Results: the research results have demonstrated that thermal-mechanical stresses play a significant role in the dynamic thermal aging of the TEM winding insulation system. A methodology for numerical investigation of the stress-strain state of the TEM insulation material at various stages of static and cyclic loading has been developed. The study has established that the main factor determining the intensity of insulation aging is the influence of alternating cyclic thermomechanical stresses, rather than thermochemical degradation of the impregnation composition. Analytical expressions have been obtained to assess the stress-strain state of TEM insulation. These expressions vary in that they require comparatively less initial data and enable strength calculations that account for specific features of the electric drive system. An approximate predictive model has been developed to assess interfacial thermal stresses in the assembly of TEM slot-winding materials. The insulating material is assumed to behave as a linear-elastic medium at strain levels below the yield point. From a structural-analysis perspective, the bonded components can be modelled as elongated rectangular plates subjected to linear elastic deformations. Practical significance: the results of the analysis can be used to evaluate thermomechanical stresses in impregnation materials of traction motors and analogous systems. The developed techniques for assessing the stress state of TEM insulation can be recommended for practical application.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>тяговый электродвигатель локомотива</kwd>
    <kwd>тепловые процессы электрических машин</kwd>
    <kwd>старение изоляции</kwd>
    <kwd>термомеханические напряжения</kwd>
    <kwd>надежность электрических машин локомотивов</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>locomotive’s traction electric motor</kwd>
    <kwd>thermal processes in electric machines</kwd>
    <kwd>insulation aging</kwd>
    <kwd>thermal-mechanical stresses</kwd>
    <kwd>reliability of locomotive electric machines</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Исмаилов Ш. К. Повышение ресурса изоляции электрических машин подвижного состава: монография. Омск, 2007. 391 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ismailov Sh. K. Povyshenie resursa izolyacii elektricheskih mashin podvizhnogo sostava: monografiya. Omsk, 2007. 391 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Шрайбер М. А. Конечно-элементное моделирование тепловых процессов асинхронного тягового электродвигателя // Железнодорожный подвижной состав: проблемы, решения, перспективы: мат-лы I Международной научно-технической конференции (Ташкент, 20–23 апреля 2022 г.). Ташкент: Ташкентский государственный транспортный университет, 2022. С. 203–208.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Shrayber M. A. Konechno-elementnoe modelirovanie teplovyh processov asinhronnogo tyagovogo elektrodvigatelya // Zheleznodorozhnyy podvizhnoy sostav: problemy, resheniya, perspektivy: mat-ly I Mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii (Tashkent, 20–23 aprelya 2022 g.). Tashkent: Tashkentskiy gosudarstvennyy transportnyy universitet, 2022. S. 203–208.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Модель теплового потока обмотки статора асинхронного тягового электродвигателя / В. В. Грачев и др. // Электротехника. 2022. № 2. С. 36–39.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Model' teplovogo potoka obmotki statora asinhronnogo tyagovogo elektrodvigatelya / V. V. Grachev i dr. // Elektrotehnika. 2022. № 2. S. 36–39.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Грищенко А. В., Шрайбер М. А. Термомеханические напряжения в изоляции тяговых электрических машин тепловозов // III Бетанкуровский международный инженерный форум: сб. ст. СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2021. С. 107–109.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Grischenko A. V., Shrayber M. A. Termomehanicheskie napryazheniya v izolyacii tyagovyh elektricheskih mashin teplovozov // III Betankurovskiy mezhdunarodnyy inzhenernyy forum: sb. st. SPb.: Peterburgskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya Imperatora Aleksandra I, 2021. S. 107–109.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кьюнг Л. К., Лурье С. А., Дудченко  А. А. Об оценке трещиностойкости при межслойном разрушении слоистых композитов // Механика композиционных материалов и конструкций. 2012. Т. 18, № 1. 2012. С. 83–91.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">K'yung L. K., Lur'e S. A., Dudchenko  A. A. Ob ocenke treschinostoykosti pri mezhsloynom razrushenii sloistyh kompozitov // Mehanika kompozicionnyh materialov i konstrukciy. 2012. T. 18, № 1. 2012. S. 83–91.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Дудкин А. Н., Ким В. С., Марьин С. С. Исследование внутренних механических напряжений в пропиточных и заливочных лаках // Известия Томского политехнического университета. 2005. Т. 308, № 7. С. 171–174.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Dudkin A. N., Kim V. S., Mar'in S. S. Issledovanie vnutrennih mehanicheskih napryazheniy v propitochnyh i zalivochnyh lakah // Izvestiya Tomskogo politehnicheskogo universiteta. 2005. T. 308, № 7. S. 171–174.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Suhir E. Stresses in Bi-Metal Thermostats // Journal of Applied Mechanics. 1986. No. 53 (3). Р. 657– 660.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Suhir E. Stresses in Bi-Metal Thermostats // Journal of Applied Mechanics. 1986. No. 53 (3). R. 657– 660.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Suhir E. Interfacial Stresses in Bimetal Thermostat // Journal of Applied Mechanics. 1989. No. 56 (3). Рp. 595–600.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Suhir E. Interfacial Stresses in Bimetal Thermostat // Journal of Applied Mechanics. 1989. No. 56 (3). Rp. 595–600.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Bert C. W. Bending of Plates on Thin Compressible Foundations // Journal of Applied Mechanics. 1994. No. 61 (2). Pp. 477–499.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bert C. W. Bending of Plates on Thin Compressible Foundations // Journal of Applied Mechanics. 1994. No. 61 (2). Pp. 477–499.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
