№ 5 (53)
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing № 5 (53) by Issue Date
Now showing 1 - 11 of 11
Results Per Page
Sort Options
Item 5 (53) випуск. Наука та прогрес транспорту(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2014)UK: У статтях наведені наукові дослідження, виконані авторами в Дніпропетровськом національному університеті залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна та інших організаціях. Статті присвячені вирішенню актуальних питань залізничного транспорту по наступних напрямках: автоматизовані системи керування, екологія на транспорті, економіка транспорту, електричний транспорт, залізнична колія, моделювання задач транспорту та екології, ремонт та експлуатація засобів транспорту, рухомий склад і тяга поїздів, транспортне будівництво. Вісник становить інтерес для працівників науково-дослідних організацій, викладачів вищих навчальних закладів, докторантів, аспірантів, магістрантів та інженерно-технічних працівників.Item Теоретичні аспекти та методи ідентифікації параметрів пристроїв систем електричної тяги. Метод вагової функції(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2014) Міщенко, Тетяна МиколаївнаUK: Мета. Розробка та обґрунтування нового методу структурної ідентифікації електротехнічних пристроїв систем електричної тяги як постійного, так і змінного струмів. Методика. Для розв’язання поставленої задачі використовуються: методи і методики лінійної електротехніки, зокрема, операторний метод за Лапласом; чисельний метод розв’язання інтегрального рівняння, що базується на представленні рівняння Вінера-Хопфа системою лінійних рівнянь, що дозволяє формувати розв’язання поставленої задачі в математичному вигляді кореляційної і вагової функцій; метод факторизації, що передбачає певне розбивання кореляційних функцій випадкових процесів. Результати. Розроблено метод вагової функції ідентифікації електротехнічних пристроїв, який у повній мірі може використовуватись у системах електричної тяги. В якості прикладу застосування розробленого методу розглянуто фідерну ділянку електричної тяги постійного струму з одностороннім живленням, по якій рухаються два електровози типу ДЕ 1, які й були ідентифіковані ваговими функціями. Шукані струми і напруги електровозів та тягової мережі сформульовано в імовірнісно-статистичному вигляді, тобто, визначені функції математичного сподівання та кореляційних функцій. При цьому враховано, що кореляційна функція суми випадкових функцій дорівнює сумі кореляційних функцій доданків, а кореляційна функція від інтегралу випадкової функції визначається як подвійний інтеграл від кореляційної функції вихідної випадкової функції. Наукова новизна. Полягає, по-перше, в адаптації розробленого методу структурної ідентифікації до пристроїв систем електричної тяги. По-друге, власне в розробці нового методу вагової функції. І, нарешті, в розв’язанні рівняння Вінера-Хопфа кореляційним методом факторизації. Практична значимість. Запропонований метод і методика, що на ньому базується, дозволяють прогнозувати електротягові навантаження тягової мережі, а також інших пристроїв систем тягового електропостачання та електрорухомого складу в різних режимах їх роботи і, зокрема, при швидкісному русі поїздів. Метод дозволяє враховувати вплив навантаження(і його режим роботи) сусідніх фідерних зон на електромагнітні процеси в досліджуваній міжпідстанційній зоні. При цьому важливо те, що шукані напруги і струми розглядаються як випадкові функції.Item Study of Transmission Lines Effect on the System Operationon of Continuous Automatic Cab Signalling(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2014) Hololobova, Oksana O.; Havryliuk, Volodymyr I.; Kovryhin, Mykhailo O.; Buriak, Serhii Yu.EN: Purpose. To conduct an effect research of the electromagnetic field of high-voltage transmission lines (HVTL)(750 kV, 50 Hz) on the track circuits and continuous automatic cab signalling (CACS) with a signal current of 50 Hz in the areas of convergence and intersection with the transmission lines and to propose possible methods to improve noise immunity of CACS. Methodology. The measurements were performed both by means of car-laboratory and directly on rail lines. During the study the electric field strength in the range of industrial frequency directly under the transmission lines and at the distance from it to the railway lines was measured, as well as the time dependence of CACS codes with signal current frequency of 50 Hz directly under the transmission lines and at a distance from it in the absence of the train and its passing. Findings. The root causes analysis of CACS faults and failures was carried out. The effect of the electromagnetic field of high-voltage transmission lines (750 kV, 50 Hz) on the track circuit and CACS with signal current of 50 Hz in the areas of convergence and intersection with the transmission line was investigated. Possible methods to improve noise immunity of CACS were considered. Originality. The effect research of transmission lines (750 kV) on the operation of the automatic cab signalling on spans Prishib-Burchatsk and Privolnoye-Yelizarovo, Pridneprovsk railway in places of oblique railroads crossing and transmission lines (750 kV, 50 Hz) was conducted. Electric field strength in the range of industrial frequency directly under the transmission lines and at a distance from it to the railway line, as well as the time dependences of ALSN codes with signal current frequency of 50 Hz directly under the transmission lines and at a distance from it in the absence of the train and as its passing were measured. It was found that CACS codes in track circuits under transmission lines are strongly distorted, as strength measurements of electric field are shown, it can be explained by the electromagnetic field effect of transmission lines on track circuits. Practical value. Possible methods of CACS safety enhancement by improving the reliability of signaling from a track on the locomotive were considered.Item The Results of the Defect Places Investigation of Donetsk Railway Road Bed by Ground Penetrating Radar Complex(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2014) Petrenko, Volodymyr D.; Kovalevych Valeriy V.ENG: Purpose. Defective places definition of road bed at ground penetrating radar is examined. Methodology. For achievement of this goal the experimental research on ground penetrating radar inspection of road bed defective places of the Donetsk Railway, which are caused by a complex of various reasons of geotechnical and constructive character, were conducted. Findings. According to these diagnostic results of road bed on the three districts of the Donetsk Railway is revealed the main causes which lead to the defects appearance, deformities and injuries in it, there is abuse of process parameters and modify its physic mechanical soil properties of natural and technology-related factors. As it is established, the use of ground penetrating radar of series “Losa” on the railways of Ukraine allows searching ballast tank in the body of road bed, defining damp places in soil road bed and foundations, to find arrangement of foreign matter in the soil road bed and work search heterogeneity and places weakening soil. In addition, the use of ground penetrating radar provides rapid detection of defects, deformation and damage of railway track, especially in areas the most dangerous for rolling stock that creates the high level security at the main and auxiliary lines of Ukrzaliznytsia. In conducting the research was justified the high level of reliability and performance with autonomous use of ground penetrating radar. Originality. In modern conditions of defects determination, deformations and damages by traditional methods with application of engineering-geological investigations, it is impossible in connection with their insufficient efficiency. Therefore the using of highly effective methodology of expeditious tool identification of defective places allows reducing significantly the periods of repair of a railway track which is very important for introduction of the high-speed movement on the Ukrainian Railways. Practical value. On the basis of the executed investigations the main actions for defects elimination, deformations and damages which consist in the device of counter dams, the draining sections, the augercast and augured piles are offered.Item Influence of Chemical Compounds on the Forming of Welding ARC(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2014) Vakulenko, Ihor O.; Plitchenko, Serhii; Makarevich, D. M.EN: Purpose. The purpose of work is a comparative analysis of chemical compounds influence on the process of forming arc welding and condition of its burning. Methodology. A wire with diameter 3 mm of low carbon steel with contain of carbon 0.15% was material for electrode. As chemical compounds, which determine the terms of arc welding forming the following compounds were used: kaolin; CaCO3 with admixtures of gypsum up to 60%; SiO2 and Fe − Si with the iron concentration up to 50%. Researches were conducted using the direct electric current and arc of reverse polarity. As a source of electric current a welding transformer of type PSO-500n was used. On the special stand initial gap between the electrode and metal plate was 1-1.5 mm. The inter electrode space was filled with the probed chemical compound and the electric arc was formed. At the moment of arc forming the values of electric current and arc voltage were determined. After the natural break of electric arc, the final gap value between electrodes was accepted as a maximal value of arc length. Findings. Experimentally the transfer of metal in interelectrode space corresponded to the tiny drop mechanism. According to external signs the relation between maximal arc length and the power of electric current has the form of exponential dependence. Specific power of electric arc at the moment of arc forming per unit of its length characterizes the environment in the interelectrode space. Originality. 1) Based on the analysis of influence of the studied chemical compounds on the formation processes of electric arc the inversely proportional relationship between the power of the electric current and the maximum arc length until the moment of its natural break is defined. 2) Ratio between the maximal arc length and the power of electric current, with the sufficiently high coefficient of correlation is submitted to the exponential dependence. Influence of the compounds under study on the process of electric arc forming is determined using the indexes of degree of the above mentioned correlation. 3) The value of specific power of electric current at the moment of electric arc forming per unit of arc length can be accepted as the parameter, which characterizes the state of interelectrode space environment. Practical value. In the conditions of identical adjusting force of electric current the sequence of location of the studied compounds in the order of increase of their influence on the process of arcing is determined. Minimum influence is observed from kaolin, and maximal one – from Fe − Si .Item Пошкодження робочих елементів інструменту, пов’язаних із пластичним деформуванням затверділих органічних речовин(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2014) Мілянич, Андрій РомановичUK: Мета. Найбільша частина вантажних перевезень в Україні здійснюється залізничним транспортом. Державна статистика щорічних вантажних перевезень залізницями (січень-листопад) фіксує наступні дані: 2011 р. – 468 млн. т (108,2 % до 2010 р.); 2012 р. – 421,5 млн. т (98,5 % до 2011 р.); 2013 р. – 441,8 млн. т (96,6 % до 2012 р.). Незважаючи на щорічне зменшення обсягів вантажних перевезень, вагомий внесок при транспортуванні вантажів належить перевозкам у цистернах. Тому при експлуатації цистерн надзвичайно актуальним на сьогодні є подовження терміну їх довговічності. Сучасні уявлення про накопичення втомних пошкоджень в деталях рухомого складу залізничного транспорту ґрунтуються на моделях, які оцінюють довговічність металевих систем, залежно від умов навантажень. Ці моделі дозволяють з достатнім рівнем точності виконувати оцінку знеміцнення металевих систем в умовах багатоциклової втоми та за наявності пружних деформацій. Водночас, особливості поведінки контртіл ці моделі не враховують. Метою цієї роботи є побудова математичної моделі, яка дозволяє оцінювати довговічність робочих інструментів, що використовуються при очищенні затверділих органічних вантажів залізничних цистерн. Методика. З використанням сучасних підходів механіки деформованого твердого тіла було виконано аналіз впливу параметрів будови органічних речовин на довговічність високонавантажених елементів конструкцій. Введення в даній роботі співвідношення взаємодії пошкоджень відноситься, головним чином, до тих елементів конструкції інструменту, які, внаслідок впливу широкосмугових гауссівських випадкових навантажень, здійснюють коливання зі своїми резонансними або навколорезонансними частотами. Результати. Вивчено вплив особливостей втомних навантажень на довговічність конструкції. Так, отримані результати свідчать про зростання пошкоджень, які вносяться циклами із малими амплітудами напружень, із-за нелінійного ефекту взаємодії робочого елементу інструменту з органічним матеріалом. Для наведеного прикладу була розрахована довговічність стомлюваності, яка, згідно уточненої оцінки, виявилась зниженою на 10…15 %. Зниження на 10 % відповідає максимальній амплітуді напруження 5σ , а зниження на 15 % – максимальній амплітуді 7σ . Наукова новизна. Аналітично показано, що параметри знеміцнення металевих систем пов’язані з кінетикою втомних пошкоджень, що накопичуються у металевих конструкціях під час зовнішніх навантажень. Практична значимість. Автором було запропоновано співвідношення, які дозволяють оцінювати залишковий ресурс деталі в умовах заданого послідовного багаторівневого циклічного навантаження.Item Разработка критериев эффективности заряда и разряда твердотельного теплового аккумулятора(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. лазаряна, Дніпропетровськ, 2014) Белименко, Сергей Сергеевич; Ищенко, Владимир АлексеевичRU: Цель. В работе необходимо разработать критерии подобия для различных режимов работы твердотельного теплового аккумулятора (ТА), работающего за счет накопления тепловой энергии в объеме теплоаккумулирующего материала без фазового перехода, а также создать комплексный критерий эффективности теплового аккумулятора для определения весогабаритных показателей и режимов его работы на этапе проектирования. Методика. Для достижения целей исследования использованы теория подобия и анализ размерностей, а также методики планирования проведения физического эксперимента. Результаты. На основе теории подобия и анализа размерностей получены критерии подобия работы твердотельных тепловых аккумуляторов при заданных базисных параметрах. Это критерии эффективности заряда, разряда и полный критерий. Использованы три теоремы теории подобия в приложении к решению теплотехнической задачи. Критерий эффективности заряда теплового аккумулятора характеризует эффективность достижения заданного значения удельного количества тепла в материале теплового аккумулятора при заряде, при принятых материалах, геометрических соотношениях и теплового потока подводимого тепла. Критерий эффективности разряда характеризует эффективность разряда теплового аккумулятора при принятых материалах, массе аккумулирующего тела и общего аккумулированного количества тепла при установленном значении теплового потока и времени разряда. Полный коэффициент эффективности работы ТА характеризует эффективность работы теплового аккумулятора за полный цикл. Научная новизна. Анализ показал, что возможна реализация любой системы твердотельного теплового аккумулятора на основе структурной схемы данного типа устройств. Получены критерии подобия эффективности заряда, эффективности разряда и полный критерий эффективности работы твердотельного теплового аккумулятора на основе твердого аккумулирующего материала без фазового перехода. Практическая значимость. Критерии, приведенные в данной работе, носят сравнительный характер. В соответствии с полученными критериями можно сравнивать близкие по конструкциям проектируемые и существующие тепловые аккумуляторы. Технико-экономический анализ показывает, что предложенная методология оценки эффективности работы твердотельных тепловых аккумуляторов на разных режимах работы является эффективной, технически реализуемой и позволяет определить весогабаритные показатели и режимы работы твердотельного теплового аккумулятора на этапе проектирования.Item Визначення частоти високочастотної ланки для перспективної схеми електрорухомого складу(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2014) Забарило, Дмитро ОлександровичUK: Мета. Загальна протяжність електрифікованих ділянок залізниць України розподілена приблизно навпіл між ділянками постійного та змінного струмів. Для проходження місць стикування різних родів струму без зупинки поїзда застосовується двосистемний електрорухомий склад. Тому перспективним для залізниць України є впровадження саме такого рухомого складу нової концепції, тобто, з використанням асинхронного тягового привода. Окрім ряду переваг існує вагомий недолік рухомого складу подібної концепції, який полягає в імпульсному відбиранні енергії з джерела живлення, що може вплинути на надійність роботи колійних пристроїв автоматики, а, отже, і на безпеку руху поїздів. Крім того, питома потужність тягового трансформатора значно поступається питомій потужності інших елементів тягового кола. Для усунення таких недоліків були запропоновані перспективні схеми із застосуванням проміжної ланки підвищеної частоти. Ланка складається із трансформатора та інвертора. Першочерговою задачею для впровадження перспективних схем являється визначення робочої частоти високочастотної ланки. Методика. Для визначення максимальної робочої частоти комутації транзисторів в роботі використовується методика розрахунку теплових параметрів для напівпровідникових приладів. Для отримання аналітичного виразу кривої залежності енергії, яка виділяється при комутації IGBT (insulated-gate bipolar transistor) від струму його навантаження, застосовується метод апроксимації кривої. Результати. Встановлено, що допустима частота високочастотної ланки визначається струмом навантаження проміжного трансформатора. Визначено діапазон робочих частот ланки в залежності від струмів навантаження. Для заданого діапазону струмів виконано порівняльний аналіз комутаційних характеристик IGBT 65 класу виробництва компаній Infineon та ABB. Наукова новизна. Отримав подальший розвиток метод визначення максимальної робочої частоти проміжної ланки в схемі з використанням проміжного трансформатора підвищеної частоти. Практична значимість. Визначений діапазон робочих частот високочастотної ланки дозволить розвинути подальші дослідження роботи силової схеми з застосуванням трансформатора підвищеної частоти електрорухомого складу подвійного живлення з асинхронним тяговим приводом, що зробить можливим оцінити ефективність впровадження схем подібної конфігурації.Item Моделирование аварийного загрязнения атмосферы при чрезвычайной ситуации в хранилище твердого ракетного топлива(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2014) Беляев, Николай Николаевич; Берлов, Александр Викторович; Шевченко, А. В.RU: Цель. Разработка прикладной численной модели для расчета динамики загрязнения атмосферы над городом при чрезвычайной ситуации в хранилище твердого ракетного топлива, сопровождающейся выбросом в атмосферу продуктов горения. Методика. Для численного моделирования процесса переноса опасного вещества (продукта горения твердого ракетного топлива) в атмосфере применяется уравнение конвективно-диффузионного переноса примеси. Данное уравнение учитывает рассеивание в атмосфере опасного вещества за счет ветра и атмосферной диффузии. Для расчета процесса загрязнения воздушной среды внутри помещений при затекании в них загрязненного атмосферного воздуха используется балансовая модель. Эта модель учитывает величину воздухообмена в помещении, объем помещения и концентрацию опасного вещества во входящем в помещение потоке. Величина фильтрующегося воздуха в помещении рассчитывается с помощью эмпирической модели. Для численного интегрирования уравнения переноса примеси в атмосфере применяется неявная разностная схема расщепления. На основе построенной численной модели создан код на алгоритмическом языке Фортран. Проведен вычислительный эксперимент по оценке уровня загрязнения атмосферы над г. Павлоградом и воздушной среды внутри помещений. Результаты. Предложенная модель позволяет оперативно рассчитать загрязнение атмосферы при выбросе химически опасного вещества. Модель позволяет определить размеры зоны токсичного поражения людей. С помощью разработанной численной модели выполнена оценка риска поражения людей в селитебной зоне г. Павлоград. Научная новизна. Создана численная модель, позволившая оперативно оценить риск токсичного поражения людей в г. Павлоград в случае чрезвычайной ситуации в хранилище твердого ракетного топлива. Практическая значимость. Разработанная численная модель может быть использована для оценки риска поражения людей на открытом воздухе или внутри помещений при эмиссии химически опасных веществ в атмосферу. С помощью разработанной численной модели решена задача по оценке последствий для населения при возгорании твердого ракетного топлива в хранилище.Item Wheelset Axle with the Cavity of Uniform Cross Section(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2014) Kolesnykov, Serhii R.; Rомаniukha, Mykola R.; Kebal, Yuriy V.EN: Purpose. Due to operation in complex loading conditions, the rolling stock wheelsets should provide high reliability, since the train traffic safety largely depends on them. Design and technical condition of wheelsets affect the smoothness, intensity of forces generated by the interaction between the car and track, and the motion resistance. Specificity of the axle operation consists in the fact that it undergoes the bending stresses under loading. These stresses are unevenly distributed along the cross-sectional area, reaching the highest values in the outer fibers and the minimal values in the internal ones. This aspect sets the problem of replacement of the uniform cross section with the hollow cross section. The disadvantages of hollow axle design, which are used at the present time, should include a significant manufacturing complexity of the variable section cavity. The purpose is to develop a modernized design of the wheelset axle. Methodology. A construction of the hollow axle having an inner longitudinal cylindrical through hole of the constant diameter throughout its length was proposed. The item is made of steel seamless tube. The inner surface of the tube is treated by mechanical means to remove the voltage concentrations in the internal longitudinal cylindrical through hole, which has a constant diameter along the entire length of the axle. Findings. Application of this design will facilitate manufacturing of the hollow axle and the machining of the inner longitudinal through hole, while retaining all the use advantages of the hollow axle in the rolling stock wheel pairs. Another use advantage of the hollow axle of this design is the absence of partial heterogeneity of the metal, which is inevitably, occurs during the solid axles blanking. Originality. A new design of the wheelset hollow axle of railway rolling stock was proposed. Practical value. Introduction of the new design simplifying the manufacture and mechanical treatment of the inner cavity of the wheel pair axle will bring significant economic benefits. According to preliminary calculations, the use of the axle with the uniform cross section cavity will reduce the metal consumption by 100-110 kg.Item Investigation of Dynamic Characteristics of Gondola Cars on Perspective Bogies(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2014) Myamlin, Serhiy V.; Pysmennyi, Evhen O.; Bubnov, Valerii M.EN: Purpose. In this paper, it is necessary to examine the dynamic properties of the gondola car with bogies, model 18-1711 when it moves on straight and curved sections of a track. Methodology. The calculations were performed using the object-oriented programming on the program "Dynamics of Rail Vehicles" ("DYNRAIL" Myamlin S.V. registered 20.03.2003). Mathematical models of a gondola car and bogies 18-100 and 18-711 were created for the calculations. Findings. Dynamic performances comparison of the gondola car with bogies 18-1711 and the gondola car with bogies 18-100, obtained by calculation method was carried out. Originality. Firstly calculations in order to determine the dynamic properties of the gondola car with bogies 18-1711 when it moves on straight and curved sections of track were performed. At the same time an assessment of the dynamic characteristics of the gondola car was made. The following dynamic standards were determined: the coefficient of vertical dynamics (Cdv), the coefficient of horizontal dynamics (Cdh), and the safety factor against derailment (SFd). Track irregularities in vertical and horizontal transverse planes were assigned as perturbations. They should be so that the dynamic indexes of the widely used in operation gondola car on bogies model 18-100 keep in admissible range of speeds up to 80km / h for the empty gondola car and at speeds up to 90km / h for the loaded gondola cars. Practical value. As a result of the calculations and comparisons of their results, we have findings that the use of bogies with bilinear characteristic of the central suspension will improve the dynamic performances of gondola cars, currently operating on bogies, model 18-100. And by improving the dynamic performances it is possible to increase the permissible speeds of these cars motion.