Study of Dynamic Indicators of Flat Wagon with Load Centre Shift
Loading...
Date
2019
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
EN: Purpose. The article deals with the determining the influence of the longitudinal and lateral shift of gravity cen-tre of the heavy load on the flat wagons, taking into account the travel speed based on the main dynamic indicators – the maximum coefficients of the dynamic supplement of spring-suspended and unsprung parts, the maximum ratio of frame force to static axle load, the wheel derailment safety factor. Methodology. The study was carried out using the method of mathematical and computer simulation of the dynamic loading of flat wagons based on the model of spatial oscillations of five coupled wagons and the software complex developed in the branch research laboratory of the rolling stock dynamics and strength (BRL RSDS). Theoretical studies were carried out during the movement of the model 13-401 flat wagon on typical 18-100 bogies with speeds in the range from 50 to 90 km/h in curves with radii of 350 and 600 m, with 130 and 120 mm canting, respectively. Findings. The paper presents the analysis of theoretical studies of the rolling stock dynamics on the example of flat wagons. The calculations were carried out using an application software package. In the course of performing theoretical studies and after simulation, taking into account the processes of oscillation of the flat wagon and load in the presence of longitudinal and lateral shift of its gravity centre, the dependences of the main dynamic indicators were obtained with regard to the magnitude of the travel speed. Originality. Using the mathematical model of the five coupled wagons, the effect of shift in two direc-tions from the central symmetry axis of the heavy load centre was studied with regard to the travel speed along the curved track of small and medium radius in order to determine the dynamic loading of the flat wagon. Practical value. As a result of the above theoretical studies, the recommendations on the maximum possible values of the centre shift of heavy loads during their transportation on flat wagons are substantiated and proposed.
UK: Мета. Визначення впливу поздовжнього й поперечного зміщення центра тяжіння великовагового вантажу на платформах, з урахуванням швидкості руху, на основні динамічні показники – максимальні коефіцієнти динамічної добавки обресорених і необресорених частин, максимальне відношення рамної сили до ста-тичного осьового навантаження, коефіцієнт стійкості колеса від сходження з рейок. Методика. За основу дослідження взято метод математичного та комп’ютерного моделювання динамічної навантаженості платформи з використанням моделі просторових коливань зчепу з п’яти вагонів і програмного комплексу, роз-робленого в галузевій науково-дослідній лабораторії динаміки й міцності рухомого складу (ГНДЛ ДМРС). Теоретичні дослідження проведені за умови руху платформи моделі 13–401 з типовими візками 18–100 зі швидкостями в інтервалі від 50 до 90 км/год по кривих із радіусами 350 й 600 м, із підвищеннями зовніш-ньої рейки 130 і 120 мм відповідно. Результати. Подано аналіз теоретичних досліджень динамічних якостей рухомого складу на прикладі платформ. Розрахунки проведені з використанням пакета прикладних програм. У ході виконання теоретичних досліджень і після проведення моделювання з урахуванням процесів коли-вання вагона-платформи й вантажу, за наявності поздовжнього й поперечного зміщення його центра тяжіння, отримано залежності основних динамічних показників з огляду на величину швидкості руху. Наукова новизна. Для визначення динамічної навантаженості вагона платформи, із застосуванням математичної моделі зчепу з п’яти вантажних вагонів, досліджено вплив зміщення у двох напрямках від центральної осі симетрії центра тяжіння великовагового вантажу з огляду на величину швидкості руху по кривих ділянках колії малого й середнього радіуса. Практична значимість. У результаті проведених теоретичних досліджень обґрунтовано рекомендації стосовно максимально можливих величин зміщення центра тяжіння великовагових вантажів під час їх транспортування на вагонах-платформах.
RU: Цель. Определение влияния продольного и поперечного смещения центра тяжести тяжеловесного груза на платформах, с учетом скорости движения на основные динамические показатели – максимальные коэффициенты динамической добавки обрессоренных и необрессоренных частей, максимальное отношение рамной силы к статической осевой нагрузке, коэффициент устойчивости колеса от схода с рельсов. Методика. Основой исследования является метод математического и компьютерного моделирования динамической нагруженности платформы с использованием модели пространственных колебаний сцепа из пяти вагонов и программного комплекса, разработанного в отраслевой научно-исследовательской лаборатории динамики и прочности подвижного состава (ОНИЛ ДППС). Теоретические исследования проведены при движении платформы модели 13–401 с типичными тележками 18–100 со скоростями в интервале от 50 до 90 км/ч по кривым с радиусами 350 и 600 м, с возвышением наружного рельса 130 и 120 мм соответственно. Результаты. Представлен анализ теоретических исследований динамических качеств подвижного состава на примере платформ. Расчеты проведены с использованием пакета прикладных программ. В ходе выполнения теоретических исследований и после моделирования с учетом процессов колебания вагона-платформы и груза, при наличии продольного и поперечного смещения его центра тяжести, получены зависимости основных динамических показателей на основании величины скорости движения. Научная новизна. Для определения динамической нагруженности вагона-платформы, с применением математической модели сцепа из пяти грузовых вагонов, исследовано влияние смещения в двух направлениях от центральной оси симметрии центра тяжести тяжеловесного груза с учетом величины скорости движения по криволинейным участкам пути малого и среднего радиуса. Практическая значимость. В результате проведенных теоретических исследований обоснованы рекомендации относительно максимально возможных величин смещения центра тяжести тяжеловесных грузов при их транспортировке на вагонах-платформах.
UK: Мета. Визначення впливу поздовжнього й поперечного зміщення центра тяжіння великовагового вантажу на платформах, з урахуванням швидкості руху, на основні динамічні показники – максимальні коефіцієнти динамічної добавки обресорених і необресорених частин, максимальне відношення рамної сили до ста-тичного осьового навантаження, коефіцієнт стійкості колеса від сходження з рейок. Методика. За основу дослідження взято метод математичного та комп’ютерного моделювання динамічної навантаженості платформи з використанням моделі просторових коливань зчепу з п’яти вагонів і програмного комплексу, роз-робленого в галузевій науково-дослідній лабораторії динаміки й міцності рухомого складу (ГНДЛ ДМРС). Теоретичні дослідження проведені за умови руху платформи моделі 13–401 з типовими візками 18–100 зі швидкостями в інтервалі від 50 до 90 км/год по кривих із радіусами 350 й 600 м, із підвищеннями зовніш-ньої рейки 130 і 120 мм відповідно. Результати. Подано аналіз теоретичних досліджень динамічних якостей рухомого складу на прикладі платформ. Розрахунки проведені з використанням пакета прикладних програм. У ході виконання теоретичних досліджень і після проведення моделювання з урахуванням процесів коли-вання вагона-платформи й вантажу, за наявності поздовжнього й поперечного зміщення його центра тяжіння, отримано залежності основних динамічних показників з огляду на величину швидкості руху. Наукова новизна. Для визначення динамічної навантаженості вагона платформи, із застосуванням математичної моделі зчепу з п’яти вантажних вагонів, досліджено вплив зміщення у двох напрямках від центральної осі симетрії центра тяжіння великовагового вантажу з огляду на величину швидкості руху по кривих ділянках колії малого й середнього радіуса. Практична значимість. У результаті проведених теоретичних досліджень обґрунтовано рекомендації стосовно максимально можливих величин зміщення центра тяжіння великовагових вантажів під час їх транспортування на вагонах-платформах.
RU: Цель. Определение влияния продольного и поперечного смещения центра тяжести тяжеловесного груза на платформах, с учетом скорости движения на основные динамические показатели – максимальные коэффициенты динамической добавки обрессоренных и необрессоренных частей, максимальное отношение рамной силы к статической осевой нагрузке, коэффициент устойчивости колеса от схода с рельсов. Методика. Основой исследования является метод математического и компьютерного моделирования динамической нагруженности платформы с использованием модели пространственных колебаний сцепа из пяти вагонов и программного комплекса, разработанного в отраслевой научно-исследовательской лаборатории динамики и прочности подвижного состава (ОНИЛ ДППС). Теоретические исследования проведены при движении платформы модели 13–401 с типичными тележками 18–100 со скоростями в интервале от 50 до 90 км/ч по кривым с радиусами 350 и 600 м, с возвышением наружного рельса 130 и 120 мм соответственно. Результаты. Представлен анализ теоретических исследований динамических качеств подвижного состава на примере платформ. Расчеты проведены с использованием пакета прикладных программ. В ходе выполнения теоретических исследований и после моделирования с учетом процессов колебания вагона-платформы и груза, при наличии продольного и поперечного смещения его центра тяжести, получены зависимости основных динамических показателей на основании величины скорости движения. Научная новизна. Для определения динамической нагруженности вагона-платформы, с применением математической модели сцепа из пяти грузовых вагонов, исследовано влияние смещения в двух направлениях от центральной оси симметрии центра тяжести тяжеловесного груза с учетом величины скорости движения по криволинейным участкам пути малого и среднего радиуса. Практическая значимость. В результате проведенных теоретических исследований обоснованы рекомендации относительно максимально возможных величин смещения центра тяжести тяжеловесных грузов при их транспортировке на вагонах-платформах.
Description
O. Shatunov: ORCID 0000-0002-1115-0093, A. Shvets: ORCID 0000-0002-8469-3902
Keywords
load, flat wagon, dynamic indicators, curved track, longitudinal and lateral load, centre shift, travel speed, вантаж, вагон-платформа, динамічні показники, криві ділянки колії, поздовжнє й поперечне зміщення, центр тяжіння, швидкість руху, груз, динамические показатели, кривые участки пути, продольное и поперечное смещение, центр тяжести, скорость движения, КВВГ, КТБМ
Citation
Shatunov, O. V. Study of dynamic indicators of flat wagon with loadcentre shift / O. V. Shatunov, A. O. Shvets // Наука та прогрес транспорту. – 2019. – № 2 (80). – С. 127–143. – DOI: 10.15802/stp2019/165160.