Стійкість вантажних вагонів у разі дії стискних поздовжніх сил
Loading...
Files
Date
2020
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UK: Мета. Ця робота спрямована на: теоретичне дослідження стійкості руху вагонів у разі дії на них поздовжніх сил квазістатичного характеру; визначення аналітичних залежностей для оцінки поздовжньої навантаженості вагонів у поїздах; аналіз впливу одночасної дії деяких факторів на значення поздовжніх сил, за яких ще зберігається стійкість руху вагонів. Методика. Оцінку стійкості вантажного вагона під час руху з різними швидкостями по криволінійних ділянках колії досліджено аналітичним методом. Розглянуто найбільш несприятливі схеми прикладання стискних поздовжніх сил у вертикальній та горизонтальній площині. Результати. Отримано вирази для обчислення значення коефіцієнта запасу стійкості від витискання поздовжньою стисною силою, що діє на вагон у складі вантажного поїзда. Розрахунки проведено у порожньому й завантаженому стані з поперечним розбігом рами кузова вагона відносно осі колії в напрямному перетині в 50 мм у кривій малого радіуса з урахуванням сил інерції від непогашеного прискорення. Наукова новизна. Теоретично досліджено вплив на стійкість руху квазістатичних поздовжніх стискних сил залежно від зміни швидкості та значення сили, а також вплив сил тертя в контакті гребеня колеса й рейки та ексцентриситету закріплення хвостової частини автозчеплення. Досліджено вплив поздовжніх стискних сил на стійкість вантажного рухомого складу під час руху у кривій малого радіуса зі швидкостями включно до конструкційного значення в 120 км/год. Практична значимість. Застосування результатів, отриманих за допомогою наведеної методики, сприятиме підвищенню стійкості вантажного рухомого складу, що у свою чергу дозволить збільшити технічну швидкість руху поїздів за рахунок зняття деяких наявних обмежень допустимих швидкостей. Використання викладеної методики визначення коефіцієнта запасу стійкості від витискання дозволить обґрунтовувати причину сходження коліс, а також розробляти й реалізовувати на практиці технічні заходи щодо запобігання витискання екіпажів, розпору та зсуву колії.
RU: Цель. Данная работа направлена на: теоретическое исследование устойчивости движения вагонов при воздействии на них продольных сил квазистатического характера; определение аналитических зависимостей для оценки продольной нагруженности вагонов в поездах; анализ влияния одновременного действия некоторых факторов на значение продольных сил, при которых еще сохраняется
RU: Цель. Данная работа направлена на: теоретическое исследование устойчивости движения вагонов при воздействии на них продольных сил квазистатического характера; определение аналитических зависимостей для оценки продольной нагруженности вагонов в поездах; анализ влияния одновременного действия некоторых факторов на значение продольных сил, при которых еще сохраняется устойчивость движения вагонов. Методика. Оценка устойчивости грузового вагона при движении с различными скоростями по криволинейным участкам пути исследована аналитическим методом. Рассмотрены наиболее неблагоприятные схемы приложения сжимающих продольных сил в вертикальной и горизонтальной плоскости. Результаты. Получены выражения для вычисления значения коэффициента запаса устойчивости от выжимания продольной сжимающей силой, действующей на вагон в составе грузового поезда. Расчеты проведены в порожнем и загруженном состоянии с поперечным разбегом рамы кузова вагона относительно оси пути в направляющем сечении в 50 мм в кривой малого радиуса с учетом сил инерции от непогашенного ускорения. Научная новизна. Теоретически исследовано влияние на устойчивость движения квазистатических продольных сжимающих сил в зависимости от изменения скорости и значения силы, а также влияние сил трения в контакте гребня колеса и рельса и эксцентриситета закрепления хвостовой части автосцепки. Исследовано влияние продольных сжимающих сил на устойчивость грузового подвижного состава при движении в кривой малого радиуса со скоростями вплоть до конструкционного значения в 120 км/ч. Практическая значимость. Применение результатов, полученных с помощью приведенной методики, будет способствовать повышению устойчивости грузового подвижного состава, что в свою очередь позволит увеличить техническую скорость движения поездов за счет снятия некоторых существующих ограничений допустимых скоростей. Использование методики определения коэффициента запаса устойчивости от выжимания позволит обосновывать причину схода колес, а также разрабатывать и реализовывать на практике технические меры по предотвращению выжимания экипажей, распора и сдвига колеи.
EN: Purpose. The aim of the work is: a theoretical study of the car movement stability when exposed to longitudinal forces of a quasistatic nature; determination of analytical for estimating the longitudinal loading of cars in trains; the influence analysis of simultaneous action of certain factors on the value of longitudinal forces, at which the car movement stability is still preserved. Methodology. Assessment of the freight car stability when moving at different speeds along curved track sections was investigated using the analytical method. The most unfavorable schemes for applying compressive longitudinal forces in a vertical and horizontal plane are considered. Findings. Expressions are obtained for calculating the value of the car lift resistance coefficient by the longitudinal compressive force acting on the car as part of a freight train. The calculations were carried out in an empty and loaded state with a trans-verse run-up of the car body frame relative to the track axis in a guiding section of 50 mm in a curve of small radius taking into account the inertia forces from the unbalanced acceleration. Originality. In a theoretical study, the effect on the movement stability of quasistatic longitudinal compressive forces depending on the change in speed and the force value, as well as the effect of friction forces at the contact point of the wheel flange and rail and the eccentricity of fastening the tail of the automatic coupler, are considered. The influence of longitudinal compressive forces on the stability of freight rolling stock when moving in a curve of small radius with speeds up to a design value of 120 km/h is investigated. Practical value. The application of the results obtained by the above method will help to in-crease the stability of the freight rolling stock, which in turn will allow increasing the technical speed of train movement by removing some existing limits of permissible speeds. Using the described methodology for determining the car lift resistance coefficient will allow justifying the cause of wheel derailment, as well as to develop and put into practice the technical measures to prevent the lift of carriages, thrusts and shears of the track.
RU: Цель. Данная работа направлена на: теоретическое исследование устойчивости движения вагонов при воздействии на них продольных сил квазистатического характера; определение аналитических зависимостей для оценки продольной нагруженности вагонов в поездах; анализ влияния одновременного действия некоторых факторов на значение продольных сил, при которых еще сохраняется устойчивость движения вагонов. Методика. Оценка устойчивости грузового вагона при движении с различными скоростями по криволинейным участкам пути исследована аналитическим методом. Рассмотрены наиболее неблагоприятные схемы приложения сжимающих продольных сил в вертикальной и горизонтальной плоскости. Результаты. Получены выражения для вычисления значения коэффициента запаса устойчивости от выжимания продольной сжимающей силой, действующей на вагон в составе грузового поезда. Расчеты проведены в порожнем и загруженном состоянии с поперечным разбегом рамы кузова вагона относительно оси пути в направляющем сечении в 50 мм в кривой малого радиуса с учетом сил инерции от непогашенного ускорения. Научная новизна. Теоретически исследовано влияние на устойчивость движения квазистатических продольных сжимающих сил в зависимости от изменения скорости и значения силы, а также влияние сил трения в контакте гребня колеса и рельса и эксцентриситета закрепления хвостовой части автосцепки. Исследовано влияние продольных сжимающих сил на устойчивость грузового подвижного состава при движении в кривой малого радиуса со скоростями вплоть до конструкционного значения в 120 км/ч. Практическая значимость. Применение результатов, полученных с помощью приведенной методики, будет способствовать повышению устойчивости грузового подвижного состава, что в свою очередь позволит увеличить техническую скорость движения поездов за счет снятия некоторых существующих ограничений допустимых скоростей. Использование методики определения коэффициента запаса устойчивости от выжимания позволит обосновывать причину схода колес, а также разрабатывать и реализовывать на практике технические меры по предотвращению выжимания экипажей, распора и сдвига колеи.
EN: Purpose. The aim of the work is: a theoretical study of the car movement stability when exposed to longitudinal forces of a quasistatic nature; determination of analytical for estimating the longitudinal loading of cars in trains; the influence analysis of simultaneous action of certain factors on the value of longitudinal forces, at which the car movement stability is still preserved. Methodology. Assessment of the freight car stability when moving at different speeds along curved track sections was investigated using the analytical method. The most unfavorable schemes for applying compressive longitudinal forces in a vertical and horizontal plane are considered. Findings. Expressions are obtained for calculating the value of the car lift resistance coefficient by the longitudinal compressive force acting on the car as part of a freight train. The calculations were carried out in an empty and loaded state with a trans-verse run-up of the car body frame relative to the track axis in a guiding section of 50 mm in a curve of small radius taking into account the inertia forces from the unbalanced acceleration. Originality. In a theoretical study, the effect on the movement stability of quasistatic longitudinal compressive forces depending on the change in speed and the force value, as well as the effect of friction forces at the contact point of the wheel flange and rail and the eccentricity of fastening the tail of the automatic coupler, are considered. The influence of longitudinal compressive forces on the stability of freight rolling stock when moving in a curve of small radius with speeds up to a design value of 120 km/h is investigated. Practical value. The application of the results obtained by the above method will help to in-crease the stability of the freight rolling stock, which in turn will allow increasing the technical speed of train movement by removing some existing limits of permissible speeds. Using the described methodology for determining the car lift resistance coefficient will allow justifying the cause of wheel derailment, as well as to develop and put into practice the technical measures to prevent the lift of carriages, thrusts and shears of the track.
Description
А. Швець: ORCID 0000-0002-8469-3902
Keywords
безпека руху, піввагон, коефіцієнт запасу стійкості від витискання, криволінійні ділянки колії, поздовжні сили, швидкість руху, безопасность движения, полувагон, коэффициент запаса устойчивости от выжимания, криволинейные участки пути, продольные силы, скорость движения, traffic safety, gondola car, lift resistance coefficient, curved track sections, longitudinal forces, movement speed, КТБМ
Citation
Швець А. О. Стійкість вантажних вагонів у разі дії стискних поздовжніх сил. Наука та прогрес транспорту. 2020. № 1 (85). С. 119–137. doi: 10.15802/stp2020/199485.