To the Problem of Train Running Safety

Abstract

EN: The paper is presenting the procedure used for establishing the cause of the wagon derailment. To do this, the computer simulations and the computational software, developed in the Dnipro National University of Railway Transport (DIIT) were used. The level of longitudinal forces and the wagons dynamic performance have been evaluated using the mathematical models of longitudinal oscillations of a train and the spatial vibrations of wagons, in particular of tank wagons. As a result of modeling we obtained oscillograms of longitudinal forces in each inter-wagon connection, the dependence of the largest longitudinal forces on travel time and distance traveled, the distribution of the maximum longitudinal forces along the train length, the speed dependence on travel time and track coordinates. We also obtained the dynamic performance of wagons: the vertical dynamics coefficients of the axlebox and central suspension, the horizontal dynamics coefficients and the derailment stability coefficient. The influence of the movable load in the tank wagons and the characteristics of rail irregularities on the stability coefficient against wheel climbing onto the rail is also considered. The presented methodology was used to determine the cause of the tank wagon derailment in a non-homogenous freight train consisting of 50 wagon tanks on an existing track section of the Lithuanian railways. When simulating the train movement, it was assumed that the train was equipped with elastic-friction absorbing devices and air distributors, turned on to the average operation mode. As a result of numerical experiments, an assumption was made about the cause of the train derailment.

UK: В даній статті наведено методику визначення причин сходу вагонів. Для цього використовувалися комп'ютерне моделювання та програмний обчислювальний комплекс, створений в Дніпровському національному університеті залізничного транспорту (ДІІТ). Рівень поздовжніх сил і динамічні показники вагонів оцінювалися з використанням математичних моделей подовжніх коливань поїзда та просторових коливань вагонів, зокрема цистерн. В результаті математичного моделювання отримані: осцилограми поздовжніх сил в кожному міжвагонному з'єднанні, залежності максимальних значень поздовжніх сил від часу руху та пройденого шляху, розподіл максимальних значень поздовжніх сил уздовж довжини поїзда, залежності швидкості руху від часу ходу і координати шляху, а також динамічні показники вагонів: коефіцієнти вертикальної динаміки буксової і центральної ступенів підвішування, коефіцієнти горизонтальної динаміки і коефіцієнт запасу стійкості проти сходу колеса з рейки. Розглянуто також вплив рухомого вантажу в цистернах та характеристик нерівностей рейкових ниток на коефіцієнт запасу стійкості від вкочування колеса на рейку. Наведена методика використовувалася для визначення причини сходу цистерни в неоднорідному вантажному поїзді, що складався з 50 цистерн на реальній ділянці руху Литовських залізниць. При моделюванні руху поїзда передбачалося, що поїзд обладнаний пружно-фрикційними поглинаючими апаратами та повітророзподільниками 483, включеними на середній режим роботи. В результаті проведених численних експериментів зроблено припущення про причину сходу поїзда.

RU: В данной статье приведена методика определения причин схода вагонов. Для этого использовались компьютерное моделирование и программный вычислительный комплекс, созданный в Днипровском национальном университете железнодорожного транспорта (ДИИТ). Уровень продольных сил и динамические показатели вагонов оценивались с использованием математических моделей продольных колебаний поезда и пространственных колебаний вагонов, в частности цистерн. В результате математического моделирования получены: осциллограммы продольных сил в каждом межвагонном соединении, зависимости наибольших значений продольных сил от времени движения и пройденного пути, распределение максимальных значений продольных сил вдоль длины поезда, зависимости скорости движения от времени хода и координаты пути, а также динамические показатели вагонов: коэффициенты вертикальной динамики буксовой и центральной ступеней подвешивания, коэффициенты горизонтальной динамики и коэффициент запаса устойчивости против схода колеса с рельса. Рассмотрено также влияние подвижного груза в цистернах и характеристик неровностей рельсовых нитей на коэффициент запаса устойчивости от вкатывания колеса на рельс. Приведенная методика использовалась для определения причины схода цистерны в неоднородном грузовом поезде, состоящем из 50 цистерн на реальном участке движения Литовских железных дорог. При моделировании движения поезда предполагалось, что поезд оборудован упруго-фрикционными поглощающими аппаратами и воздухораспределителями 483, включенными на средний режим работы. В результате проведенных численных экспериментов сделано предположение о причине схода поезда.