Динамика взаимодействия некоторых типов грузовых вагонов с железнодорожной колеей
Loading...
Files
Date
2020
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Днипровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днипро
Abstract
RU: Цель. Неотъемлемой и существенной особенностью современного вагонного парка является его массовость. Для всего парка подвижного состава даже самые незначительные конструкционные изменения при-обретают огромные масштабы. Основной целью работы является теоретическое исследование влияния инерционных характеристик кузовов различных типов грузового подвижного состава, с учетом режима загрузки и скорости движения, на их основные динамические показатели и показатели взаимодействия с путевой структурой. Методика. Теоретические исследования проведены методом математического и компьютерного моделирования динамической нагруженности при движении некоторых типов грузовых вагонов: полувагонов модели 12–532, вагонов-хопперов для перевозки угля модели 12–4034 и платформ модели 13–401 на типовых тележках 18–100 со скоростями в диапазоне от 50 до 90 км/ч по кривым малого и средне-го радиуса. Результаты. Представлен анализ теоретических исследований динамических качеств и показателей взаимодействия с железнодорожным путем грузового подвижного состава. В ходе выполнения теоретических исследований и после моделирования с учетом процессов колебания грузовых вагонов при различных режимах загрузки получены зависимости основных динамических показателей от скорости движения. Научная новизна. Впервые исследовано влияние инерционных характеристик кузовов различных типов грузового подвижного состава и режимов загрузки на динамическую нагруженность вагона с целью решения задачи прогнозирования динамики подвижного состава и показателей его взаимодействия с колеей. Получены результаты теоретических исследований с учетом скорости движения по кривым участкам пути малого и среднего радиуса. Практическая значимость. Представленные результаты расчетов: позволяют определить оптимальные значения таких параметров, как тара, высота центра масс и длина базы вагона, при решении вопросов модернизации эксплуатируемого парка вагонов и определении резервов повышения их грузоподъемности; дают возможность решать задачи поиска оптимальных направлений модернизации рельсового экипажа; способствуют созданию технических условий на изготовление новых и модернизацию эксплуатируемых грузовых вагонов; направлены на повышение уровня надежности и безопасности процесса перевозок в современных условиях на железнодорожном транспорте.
UK: Мета. Невід’ємною і суттєвою особливістю сучасного вагонного парку є його масовість. Для всього парку рухомого складу навіть найнезначніші конструкційні зміни набувають величезних масштабів. Основною метою роботи є теоретичне дослідження впливу інерційних характеристик кузовів різних типів вантажного рухомого складу, з урахуванням режиму завантаження і швидкості руху, на їх основні динамічні показники та показники взаємодії з колійною структурою. Методика. Теоретичні дослідження проведено методом математичного та комп’ютерного моделювання динамічної навантаженості під час руху деяких типів вантаж-них вагонів: піввагонів моделі 12–532, вагонів-хоперів для перевезення вугілля моделі 12–4034 і платформ моделі 13–401 на типових візках 18–100 зі швидкостями в діапазоні від 50 до 90 км/год по кривих малого й середнього радіуса. Результати. Представлено аналіз теоретичних досліджень динамічних якостей і пока-зників взаємодії із залізничною колією вантажного рухомого складу. У ході виконання теоретичних досліджень і після моделювання з урахуванням процесів коливання вантажних вагонів за різних режимів завантаження отримано залежності основних динамічних показників від швидкості руху. Наукова новизна. Уперше досліджено вплив інерційних характеристик кузовів різних типів вантажного рухомого складу та режимів завантаження на динамічну завантаженість вагона з метою вирішення завдання прогнозування динаміки рухомого складу і показників його взаємодії з колією. Отримано результати теоретичних досліджень з урахуванням швидкості руху по кривих ділянках колії малого й середнього радіуса. Практична значимість. Представлені результати розрахунків: дозволяють визначити оптимальні значення таких параметрів, як тара, висота центра мас і довжина бази вагона, під час вирішення питань модернізації експлуатованого парку вагонів та визначення резервів підвищення їх вантажопідйомності; дають можли-вість вирішувати завдання пошуку оптимальних напрямів модернізації рейкового екіпажу; сприяють створенню технічних умов на виготовлення нових і модернізацію експлуатованих вантажних вагонів; спрямовані на підвищення рівня надійності та безпеки процесу перевезень у сучасних умовах на залізничному транспорті.
EN: Purpose. An integral and essential feature of the modern wagon fleet is its large scale. For the entire fleet of rolling stock, even the smallest structural changes take on enormous proportions. The aim of the work is a theoretical study of the influence of the inertial characteristics of bodies of various types of freight rolling stock, taking into account the loading mode and the movement speed, on their main dynamic and interaction indicators with the track structure. Methodology. Theoretical studies were carried out by the method of mathematical and computer modeling of the dynamic load during the movement of some types of freight cars: gondola cars model 12-532, hopper cars for transporting coal model 12-4034 and flat wagons model 13-401 on standard bogies 18-100 at speeds in the range from 50 to 90 km/h on curves of small and medium radii. Findings. The analysis of theoretical studies of the dynamic qualities and interaction indicators of freight rolling stock and the railway track is presented. In the course of theoretical studies and after modeling taking into account the oscillation processes of freight cars at different loading modes the dependences of the main dynamic indicators on the movement speed were obtained. Originality. The influence of inertial characteristics of bodies of various types of freight rolling stock and loading modes on the dynamic load of a car was first explored in order to solve the problem of predicting the rolling stock dynamics and indicators of its interaction with the track. The results of theoretical studies taking into account the movement speed along curved track sections of small and medium radius were obtained. Practical value. The presented calculation results make it possible to determine the optimal values of such parameters as dead weight, height of the mass center and car base length when solving the problems of modernizing the operated car fleet and determining the reserves for increasing their carrying capacity. They make it possible to solve the problems of finding the optimal directions for modernizing the rail vehicle; contribute to the creation of technical conditions for the manufacture of new and modernization of the operated freight cars and are aimed at increasing the level of reliability and safety of the transportation process in modern conditions on the railway transport.
UK: Мета. Невід’ємною і суттєвою особливістю сучасного вагонного парку є його масовість. Для всього парку рухомого складу навіть найнезначніші конструкційні зміни набувають величезних масштабів. Основною метою роботи є теоретичне дослідження впливу інерційних характеристик кузовів різних типів вантажного рухомого складу, з урахуванням режиму завантаження і швидкості руху, на їх основні динамічні показники та показники взаємодії з колійною структурою. Методика. Теоретичні дослідження проведено методом математичного та комп’ютерного моделювання динамічної навантаженості під час руху деяких типів вантаж-них вагонів: піввагонів моделі 12–532, вагонів-хоперів для перевезення вугілля моделі 12–4034 і платформ моделі 13–401 на типових візках 18–100 зі швидкостями в діапазоні від 50 до 90 км/год по кривих малого й середнього радіуса. Результати. Представлено аналіз теоретичних досліджень динамічних якостей і пока-зників взаємодії із залізничною колією вантажного рухомого складу. У ході виконання теоретичних досліджень і після моделювання з урахуванням процесів коливання вантажних вагонів за різних режимів завантаження отримано залежності основних динамічних показників від швидкості руху. Наукова новизна. Уперше досліджено вплив інерційних характеристик кузовів різних типів вантажного рухомого складу та режимів завантаження на динамічну завантаженість вагона з метою вирішення завдання прогнозування динаміки рухомого складу і показників його взаємодії з колією. Отримано результати теоретичних досліджень з урахуванням швидкості руху по кривих ділянках колії малого й середнього радіуса. Практична значимість. Представлені результати розрахунків: дозволяють визначити оптимальні значення таких параметрів, як тара, висота центра мас і довжина бази вагона, під час вирішення питань модернізації експлуатованого парку вагонів та визначення резервів підвищення їх вантажопідйомності; дають можли-вість вирішувати завдання пошуку оптимальних напрямів модернізації рейкового екіпажу; сприяють створенню технічних умов на виготовлення нових і модернізацію експлуатованих вантажних вагонів; спрямовані на підвищення рівня надійності та безпеки процесу перевезень у сучасних умовах на залізничному транспорті.
EN: Purpose. An integral and essential feature of the modern wagon fleet is its large scale. For the entire fleet of rolling stock, even the smallest structural changes take on enormous proportions. The aim of the work is a theoretical study of the influence of the inertial characteristics of bodies of various types of freight rolling stock, taking into account the loading mode and the movement speed, on their main dynamic and interaction indicators with the track structure. Methodology. Theoretical studies were carried out by the method of mathematical and computer modeling of the dynamic load during the movement of some types of freight cars: gondola cars model 12-532, hopper cars for transporting coal model 12-4034 and flat wagons model 13-401 on standard bogies 18-100 at speeds in the range from 50 to 90 km/h on curves of small and medium radii. Findings. The analysis of theoretical studies of the dynamic qualities and interaction indicators of freight rolling stock and the railway track is presented. In the course of theoretical studies and after modeling taking into account the oscillation processes of freight cars at different loading modes the dependences of the main dynamic indicators on the movement speed were obtained. Originality. The influence of inertial characteristics of bodies of various types of freight rolling stock and loading modes on the dynamic load of a car was first explored in order to solve the problem of predicting the rolling stock dynamics and indicators of its interaction with the track. The results of theoretical studies taking into account the movement speed along curved track sections of small and medium radius were obtained. Practical value. The presented calculation results make it possible to determine the optimal values of such parameters as dead weight, height of the mass center and car base length when solving the problems of modernizing the operated car fleet and determining the reserves for increasing their carrying capacity. They make it possible to solve the problems of finding the optimal directions for modernizing the rail vehicle; contribute to the creation of technical conditions for the manufacture of new and modernization of the operated freight cars and are aimed at increasing the level of reliability and safety of the transportation process in modern conditions on the railway transport.
Description
А. Швец: ORCID 0000-0002-8469-3902
Keywords
груз, вагон-платформа, вагон-хоппер, полувагон, динамические показатели, криволинейные участки пути, показатели взаимодействия подвижного состава с колеей, скорость движения, вантаж, вагон-платформа, вагон-хопер, піввагон, динамічні показники, криволінійні ділянки колії, показники взаємодії рухомого складу з колією, швидкість руху, cargo, flat wagon, hopper car, gondola car, dynamic indicators, curved track sections, track and rolling stock interaction indicators, movement speed, КТБМ
Citation
Швец А. А. Динамика взаимодействия некоторых типов грузовых вагонов с железнодорожной колеей. Наука та прогрес транспорту. 2020. № 5 (89). С. 142–159. DOI: 10.15802/stp2020/217649.