Вплив на динаміку вантажних вагонів поперечного зміщення візків
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. Робота спрямована на визначення впливу поперечного зміщення візка вантажного вагона з урахуванням величини швидкості руху на його основні динамічні показники та показники взаємодії рухомого складу з колією. Методика. Кількісну оцінку динамічних показників отримано методом математичного та комп’ютерного моделювання. Розрахункова схема враховує особливості взаємодії вагонів у складі поїзда: можливість прояву всіх форм коливань кузова в просторі, передачу поздовжньої сили у вертикальному та горизонтальному напрямках від сусідніх вагонів, облік технічного стану окремих частин вагона та їх конструктивних особливостей, а також різноманітні умови експлуатації. Результати. У процесі дослідження застосовано математичну модель зчепу з п’яти вантажних вагонів для вивчення динамічної навантаженості піввагона та колії. Проведено оцінку основних динамічних показників та показників взаємодії рухомого складу з колією у випадку поперечного зміщення візка під час руху по криволінійних ділянках залізничної колії. Обґрунтовано максимально можливі величини поперечного зміщення візка вантажного вагона. Наукова новизна. Доопрацьовано математичну модель зчепу вантажних вагонів у складі поїзда. У розрахункових схемах, що описують коливання, враховано особливості візків вантажних вагонів – забігання бокових рам. Модель дозволяє дослідити вплив зміни кута повороту центральної осі кузова вагона, що у свою чергу призводить до поперечного зміщення візків відносно один одного, на основні динамічні показники та показники взаємодії рухомого складу з колією. Уперше досліджено вплив поперечного зміщення візка з урахуванням зносів його деталей та вузлів під час руху на ділянках колії з нерівностями. Практична значимість. Результати розрахунків можна застосовувати під час оцінювання впливу поперечного зміщення візка на динамічні якості рухомого складу та показники взаємодії рухомого складу з колією з урахуванням зносів деталей та вузлів візка в разі руху в прямих і криволінійних ділянках колії з нерівностями. Застосування отриманих результатів сприятиме підвищенню стійкості вантажного рухомого складу в умовах підвищення швидкостей руху, що у свою чергу дозволить розробити технічні умови для реалізації ресурсозбережних технологій транспортування вантажів, які відповідають вимогам безпеки руху поїздів.
RU: Цель. Работа направлена на определение влияния поперечного смещения тележки грузового вагона с учетом величины скорости движения на его основные динамические показатели и показатели взаимодействия подвижного состава с колеей. Методика. Количественная оценка динамических показателей получена методом математического и компьютерного моделирования. Расчетная схема учитывает особенности взаимодействия вагонов в составе поезда: возможность проявления всех форм колебаний кузова в пространстве, передачу продольной силы в вертикальном и горизонтальном направлениях от соседних вагонов, учет технического состояния отдельных частей вагона и их конструктивных особенностей, а также различные условия эксплуатации. Результаты. В процессе исследования применена математическая модель сцепа из пяти грузовых вагонов для изучения динамической нагруженности полувагона и пути. Проведена оценка основных динамических показателей и показателей взаимодействия подвижного состава с колеей в случае поперечного смещения тележки при движении по криволинейным участкам железнодорожного пути. Обосновано максимально возможные величины поперечного смещения тележки грузового вагона. Научная новизна. Доработана математическая модель сцепа грузовых вагонов в составе поезда. В расчетных схемах, описывающих колебания, учтены особенности тележек грузовых вагонов – забегания боковых рам. Модель позволяет исследовать влияние изменения угла поворота центральной оси кузова вагона, что в свою очередь приводит к поперечному смещению тележек относительно друг друга, на основные динамические показатели и показатели взаимодействия подвижного состава с колеей. Впервые исследовано влияние поперечного смещения тележки с учетом износов её деталей и узлов при движении на участках пути с неровностями. Практическая значимость. Результаты расчетов можно применять при оценке влияния поперечного смещения тележки на динамические качества подвижного состава и показатели взаимодействия подвижного состава с колеей с учетом износов деталей и узлов тележки при движении в прямых и криволинейных участках пути с неровностями. Применение полученных результатов будет способствовать повышению устойчивости грузового подвижного состава в условиях повышения скоростей движения, что в свою очередь позволит разработать технические условия для реализации ресурсосберегающих технологий транспортировки грузов, отвечающих требованиям безопасности движения поездов.
EN: Purpose. The work is aimed at determining the influence of the lateral displacement of a freight car bogie, taking into account the value of the movement speed on its main dynamic indicators and interaction indicators of the rolling stock and the track. Methodology. The quantitative assessment of dynamic indicators was obtained by the method of mathematical and computer modeling. The design scheme of the car takes into account the interaction peculiarities of cars as part of the train: the possibility of all modes of body vibration in space, the transmission of longitudinal force from neighboring cars in vertical and horizontal directions, taking into account the technical condition of individual parts of the car and their design features, as well as various operating conditions. Findings. During the research, a mathematical model of a coupling of five freight cars was applied to study the dynamic loading of a gondola car and a track. Main dynamic and interaction indicators of the rolling stock and the track in case of transverse bogie displacement when moving along curved track sections assessment were assessed. The maximum possible values of the lateral displacement of the freight car bogie were substantiated. Originality. The mathemati-cal model of the coupling of freight cars in the train has been improved. In the calculation schemes describing the vibrations of the cars, the peculiarities of the freight car bogies, lozenging of the bogie side frames are taken into account. The model makes it possible to study the effect of changing rotation angle of the central axis of the car body, which in turn leads to the lateral displacement of bogies relative to each other, on the main dynamic and interaction indicators of the rolling stock and the track. For the first time, the influence of transverse displacement of the bogie was investigated, taking into account the wear of its parts and assemblies when moving on track sections with unevenness. Practical value. The calculation results can be used to assess the influence of the bogie transverse displacement on the dynamic qualities of the rolling stock and interaction indicators of the rolling stock and the track, taking into account the wear of parts and units of the bogie when moving in straight and curved track sections with irregularities. The application of the results obtained will contribute to an increase in the stability of freight rolling stock in the conditions of increasing travel speeds, which in turn will allow developing technical conditions for the implementation of resource-saving technologies for transporting goods that meet the safety requirements of train traffic.
RU: Цель. Работа направлена на определение влияния поперечного смещения тележки грузового вагона с учетом величины скорости движения на его основные динамические показатели и показатели взаимодействия подвижного состава с колеей. Методика. Количественная оценка динамических показателей получена методом математического и компьютерного моделирования. Расчетная схема учитывает особенности взаимодействия вагонов в составе поезда: возможность проявления всех форм колебаний кузова в пространстве, передачу продольной силы в вертикальном и горизонтальном направлениях от соседних вагонов, учет технического состояния отдельных частей вагона и их конструктивных особенностей, а также различные условия эксплуатации. Результаты. В процессе исследования применена математическая модель сцепа из пяти грузовых вагонов для изучения динамической нагруженности полувагона и пути. Проведена оценка основных динамических показателей и показателей взаимодействия подвижного состава с колеей в случае поперечного смещения тележки при движении по криволинейным участкам железнодорожного пути. Обосновано максимально возможные величины поперечного смещения тележки грузового вагона. Научная новизна. Доработана математическая модель сцепа грузовых вагонов в составе поезда. В расчетных схемах, описывающих колебания, учтены особенности тележек грузовых вагонов – забегания боковых рам. Модель позволяет исследовать влияние изменения угла поворота центральной оси кузова вагона, что в свою очередь приводит к поперечному смещению тележек относительно друг друга, на основные динамические показатели и показатели взаимодействия подвижного состава с колеей. Впервые исследовано влияние поперечного смещения тележки с учетом износов её деталей и узлов при движении на участках пути с неровностями. Практическая значимость. Результаты расчетов можно применять при оценке влияния поперечного смещения тележки на динамические качества подвижного состава и показатели взаимодействия подвижного состава с колеей с учетом износов деталей и узлов тележки при движении в прямых и криволинейных участках пути с неровностями. Применение полученных результатов будет способствовать повышению устойчивости грузового подвижного состава в условиях повышения скоростей движения, что в свою очередь позволит разработать технические условия для реализации ресурсосберегающих технологий транспортировки грузов, отвечающих требованиям безопасности движения поездов.
EN: Purpose. The work is aimed at determining the influence of the lateral displacement of a freight car bogie, taking into account the value of the movement speed on its main dynamic indicators and interaction indicators of the rolling stock and the track. Methodology. The quantitative assessment of dynamic indicators was obtained by the method of mathematical and computer modeling. The design scheme of the car takes into account the interaction peculiarities of cars as part of the train: the possibility of all modes of body vibration in space, the transmission of longitudinal force from neighboring cars in vertical and horizontal directions, taking into account the technical condition of individual parts of the car and their design features, as well as various operating conditions. Findings. During the research, a mathematical model of a coupling of five freight cars was applied to study the dynamic loading of a gondola car and a track. Main dynamic and interaction indicators of the rolling stock and the track in case of transverse bogie displacement when moving along curved track sections assessment were assessed. The maximum possible values of the lateral displacement of the freight car bogie were substantiated. Originality. The mathemati-cal model of the coupling of freight cars in the train has been improved. In the calculation schemes describing the vibrations of the cars, the peculiarities of the freight car bogies, lozenging of the bogie side frames are taken into account. The model makes it possible to study the effect of changing rotation angle of the central axis of the car body, which in turn leads to the lateral displacement of bogies relative to each other, on the main dynamic and interaction indicators of the rolling stock and the track. For the first time, the influence of transverse displacement of the bogie was investigated, taking into account the wear of its parts and assemblies when moving on track sections with unevenness. Practical value. The calculation results can be used to assess the influence of the bogie transverse displacement on the dynamic qualities of the rolling stock and interaction indicators of the rolling stock and the track, taking into account the wear of parts and units of the bogie when moving in straight and curved track sections with irregularities. The application of the results obtained will contribute to an increase in the stability of freight rolling stock in the conditions of increasing travel speeds, which in turn will allow developing technical conditions for the implementation of resource-saving technologies for transporting goods that meet the safety requirements of train traffic.
Description
А. Швець: ORCID 0000-0002-8469-3902
Keywords
безпека руху, динамічні показники, зміщення візків, піввагон, швидкість руху, безопасность движения, динамические показатели, смещение тележек, полувагон, скорость движения, traffic safety, dynamic indicators, displacement of bogies, gondola car, movement speed, КТБМ
Citation
Швець А. О. Вплив на динаміку вантажних вагонів поперечногозміщення візків. Наука та прогрес транспорту. 2020. № 6 (90). С. 66–81. DOI: 10.15802/stp2020/223519.