Please use this identifier to cite or link to this item: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11027
Title: Improving a Methodology of Theoretical Determination of the Frame and Directing Forсes in Modern Diesel Trains
Other Titles: Удосконалення методики теоретичного визначення рамної та направляючої сил сучасного дизель-поїзда
Совершенствование методики теоретического определения рамной и направляющей сил современного дизель-поезда
Authors: Kovalchuk, Vitalii V.
Kuzyshyn, Andrii Ya.
Kostritsa, Sergey A.
Sobolevska, Yuliia H.
Batig, Andriy V.
Dovhanyuk, Stepan S.
Keywords: diesel train
frame force
wheel set
directing force
railroad
irregularity
дизель-поїзд
рамна сила
колісна пара
направляюча сила
залізнична колія
нерівність
дизель-поезд
рамная сила
колесная пара
направляющая сила
железнодорожный путь
неровность
КРС (ЛФ)
КТБМ
КФД (ЛФ)
КВВГ
Issue Date: 2018
Publisher: PC "Technology Center", Ukrainian State University of Railway Transport, Kharkov
Citation: Improving a methodology of theoretical determination of the frame and directing forces in modern diesel trains / V. Kovalchuk, A. Kuzyshyn, S. Kostritsa, Ju. Sobolevska, A. Batig, S. Dovhanyuk // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2018. – № 6/7 (96). – P. 19–25. – doi: 10.15587/1729-4061.2018.149838. – A piece of text is given.
Abstract: EN: The method for determining the directing force was improved, taking into consideration the effect of transverse creep forces and the angle of the directing force inclination to the vertical axis. It was established that when determining the directing force, it is necessary to check the gap between the wheel flange and the rail head which is difficult to realize without computer simulation. When determining the frame force on the axle of the wheel set, a comprehensive approach was adopted taking into account geometric irregularities of the track path, both in vertical and horizontal planes; longitudinal and transverse creep forces at the point of the wheel-rail contact and influence of adjacent wheel sets of the diesel train car. Dependences of the frame and directing forces on speed of the carriage movement and the value of amplitude of the horizontal irregularity of the rail track were obtained. It was established that when moving in the straight section of the track, an increase in speed from 0 m/s to 50 m/s results in a rise in the value of the frame force: up to 8.3 kN for the first wheel set and 19.37 kN for the second wheel set and the directing force up to 31.38 kN for the first wheel set and up to 46.83 kN for the second wheel set. The increase in amplitude of the horizontal irregularity of the track, which is one of the primary causes of occurrence of forced oscillations of the carriage section above the springs also leads to an increase in numerical values of the forces of interaction of the rolling stock with the rail track. All this can bring about an increased power influence of the wheel set on the track and a negative impact on the basic criteria of traffic safety. Influence of the carriage movement speed on the value of transverse creep forces was studied. It has been established that with an increase in the carriage speed from 0 m/s to 50 m/s, these forces grow from 0 to 15.75 kN for the 1st wheel set and from 0 to 29.22 kN for the 2nd wheel set. This indicates impermissibility of neglecting the transverse creep forces when determining the directing force. Comparison of numerical values of the directing force determined by different methodologies was performed. It has been established that the methodology used in conducting forensic examination of railroad accidents may result in underestimation of fulfillment of the derailing condition. At the same time, calculations according to the formula improved in this study give an opportunity to obtain the results most approximate to the real operation conditions. Comparison of the experimental and theoretical calculated values of the frame force acting on the first wheel set of the diesel train car was made and their practical coincidence was shown. Discrepancy of the compared values of the frame force was within 7.2 %.
UK: Удосконалено метод теоретичного визначення направляючої сили з урахуванням дії поперечних сил крипа та кута нахилу направляючої сили до вертикальної осі. Встановлено, що при визначенні направляючої сили потрібно перевіряти зазор між гребенем колеса та головкою рейки, що важко здійснити без комп’ютерного моделювання. При визначенні рамної сили на осі колісної пари застосований комплексний підхід, який враховує геометричні нерівності рейкової колії як у вертикальній, так і в горизонтальній площині; поздовжні та поперечні сили крипа в точці контакту «колесо-рейка»; вплив суміжних колісних пар вагона дизель-поїзда. Отримано залежності рамної та направляючої сили від швидкості руху екіпажу та величини амплітуди горизонтальної нерівності рейкової колії. Встановлено, що під час руху в прямій ділянці колії збільшення швидкості руху від 0 м/с до 50 м/с призводить до зростання числового значення рамної та направляючої сили відповідно: 1-а колісна пара – до 8,3 кН, 2-га колісна пара – 19,37 кН; 1-а колісна пара – до 31,38 кН, 2-га колісна пара – до 46,83 кН. Збільшення амплітуди горизонтальної нерівності рейкової колії, яке є однією із першопричин появи вимушених коливань надресорної будови транспортного екіпажу, також призводить до зростання числових значень сил взаємодії рухомого складу з рейковою колією. Все це може призвести до підвищеного силового впливу колісної пари на рейкову колію та негативного впливу на основні критерії безпеки руху. Досліджено вплив швидкості руху екіпажу на величину поперечних сил крипа. Встановлено, що при збільшенні швидкості руху екіпажу від 0 м/с до 50 м/с ці сили зростають в діапазоні: І колісна пара – від 0 до 15,75 кН; ІІ колісна пара – від 0 до 29,22 кН. Це говорить про неможливість нехтуванням поперечними силами крипа при визначенні направляючої сили. Виконано порівняння числових значень направляючої сили, визначених за різними методиками. Встановлено, що методика, яка використовується при проведенні судових залізнично-транспортних експертиз, дозволяє проводити нижню оцінку виконання умови сходу колеса з рейки. При цьому розрахунки за формулою, яка була удосконалена у даній роботі, дають можливість отримувати результати, найбільш наближені до реальних умов експлуатації. Проведено порівняння експериментального та теоретичного розрахункового значення рамної сили на першій колісній парі вагона дизель-поїзда, а також показано їх практичне співпадіння. Відхилення порівнюваних значень рамної сили знаходиться у межах 7,2 %.
RU: Усовершенствован метод определения направляющей силы с учетом действия поперечных сил крипа и угла наклона направляющей силы к вертикальной оси. Установлено, что при определении направляющей силы нужно проверять зазор между гребнем колеса и головкой рельса, что трудно осуществить без компьютерного моделирования. При определении рамной силы на оси колесной пары применен комплексный подход, учитывающий геометрические неровности рельсового пути как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости; продольные и поперечные силы крипа в точке контакта «колесо-рельс»; влияние смежных колесных пар вагона дизель-поезда. Получены зависимости рамной и направляющей силы от скорости движения экипажа и величины амплитуды горизонтальной неровности рельсового пути. Установлено, что при движении в прямом участке пути увеличения скорости движения от 0 м/с до 50 м/с приводит к росту значения рамной и направляющей силы соответственно: первая колесная пара - до 8,3 кН, втарая колесная пара - 19,37 кН; Первая колесная пара - до 31,38 кН, втарая колесная пара - до 46,83 кН. Увеличение амплитуды горизонтальной неровности рельсового пути, которое является одной из первопричин появления вынужденных колебаний надрессорного строения транспортного экипажа также приводит к росту числовых значений сил взаимодействия подвижного состава с рельсовым путем. Все это может привести к повышенному силовому воздействию колесной пары на рельсовый путь и негативному влиянию на основные критерии безопасности движения. Исследовано влияние скорости движения экипажа на величину поперечных сил крипа. Установлено, что при увеличении скорости движения экипажа от 0 м/с до 50 м/с эти силы растут в диапазоне: І колесная пара - от 0 до 15,75 кН; ІІ колесная пара – от 0 до 29,22 кН. Это говорит о невозможности пренебрежения поперечными силами крипа при определении направляющей силы. Выполнено сравнение числовых значений направляющей силы, определенных по разным методикам. Установлено, что методика, используемая при проведении судебных железнодорожно-транспортных экспертиз, позволяет проводить нижнюю оценку выполнения условия схода колеса с рельса. При этом расчеты по формуле, которая была усовершенствована в данной работе, дают возможность получать результаты, наиболее приближенные к реальным условиям эксплуатации. Проведено сравнение экспериментального и теоретического расчетного значения рамной силы на первой колесной паре вагона дизель-поезда, а также показано их практическое совпадение. Отклонение сравниваємых значений рамной силы находится в пределах 7,2%.
Description: V. Kovalchuk: ORCID 0000-0003-4350-1756; A. Kuzyshyn: ORCID 0000-0002-3012-5395; S. Kostritsa: ORCID 0000-0002-7922-0975; Yu. Sobolevska: ORCID 0000-0002-8087-2014; A. Batig: ORCID 0000-0003-1205-600; S. Dovhanyuk: ORCID 0000-0003-1320-3192
URI: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11027
Other Identifiers: doi: 10.15587/1729-4061.2018.149838
Appears in Collections:Статті КВВГ
Статті КРС (ЛФ)
Статті КФД (ЛФ)
Статті КТБМ

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Kovalchuk_6_7_96_2018.pdfA piece of text is given.51,88 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.