Динаміка піввагонів від дії поздовжніх сил
Loading...
Files
Date
2019
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UK: Мета. Основною метою роботи є дослідження впливу поздовжніх квазістатичних розтягувальних та стискних сил у піввагонах, що виникають за стаціонарних та перехідних режимів руху поїзда, на їх основні динамічні показники та показники взаємодії рухомого складу з рейковою колією з урахуванням можливості збільшення швидкості руху. Актуальність цього дослідження пов’язана з необхідністю контролювати поздовжні сили, що виникають за стаціонарних та перехідних режимів руху поїзда, у разі збільшення швидкості руху, маси й довжини поїздів, особливо вантажних, підвищення потужності локомотивів. Методика. Основним методом вивчення динамічної навантаженості піввагона на типових трьохелементних візках є математичне та комп’ютерне моделювання взаємодії рухомого складу та колійної структури на основі моделі просторових коливань зчепу вантажних вагонів. У теоретичному дослідженні розглянуто вплив квазістатичних поздовжніх розтягувальних та стискних сил залежно від зміни швидкості та значення сили від розтягання величиною 1 МН; 0,5 МН; 0 МН і до стискання 0,5 МН; 1 МН. Результати. У результаті теоретичних досліджень та після проведення моделювання з урахуванням процесів коливання піввагонів під дією квазістатичних поздовжніх сил, обмежених нормами до ± 1 МН (100 тс), отримано залежності основних нормованих технічною документацією показників з урахуванням величини швидкості руху. Наукова новизна. Досліджено вплив поздовжніх стискних та розтягувальних сил на динамічну навантаженість вантажного вагона з метою прогнозування динаміки рухомого складу, з урахуванням величини швидкості руху по криволінійних ділянках залізничної колії. Практична значимість. Застосування отриманих результатів може підвищити стійкість вантажного рухомого складу й міцність залізничної колії, що у свою чергу дозволить зняти деякі наявні обмеження допустимих швидкостей і збільшити технічну швидкість руху поїздів. Отримані залежності основних нормованих показників від поздовжньої квазістатичної сили дозволять прогнозувати розвиток відхилень і попереджати їх перетворення в небезпечні для руху поїздів.
RU: Цель. Основной целью работы является исследование влияния продольных квазистатических растягивающих и сжимающих сил в полувагонах, возникающих при стационарных и переходных режимах движения поезда, на их основные динамические показатели и показатели взаимодействия подвижного состава с рельсовой колеей с учетом возможности увеличения скорости движения. Актуальность данного исследования связана с необходимостью контролировать продольные силы, возникающие при стационарных и переходных режимах движения поезда, при увеличении скорости движения, массы и длины поездов, особенно грузовых, повышения мощности локомотивов. Методика. Основным методом изучения динамической нагруженности полувагона на типовых трехэлементных тележках является математическое и компьютерное моделирование взаимодействия подвижного состава и путевой структуры на основе модели пространственных колебаний сцепа грузовых вагонов. В теоретическом исследовании рассмотрено влияние квазистатических продольных растягивающих и сжимающих сил в зависимости от изменения скорости и значения силы от растяжения величиной 1 МН; 0,5 МН; 0 МН и до сжатия 0,5 МН; 1 МН. Результаты. В результате теоретических исследований и после моделирования с учетом процессов колебания полувагонов под действием квазистатических продольных сил, ограниченных нормами до ± 1 МН (100 тс), получены зависимости основных нормированных технической документацией показателей с учетом величины скорости движения. Научная новизна. Исследовано влияние продольных сжимающих и растягивающих сил на динамическую нагруженность грузового вагона для прогнозирования динамики подвижного состава с учетом величины скорости движения по криволинейным участкам железнодорожного пути. Практическая значимость. Применение полученных результатов может повысить устойчивость грузового подвижного состава и прочность железнодорожного пути, что в свою очередь позволит снять некоторые существующие ограничения допустимых скоростей и увеличить техническую скорость движения поездов. Полученные зависимости основных нормируемых показателей от продольной квазистатической силы позволят прогнозировать развитие отклонений и предупреждать их преобразования в опасные для движения поездов.
EN: Purpose. The aim of the work is to study the influence of longitudinal quasistatic tensile and compressive forces in gondola cars arising at stationary and transient modes of train movement on their main dynamic indicators and interaction indicators of rolling stock with a rail track, taking into account the possibility of speed increasing. The relevance of this study is related with the need to control the longitudinal forces arising during stationary and transient modes of train movement, with increasing speeds, masses and lengths of trains, especially freight ones, increasing the locomotives` power. Methodology. The main method for studying the dynamic loading of a gondola car on typical three-element bogies is mathematical and computer modeling of the interaction of rolling stock and track structure based on the model of spatial vibrations of freight cars` couplings. In a theoretical study, the influence of quasistatic longitudinal tensile and compressive forces is considered depending on the change in speed and the force value on the tension of 1 MN; 0.5 MN; 0 and before compression of 0.5 MN; 1 MN. Findings. As a result of theoretical studies and after modeling, taking into account the processes of oscillation of gondola cars under the action of quasistatic longitudinal forces limited by norms to ± 1MN (100 tf), the dependencies of the main parameters normalized by technical documentation are obtained taking into account the value of the movement speed. Originality. The influence of longitudinal compressive and tensile forces on the dynamic loading of a freight car is studied in order to solve the problem of forecasting the dynamics of rolling stock, taking into account the value of the speed along curved track sections. Practical value. Application of the results obtained can increase the stability of freight rolling stock and the strength of the railway track, which in turn will remove some existing restrictions on permissible speeds and increase the technical speed of trains. The obtained dependencies of the main normalized indices on the longitudinal quasistatic force will make it possible to predict the development of deviations and prevent their transformation into the dangerous ones for train movement.
RU: Цель. Основной целью работы является исследование влияния продольных квазистатических растягивающих и сжимающих сил в полувагонах, возникающих при стационарных и переходных режимах движения поезда, на их основные динамические показатели и показатели взаимодействия подвижного состава с рельсовой колеей с учетом возможности увеличения скорости движения. Актуальность данного исследования связана с необходимостью контролировать продольные силы, возникающие при стационарных и переходных режимах движения поезда, при увеличении скорости движения, массы и длины поездов, особенно грузовых, повышения мощности локомотивов. Методика. Основным методом изучения динамической нагруженности полувагона на типовых трехэлементных тележках является математическое и компьютерное моделирование взаимодействия подвижного состава и путевой структуры на основе модели пространственных колебаний сцепа грузовых вагонов. В теоретическом исследовании рассмотрено влияние квазистатических продольных растягивающих и сжимающих сил в зависимости от изменения скорости и значения силы от растяжения величиной 1 МН; 0,5 МН; 0 МН и до сжатия 0,5 МН; 1 МН. Результаты. В результате теоретических исследований и после моделирования с учетом процессов колебания полувагонов под действием квазистатических продольных сил, ограниченных нормами до ± 1 МН (100 тс), получены зависимости основных нормированных технической документацией показателей с учетом величины скорости движения. Научная новизна. Исследовано влияние продольных сжимающих и растягивающих сил на динамическую нагруженность грузового вагона для прогнозирования динамики подвижного состава с учетом величины скорости движения по криволинейным участкам железнодорожного пути. Практическая значимость. Применение полученных результатов может повысить устойчивость грузового подвижного состава и прочность железнодорожного пути, что в свою очередь позволит снять некоторые существующие ограничения допустимых скоростей и увеличить техническую скорость движения поездов. Полученные зависимости основных нормируемых показателей от продольной квазистатической силы позволят прогнозировать развитие отклонений и предупреждать их преобразования в опасные для движения поездов.
EN: Purpose. The aim of the work is to study the influence of longitudinal quasistatic tensile and compressive forces in gondola cars arising at stationary and transient modes of train movement on their main dynamic indicators and interaction indicators of rolling stock with a rail track, taking into account the possibility of speed increasing. The relevance of this study is related with the need to control the longitudinal forces arising during stationary and transient modes of train movement, with increasing speeds, masses and lengths of trains, especially freight ones, increasing the locomotives` power. Methodology. The main method for studying the dynamic loading of a gondola car on typical three-element bogies is mathematical and computer modeling of the interaction of rolling stock and track structure based on the model of spatial vibrations of freight cars` couplings. In a theoretical study, the influence of quasistatic longitudinal tensile and compressive forces is considered depending on the change in speed and the force value on the tension of 1 MN; 0.5 MN; 0 and before compression of 0.5 MN; 1 MN. Findings. As a result of theoretical studies and after modeling, taking into account the processes of oscillation of gondola cars under the action of quasistatic longitudinal forces limited by norms to ± 1MN (100 tf), the dependencies of the main parameters normalized by technical documentation are obtained taking into account the value of the movement speed. Originality. The influence of longitudinal compressive and tensile forces on the dynamic loading of a freight car is studied in order to solve the problem of forecasting the dynamics of rolling stock, taking into account the value of the speed along curved track sections. Practical value. Application of the results obtained can increase the stability of freight rolling stock and the strength of the railway track, which in turn will remove some existing restrictions on permissible speeds and increase the technical speed of trains. The obtained dependencies of the main normalized indices on the longitudinal quasistatic force will make it possible to predict the development of deviations and prevent their transformation into the dangerous ones for train movement.
Description
А. Швець: ORCID 0000-0002-8469-3902
Keywords
піввагон, динамічні показники, криволінійні ділянки колії, поздовжні сили, швидкість руху, полувагон, динамические показатели, криволинейные участки пути, продольные силы, скорость движения, gondola car, dynamic indicators, curved track sections, longitudinal forces, movement speed, КТБМ
Citation
Швець А. О. Динаміка піввагонів від дії поздовжніх сил. Наука та прогрес транспорту. 2019. № 6 (84). С. 142-155. DOI:10.15802/stp2019/195821.