Визначення впливу показників тертя в системі «Кузов – Візок» на динаміку вантажного вагона
Loading...
Files
Date
2014
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного траспорту імені акдеміка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
UK: Мета. Основними вимогами до конструкції вагонів нового покоління, згідно Програми оновлення рухомого складу, є вимоги, які дозволять знизити експлуатаційні витрати й підвищити економічну ефективність їх використання з урахуванням досягнень науково-технічної думки. У зв’язку з актуальністю цієї тематики робота присвячена дослідженню впливу коефіцієнту тертя в опорному з’єднанні «п’ятник – підп’ятник – ковзуни» вантажних вагонів на їх основні динамічні показники – коефіцієнти горизонтальної та вертикальної динаміки, прискорення кузова, рамну силу, коефіцієнт стійкості від сходу з рейок. Методика. Дослідження проводилось методом чисельного інтегрування та математичного моделювання динамічної завантаженості вантажного вагону
з використанням програмного комплексу «Dynamics of Rail Vihscles» («DYNRAIL»). Результати. Дослідження
показали, що вплив на показники безпеки руху мають не тільки параметри тертя в опорному з’єднанні «п’ятник – підп’ятник – ковзуни» вантажного вагона в порожньому й завантаженому стані з візками ЦНИИ-Х3 (модель 18-100). Вплив мають також інші складові динаміки руху вантажного вагона, а саме: радіуси кривих ділянок колії, висота зовнішньої рейки тощо. Наукова новизна. Автором досліджено вплив тертя на динамічну завантаженість вагона з використанням нових підходів до вирішення задачі прогнозування динаміки рухомого складу. Прогнозування здійснювалось на значно оновленому теоретичному матеріалі, який охоплює всю історію розвитку теорії тертя й включає результати новітніх експериментальних досліджень із урахуванням швидкості руху на прямих і кривих ділянках колії малого та середнього радіусу. Практична значимість. Одержані результати мають практичну спрямованість. У ході виконання теоретичних досліджень та після проведення моделювання
з поліпшеним методом урахування процесів тертя отримано залежності основних динамічних показників чотиривісного вантажного піввагона від значення коефіцієнта тертя в системі «кузов – візок» із урахуванням швидкості руху. Результати досліджень знайшли своє наукове використання в низці публікацій авторів у спеціальних та науково-популярних виданнях.
RU: Цель. Основными требованиями к конструкции вагонов нового поколения, согласно Программы обновления подвижного состава, являются требования, которые позволят снизить эксплуатационные расходы и повысить экономическую эффективность их использования с учетом достижений научно-технической мысли. В связи с актуальностью данной тематики работа посвящена исследованию влияния коэффициента трения в опорном соединении «пятник – подпятник – скользуны» грузовых вагонов на их основные динамические показатели – коэффициенты горизонтальной и вертикальной динамики, ускорения кузова, рамную силу, коэффициент устойчивости от схода с рельсов. Методика. Исследование проводилось методом численного интегрирования и математического моделирования динамической нагруженности грузового вагона с использованием программного комплекса «Dynamics of Rail Vehicles» («DYNRAIL»). Результаты. Исследования показали, что влияние на показатели безопасности движения имеют не только параметры трения в опорном соединении «пятник – подпятник - скользуны» грузового вагона в пустом и загруженном состоянии с тележками ЦНИИ-Х3 (модель 18-100). Влияние имеют и другие составляющие динамики движения грузового вагона, а именно: радиусы кривых участков пути, высота наружного рельса и т.п. Научная новизна. Автором исследовано влияние трения на динамическую загруженность вагона с использованием новых подходов к решению задачи прогнозирования динамики подвижного состава. Прогнозирование осуществлялось на значительно обновленном теоретическом материале, который охватывает всю историю развития теории трения и включает результаты новейших экспериментальных исследований с учетом скорости движения на прямых и кривых участках пути малого и среднего радиуса. Практическая значимость. Полученные результаты имеют практическую направленность. В ходе выполнения теоретических исследований и после моделирования с улучшенным методом учета процессов трения получены зависимости основных динамических показателей четырехосного грузового полувагона от значения коэффициента трения в системе «кузов – тележка» с учетом скорости движения. Результаты исследований нашли свое научное использование в ряде публикаций авторов в специальных и научно-популярных изданиях.
EN: Purpose. The main requirements for the design of a new generation of cars, according to the Program of rolling stock renovation, are the requirements reducing the operating costs and increasing the cost-effectiveness of their use, taking into account the achievements of scientific and technical thought. Due to the urgency of this subject the paper is devoted to the study of the friction coefficient influence in the bearing connection «center plate – center bowl – bearers» of freight cars on their main dynamic parameters – coefficients of horizontal and vertical dynamics, body acceleration, frame strength, derailment stability factor. Methodology. The study was conducted by numerical integration and mathematical modeling of the freight car dynamic loading using the software package «Dynamics of Rail Vehicles» («DYNRAIL»). Findings. Investigations have shown that the safety movement parameters are influenced by both the friction parameters in bearing connection «center plate – center bowl – bearers» of freight cars in empty and loaded state with bogies TSNII-X3 (model 18-100) and the other components of freight car dynamics, namely: radii of curved track sections, height of outer rail, etc. Originality. The author investigated the friction influence on the car dynamic loading using new approaches to solving the problem of predicting the rolling stock dynamics. Prediction was carried out on the basis of significantly updated theoretical material that covers all history of the friction theory and includes the results of recent experimental studies because of the speed on the straights and curves of small-and medium-range sections of the road. Practical value. The obtained results have practical orientation. During the research and after modeling with the improved method of accounting of friction processes dependencies of main dynamic parameters of a four-freight gondola on the value of the friction coefficient in the "body – bogie" with regard to speed were obtained. The results of scientific studies have found their scientific use in a number of author publications in the special scientific and popular publications.
RU: Цель. Основными требованиями к конструкции вагонов нового поколения, согласно Программы обновления подвижного состава, являются требования, которые позволят снизить эксплуатационные расходы и повысить экономическую эффективность их использования с учетом достижений научно-технической мысли. В связи с актуальностью данной тематики работа посвящена исследованию влияния коэффициента трения в опорном соединении «пятник – подпятник – скользуны» грузовых вагонов на их основные динамические показатели – коэффициенты горизонтальной и вертикальной динамики, ускорения кузова, рамную силу, коэффициент устойчивости от схода с рельсов. Методика. Исследование проводилось методом численного интегрирования и математического моделирования динамической нагруженности грузового вагона с использованием программного комплекса «Dynamics of Rail Vehicles» («DYNRAIL»). Результаты. Исследования показали, что влияние на показатели безопасности движения имеют не только параметры трения в опорном соединении «пятник – подпятник - скользуны» грузового вагона в пустом и загруженном состоянии с тележками ЦНИИ-Х3 (модель 18-100). Влияние имеют и другие составляющие динамики движения грузового вагона, а именно: радиусы кривых участков пути, высота наружного рельса и т.п. Научная новизна. Автором исследовано влияние трения на динамическую загруженность вагона с использованием новых подходов к решению задачи прогнозирования динамики подвижного состава. Прогнозирование осуществлялось на значительно обновленном теоретическом материале, который охватывает всю историю развития теории трения и включает результаты новейших экспериментальных исследований с учетом скорости движения на прямых и кривых участках пути малого и среднего радиуса. Практическая значимость. Полученные результаты имеют практическую направленность. В ходе выполнения теоретических исследований и после моделирования с улучшенным методом учета процессов трения получены зависимости основных динамических показателей четырехосного грузового полувагона от значения коэффициента трения в системе «кузов – тележка» с учетом скорости движения. Результаты исследований нашли свое научное использование в ряде публикаций авторов в специальных и научно-популярных изданиях.
EN: Purpose. The main requirements for the design of a new generation of cars, according to the Program of rolling stock renovation, are the requirements reducing the operating costs and increasing the cost-effectiveness of their use, taking into account the achievements of scientific and technical thought. Due to the urgency of this subject the paper is devoted to the study of the friction coefficient influence in the bearing connection «center plate – center bowl – bearers» of freight cars on their main dynamic parameters – coefficients of horizontal and vertical dynamics, body acceleration, frame strength, derailment stability factor. Methodology. The study was conducted by numerical integration and mathematical modeling of the freight car dynamic loading using the software package «Dynamics of Rail Vehicles» («DYNRAIL»). Findings. Investigations have shown that the safety movement parameters are influenced by both the friction parameters in bearing connection «center plate – center bowl – bearers» of freight cars in empty and loaded state with bogies TSNII-X3 (model 18-100) and the other components of freight car dynamics, namely: radii of curved track sections, height of outer rail, etc. Originality. The author investigated the friction influence on the car dynamic loading using new approaches to solving the problem of predicting the rolling stock dynamics. Prediction was carried out on the basis of significantly updated theoretical material that covers all history of the friction theory and includes the results of recent experimental studies because of the speed on the straights and curves of small-and medium-range sections of the road. Practical value. The obtained results have practical orientation. During the research and after modeling with the improved method of accounting of friction processes dependencies of main dynamic parameters of a four-freight gondola on the value of the friction coefficient in the "body – bogie" with regard to speed were obtained. The results of scientific studies have found their scientific use in a number of author publications in the special scientific and popular publications.
Description
С. Мямлін: ORCID 0000-0002-7383-9304; Л. Недужа: ORCID 0000-0002-7038-3006; А. Швець: ORCID 0000-0002-8469-3902
Keywords
вантажні вагони, ковзуни візків, швидкість руху, прямі та криві ділянки колії, динамічні показники, грузовые вагоны, скользуны тележек, скорость движения, прямые и кривые участки пути, динамические показатели, freight cars, side bearing, traveling speed, straight and curved track sections, dynamic performance, КВВГ, КБМ
Citation
Мямлін, С. В. Визначення впливу показників тертя в системі «кузов – візок» на динаміку вантажного вагона / С. В. Мямлін, Л. О. Недужа, А. О. Швець // Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – 2014. – № 2 (50). – С. 152 –163. – doi: 10.15802/stp2014/23792.