Исследование сопряжения элементов продольного профиля железнодорожного пути посредством имитационного моделирования

• Автор: Исламов, Айдар Рафатович
• Шифр специальности: 05.22.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 274 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 РАЗВИТИЕ МЕТОДИК ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ

1.1 Развитие норм проектирования железных дорог России

1.2 ЭВМ в проектировании

1.3 Программные продукты развития проектирования

1.4 Нормы проектирования продольного профиля и моделирование движения подвижного состава

1.5 Критерии проектирования продольного профиля и отражение их в нормах

1.6 Переломы профиля

1.7 Выводы по первой главе и постановка задачи исследования

ГЛАВА 2 СИЛОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА ПО ПЕРЕЛОМАМ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ
2.1 Компьютерное моделирование
2.2 Работа в программном комплексе «Универсальный механизм»
2.2.1 Алгоритм работы в программном комплексе «ЫМ»
2.2.2 Продольная динамика поезда
2.2.3 Вертикальные силы, возникающие в поезде
2.3 Апробация программного комплекса «Универсальный механизм»
2.4 Анализ по критериям безопасности и плавности движения поезда
2.5 Выводы по второй главе
ГЛАВА 3 БИКЛОТОИДНЫЕ ВЕРТИКАЛЬНЫЕ КРИВЫЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СОПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ
3.1 Стабильность продольного профиля на участках его переломов
3.2 Биклогоидное проектирование переломов профиля
3.2.1 Работа в программном комплексе «Универсальный механизм»
3.2.2 Продольная динамика и вертикальные силы, возникающие в поезде

3.3 Анализ силовых параметров движения поезда по «биклотоидным» переломам продольного профиля
3.4 Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УВЕЛИЧЕННЫХ ПЕРЕЛОМОВ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ И БИКЛОТОИДНОГО СОПРЯЖЕНИЯ
4.1 Рекомендации по применению увеличенных переломов продольного профиля
4.2 Движение тяжеловесных поездов
4.3 Экономическая эффективность
4.4 Учет качества пути при определении силового воздействия экипажа на путь посредством имитационного моделирования
4.5 Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А - Результаты тяговых расчетов и имитационного моделирования
движения поезда на заданном участке пути (пример 1)
ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Результаты тяговых расчетов и имитационного моделирования
движения поезда по переломам продольного профиля, сопряженным вертикальными
кривыми (пример 2)
ПРИЛОЖЕНИЕ В - Показания динамометрического вагона и значения сил в межвагонном
соединении, полученные имитационном моделированием движения поезда
ПРИЛОЖЕНИЕ Г - Результаты имитационного моделирования движения поезда по
переломам продольного профиля, сопряженным биклотоидами
ПРИЛОЖЕНИЕ Д - Продольный профиль железнодорожного пути участка
Юдино - Екатеринбург

ВВЕДЕНИЕ
Железнодорожная инфраструктура одна из основных экономических и социальных сфер государства. Железные дороги - это элемент единой транспортной системы страны, поэтому проектирование железнодорожных объектов представляет собой важную и ответственную область. Железные дороги должны соответствовать потребностям в перевозке в полном объеме с требуемыми критериями комфортности, безопасности движения.
Актуальность работы
Любое проектирование профиля железной дороги (новое строительство, реконструкция или капитальный ремонт пути) опирается на неукоснительное следование требованиям норм в отношении переломов продольного профиля. При этом соблюдение существующих норм проектирования [1-3] приводит к большим запасам, что делает проект более дорогим. Например, несоблюдение норм (движение тяжеловесных поездов по переломам, запроектированным по нормам прошлых лет) не приводит ни к каким «отрицательным» последствиям. Кроме того, нормы «ориентированы» на идеальный по качеству путь, что не всегда соответствует действительности.
Определяя усилия и их изменения, возникающие при прохождении поезда по переломам продольного профиля, посредством имитационного моделирования, можно получить не только обоснованные параметры, но и более экономически выгодные решения, учитывающие качественные характеристики пути.
Исследования, выполненные в настоящей работе, соответствуют приоритетным направлениям развития отрасли.
Цель настоящей работы: исследование силовых параметров процесса движения поезда через сопряженные элементы продольного профиля и на основе этого разработка и научное обоснование методики проектирования переломов продольного профиля с применением компьютерного моделирования.

Рисунок 2.7 - Пример применения тригонометрического круга для описания вертикальной кривой
продольного профиля
На рисунке 2.7 угол <р = Зтс/2 - Д, вертикальный угол перелома продольного профиля у — Р + [к- Количество точек, описывающих вертикальную кривую продольного профиля, определяется числом т делящим угол перелома профиля на равные углы, при этом должно выполняться условие 2.9 (на примере рис. 2.7):
рад т
Зяг „ , ,3;г „
Р <(р, <---------+ Р
I 2 1 ;
(2.9)
(2.10)
zJ+1 = Zj - Rb •(sincpj - sincpjt i)
3) Задание микрогеометрии пути.
В «ЦМ» предусмотрено три способа задания микрогеометрии пути -неровностей путевой структуры:
- в виде файла неровностей;
- в виде детерминированных зависимостей типа «просадка» или модуль синуса;
- путем программирования в среде «ИМ» с использованием файла управления. При загрузке из файла, в качестве микрогеометрии пути могут служить как
ранее, так и вновь созданные файлы с расширением «.way». Для создания нового файла неровностей используется специальный инструмент модуля моделирования, с помощью которого неровность создается как сумма произвольного числа неровностей