Определение условий обращения подвижного состава с использованием корреляции в показателях взаимодействия экипажа и пути

• Автор: Тихов, Михаил Сергеевич
• Шифр специальности: 05.22.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПУТИ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ СКОРОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

1.1. Постановка задачи.

1.2. Развитие теоретических методов исследования взаимодействия пути и подвижного состава с целью установления допускаемых скоростей движения.
1.3. Развитие экспериментальных методов исследования взаимодействия пути и подвижного состава для установления условий обращения

1.4. Правила установления скоростей

1.5. Возможность развития существующей методики в связи с

развитием экспериментальных методов

Выводы по главе 1

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ПО ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ ПУТИ И ЭКИПАЖА
2.1. Существующие методы проведения испытаний по установлению допускаемых скоростей движения подвижного состава
2.2. Определение количества сечений и заездов при проведении испытаний
2.3. Возможность оптимизации количества заездов и измерительных сечений
2.4. Взаимосвязь динамических процессов в экипаже и сил, действующих на путь
2.5. Использование информации о динамических процессах в экипаже на всем опытном участке для перехода к напряженному состоянию пути
на базе полученных взаимосвязей.
Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПУТИ.
3.1. Силы на наружном и внутреннем рельсе
3.2. Связь нагрузок от экипажа на путь и напряжений в рельсах.
3.3. Связь нагрузок от экипажа на рельсы и шпалы.
3.4. Возможность уменьшения количества измеряемых процессов
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ
4.1. Цели и методы существующих расчетов определения напряженного состояния пути под подвижной нагрузкой.
4.2. Достоинства и недостатки существующих методов
4.3. Развитие существующих уравнений для исследования колебаний пути в вертикальной плоскости как балки на многих неравноупругих опорах.
4.4. Метод решения уравнений
Выводы по главе 4.
ГЛАВА 5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВВЕДЕНИЯ ПРЕДЛАГАЕМЫХ
МЕРОПРИЯТИЙ.
Выводы по главе 5.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В настоящее время для установления условий обращения подвижного состава используется совокупность показателей напряженно-деформированного состояния пути при воздействии на него экипажа []. Однако, определение нескольких взаимосвязанных показателей воздействия подвижного состава на путь в отдельных сечениях пути значительно сужает объем получаемой в эксперименте информации. Между измеряемыми показателями на подвижном составе и в пути существуют корреляционные связи. Использование методов корреляционного анализа и математического моделирования для расчета показателей воздействия на путь при наличии экспериментальных данных о нагрузках, передаваемых от колес на рельсы, позволит значительно увеличить количество рассматриваемых в пути сечений и тем самым повысить достоверность получаемой экспериментальной информации. Целью исследования является разработка эффективного метода определения напряженно-деформированного состояния пути на участке большой протяженности для установления допускаемых скоростей движения подвижного состава на основе современных методов регистрации и обработки процессов взаимодействия пути и экипажа. В работе применяются следующие методы исследования: экспериментальное измерение напряженного состояния пути; математическая обработка результатов в процессе проведения экспериментов и математическое моделирование работы элементов пути под проходящим подвижным составом для установления допускаемых скоростей движения. Разработана в рамках НИОКР [] автоматизированная система обработки экспериментальных данных, которая внедрена при проведении приемочных испытаний подвижного состава по воздействию на путь. Методы экспресс-оценки получаемой экспериментальной информации используются при приемочных испытаниях подвижного состава и при проведении исследовательских работ в рамках НИОКР ОАО «РЖД», в частности использовались при проведении испытаний по теме «Оптимизация ширины рельсовой колеи» []. Основные результаты работы были доложены на 5 научно-технических конференциях, обсуждались на 3 научно-технических совещаниях отделения Комплексных испытаний и взаимодействия пути и подвижного состава ВНИИЖТ и представлены в 5 публикациях. ГЛАВА 1. Железнодорожный путь является сложной механической системой, работающей в условиях длительного воздействия серий кратковременных нагрузок, величина и характер действия которых обуславливаются конструкцией как пути, так и экипажной части подвижного состава. Возникающие при движении экипажа дополнительные динамические нагрузки от вписывания в кривые участки пути, при наличии геометрических и силовых неровностей пути могут приводить как к накоплению деформаций, а следовательно, и расстройств пути, так и к нарушению безопасности движения подвижного состава. Повышение статических и динамических нагрузок на железнодорожный путь приводит к увеличению интенсивности накопления его деформаций, что, в свою очередь, обуславливает повышение сил взаимодействия и ускоряет выход из строя отдельных элементов конструкции пути. В связи с этим, необходимо проведение широких теоретических и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния железнодорожного пути, рассматриваемого как единая механическая система, совершенствование методов расчета и измерения сил, действующих на путь как в прямых, что особенно актуально для широко развиваемого в настоящее время скоростного движения, так и в кривых участках рельсовой колеи. Задача определения оптимальных параметров железнодорожного пути, оценки испытываемых им в процессе работы нагрузок и деформаций возникла уже на начальном этапе строительства железных дорог. При сравнительно небольших осевых нагрузках и скоростях движения, большом расстоянии между шпалами главным лимитирующим фактором была прочность рельсов на изгиб. Поэтому определение допускаемых нагрузок на рельсы с достаточной точностью могло быть проведено на основе расчетов, на это также влияла сложность постановки эксперимента. Наиболее тяжелым подвижным составом в то время были паровозы, поэтому в -ом веке все предложенные варианты расчетов пути определялись именно для паровозов. Первая формула [] для расчета необходимой массы рельсов была предложена П.