Расширение сферы применения бесстыкового пути в сложных эксплуатационных и природно-климатических условиях

• Автор: Суслов, Олег Александрович
• Шифр специальности: 05.22.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 184 с. : ил.

Оглавление
Введение.

1. Техникоэкономические особенности эксплуатации бесстыкового пути

1.1 Определение дополнительных затрат на движение поезда в кривых малого радиуса.

1.2 Определение полигона укладки типовой конструкции бесстыкового пути по действующим нормативным документам.

Выводы по главе

2. Анализ основных методов определения устойчивости бесстыкового пути.

2.1 Энергетический метод расчета устойчивости бесстыкового пути.

2.2 Метод дифференциальных уравнений равновесия.

2.3 Метод имитационного моделирования.

2.4 Метод конечных элементов

Выводы по главе
3. Моделирование устойчивости бесстыкового пути.
3.1 Теоретические основы метода конечных элементов
3.2 Конечноэлементная модель устойчивости бесстыкового пути
3.3 Установление критериев устойчивости пути
Выводы по главе
4. Расширение сферы применения бесстыкового пути на ВСЖД путем омоноличивания плеча балластной призмы.
4.1 Основные способы повышения поперечной устойчивости бесстыкового пути.
4.2 Оценка технической эффективности методов повышения устойчивости бесстыкового пути
4.3 Экспериментальные исследования сил сопротивления поперечным деформациям рельсошпальной решетки.
4.4 Омоноличивание плеча балластной призмы.
4.4.1 Технология омоноличивания балластной призмы
4.4.2 Эксплуатационные испытания омоноличивания балласта
Выводы по главе
5. Анализ устойчивости бесстыкового пути на основе электронного паспорта
5.1 Методы определения температурнонапряженного состояния плетей бесстыкового пути
5.2 Анализ сдвижек плети на маячных шпалах на основе электронного паспорта плети
5.3 Система ведения мониторинга бесстыкового пути на ВСЖД.
Выводы по главе
6. Экономические расчеты эффективности бесстыкового пути
6.1 Определение основных эксплуатационных расходов
6.2 Расчет натуральных показателей
6.3 Определение эффективности вариантов.
Заключение
Список литературы


Помимо дополнительного расхода энергии, в кривых, особенно малого радиуса, боковой износ идет гораздо быстрее именно в зоне принимающего конца рельса, одной из причин, ведущих к этому, служит наличие “угла” в стыке. Рассмотрим элементарную часть пути в кривой, длиной Д/. При проходе колесом угла в стыке колесо ударяется гребнем в принимающий рельс с углом удара- (р. Возникает сила удара Туд, которая направлена в сторону, противоположную движению поезда. Рис. Схема удара колеса об рельс в стыке с углом. В результате возникновения этой силы часть энергии движущегося поезда уходит на преодоление этой силы. Угол поворота между соседними участками будет равен разности углов поворота касательных (см. При достаточно малой длине хорды можно получить точные результаты угла поворота, однако слишком маленькие хорды дают маленькие значения стрел, это повышает влияние точности измерений на конечный результат, что в силу допущения об изначальной малости этих углов не желательно. В работе [] предложена методика перехода от стрел, измеренных к большой хорде в нескольких ее точках, к стрелам от хорды, которая стягивает эти точки по очереди. При этом способе результаты измерений меньше зависят от точности измерений и могут быть использованы в расчетах. Рис. Середину базовой хорды надо располагать напротив стыка. Минимальную длину необходимой хорды рационально назначить равной длине жесткой базы вагона. При этой длине желаемой хорды необходимо выполнить измерения 7-и стрел, в следующих точках: в стыке и по три измерения в каждую сторону от стыка, на расстоянии 1,/2 = 0,5 м друг от друга. Дл *¦«? Е ОЙ X 0*5 орды :Ь = -2 »5 м >. Рис. Схема съемки кривой методом стрел в зоне стыка Для удобства измерений и повышения их точности были сделаны держатели для хорды (рис. Измерения производятся по рабочей грани наружного рельса, в расчетном измерительном уровне ( мм ниже поверхности катания), как наиболее характерного по условиям эксплуатации, а так же для учета неравномерности износа рельса. Рис. Держатель хорды для измерений стрел изгиба кривой Для определения теоретических значений углов была создана конечноэлементная модель рельсошпальной решетки и смоделирован ее изгиб при укладке (см. Модель представляет собой звено рельсошпальной решетки, условно разделенное на три основных зоны: 1-зона рельса; 2 - зона рельса и накладок; 3- зона накладок (см. Рис. Рис. Зона рельса без накладок моделировалась обычным балочным элементом с характеристиками рельса по ГОСТ Р 5- (А = , см2, = см4, ]у = 4 см4). Зона рельса и накладок моделировалась балочными элементами, геометрические характеристики которых были определены с учетом влияния накладок (см. Рис. Характеристики балочного элемента зоны рельса и накладок Зона накладок (стыковая зона), моделировалась балочным элементом, геометрические характеристики которых учитывали отсутствие рельса (см. Шпалы моделировались в виде поперечных связей, жесткость скреплений на кручение моделировалась элементом, с линейной зависимостью момента сопротивления от угла поворота. Рис. Иф), к его паспортному значению (ЯПр) - Яф/Япр (см. Рис. Распределение кривизны пути по длине звена после изгиба 1 - при шестидырных накладках; 2- при четырехдырных накладках. Рис. Из графиков видно, что непосредственно в зоне стыка радиус больше своего паспортного значения, и переходы радиусов образуются в предстыковой и за-стыковой зонах, а значения “углов” увеличиваются с уменьшением радиуса. По разработанной методике были проведены измерения на участках главного хода ВСЖД. На рис. Я - 5 м, перегон Иркутск - Пассажирский - Кая, - км. Рис. Очевидно, что теоретические и фактические значения углов различны. Данный факт объясняется тем, что в процессе эксплуатации значения этих “углов” интенсивно изменяются в большую сторону под воздействием поездной нагрузки. Итоговые результаты измерения углов в кривых различного радиуса и их среднеквадратичные отклонения приведены в табл. Суммарные потери от прохождения углов в стыках зависят от числа стыков и количества пройденных через него осей. V ОСЬ . Вычисление суммарных потерь от соударения колес подвижного состава со стыковыми неровностями произведем в табличной форме (см.