Безопасность движения вагона в кривых участках пути при различных технических состояниях системы вагон-путь

• Автор: Пермяков, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 175 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1 КРАТКИЙ ОБЗОР И АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИНАМИКИ И БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ.

1.1 Анализ исследований динамики вагона при движении по пути произвольного очертания

1.2 Анализ применяемых критериев устойчивости колеса на рельсе

и схода вагона.

1.3 Постановка задачи исследования.

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ВАГОНПУТЬ НА БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ.
2.1 Систематизация факторов в системе вагонпуть, отражающих техническое состояние и влияющих на безопасность.
2.2 Разработка модели вагонпуть, адаптивной к деградационным изменениям технического состояния

2.3 Выбор показателей динамики для оценки безопасности движения грузового вагона.

2.4 Разработка алгоритма преобразования данных о реальных участках пути, полученных с вагонапутеизмерителя, во входные данные математической модели движения грузового вагона
2.5 Верификация математической модели движения грузового вагона.
Основные выводы по разделу 2.
3 . ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОЦЕНКЕ ВЛИЯНИЯ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВАГОНОВ И ПУТИ НА ВКАТЫВАНИЕ КОЛЕСА НА ГОЛОВКУ РЕЛЬСА.
3.1 Оценка взаимовлияния величины базы и положения центра тяжести грузового вагона на безопасность движения.
3.2 Методика планирования эксперимента по оценке влияния пара
метров системы вагонпуть на безопасность движения вагона.
3.3 Численные исследования оценки влияния параметров содержания вагонов на безопасность движения
Основные выводы по разделу 3
4. ИССЛЕДОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ВАГОНОВ С РЕАЛЬНЫМ ТЕХНИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ СИСТЕМЫ ВАГОНПУТЬ.
4.1 Анализ реального состояния вагонов в эксплуатации.
4.2 Результаты моделирования вагонов с различным техническим состоянием на участках Свердловской железной дороги.
4.3 Определение параметров неровностей, обеспечивающих безопас ное движение с различным техническим состоянием ваго
Выводы по разделу 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников


Среди допущений, наиболее распространенных при вписывании вагонов в кривые, использовались следующие: силы тяги и торможения отсутствуют; круговая кривая имеет идеальную форму; поверхности катания считаются цилиндрическими или коническими; нагрузки, передающиеся на внешнюю и внутреннюю рельсовые нити; как и коэффициенты трения качения между колесами и рельсами, одинаковы; рельсы в поперечном и продольном направлении не деформируются; трение между гребнями колес и боковыми поверхностями головок рельсов не учитывается. Но, несмотря на то, что учет всех этих факторов в задачах квазистатического вписывания невозможен, в дальнейшем эта модель развивалась и нашла свое широкое отражение в работах [1, ]. H.A. Радченко [1] разработан способ исследования стационарных режимов-движения экипажей, соответствующих квазистатическому равновесию, в котором экипаж рассматривается как дискретная нелинейная механическая система с большим числом степеней свободы, состоящая из твердых тел, соединенных шарнирными, жесткими и упруго-диссипативными элементами. Рельсовый путь рассматривался как две балки бесконечной длины, лежащие на упругом основании. Для получения уравнений стационарного движения системы геометрические и физические нелинейности линеаризованы. Вопросы устойчивости движения рельсовых экипажей рассматриваются в работах М. Ф. Вериго, С. М. Куценко, MIJI. Коротенко, Н. А Радченко, Ю. В. Демина, JI. A. Длугач, В. А. Лазаряна, A. A. Львова [1, , , ]. Однако, позволяя оценить возможность устойчивости, этот метод не дает никакой информации об величине боковых сил, которая является одним из главных показателей при оценке движения экипажа в кривых, а также об устойчивости вагона от опрокидывания и от вползания гребня колеса на рельс. В связи с этим, возникает необходимость в моделях, основанных на динамическом подходе во временной области. Эти модели описывают вынужденные колебания рельсовых экипажей сложной нелинейной системой со многими степенями свободы при движении их по реальным неровностям пути, как в прямых так и в кривых. Впервые Ю. С. Роменом [] разработана и исследована на ЭВМ математическая модель для изучения сил взаимодействия в кривых экипажа и пути и накопления деформаций в рельсовой колее. С целью упрощения математической модели экипажа и использования единой системы координат тележка грузового вагона представлена в виде жесткого прямоугольника, т. Несмотря на это, с помощью таких моделей изучено влияние плавных изолированных детерминированных горизонтальных неровностей пути в кривой на боковое воздействие на путь полувагона. В ранних исследованиях движения рельсовых экипажей колебания экипажей в вертикальной плоскости симметрии и боковые колебания рассматривались раздельно, что обусловило разделение динамики на вертикальную и горизонтальную. Так в работах: Де Патера А. Д., Петрова Г. И., Тиби-лова Т. А., и д. Пространственные колебания железнодорожных экипажей как систем с большим числом степеней свободы исследовались в работах [4, 7, , , -]. В общем случае движение экипажа по пути переменной кривизны в плане и профиле следует рассматривать как сложное движение, являющееся суммой переносного и относительного. Уравнения связи координатных систем могут быть записаны с помощью классических углов Эйлера. Иногда более удобно использовать различные модификации эйлеровых углов, известные как самолетные углы [1]. Известно, что структура нелинейных сил инерции очень сложна. Если для их описания использовать эйлеровы углы, то это приводит к весьма громоздким тригонометрическим соотношениям между всеми шестью координатами и их производными. Как показывают исследования, для рельсового экипажа не вносит существенной погрешности допущение о том, что углы крена и тангажа малы, а угол рысканья имеет конечное значение [1]. Применительно к экипажу и его частям самолетные углы у, & Ф имеют названия: у - угол боковой качки, % - угол продольной качки (галопирование), ф- угол виляния []. Дифференциальные уравнения колебания экипажа обычно записываются относительно координатных осей, движущихся с постоянной скоростью вдоль оси пути как прямого так и криволинейного участка. Такое представление криволинейного движения приводит к весьма сложным нелинейным уравнениям. В работах Ю. С. Ромена, А . Я. Когана, И. А. Радченко, А. Н. Са-воськина, Т. П. Бурчака, В.