Оценка влияния боковых опор кузова на безопасность движения и износ в контакте колеса и рельса

• Автор: Адильханов, Ержан Газизович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 269 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР РАБОТ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Анализ исследований динамики подвижного состава и его взаимодействие с ж.д. путем
1.2 Анализ конструктивных особенностей боковых опор тележек грузовых вагонов, применяемых в вагоностроении
1.3 Анализ программных комплексов для моделирования динамики 29 подвижного состава и его взаимодействия с ж.д. путем
1.4 Постановка цели и задач исследования
2 ОПИСАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА НА ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ ТЕЛЕЖКАХ
2.1 Расчетная схема грузового вагона и выбор системы координат
2.2 Описание силовых элементов, используемых в модели вагона
2.3 Описание модели вагона
2.3.1 Моделирование конструктивных особенностей трехэлементных тележек
2.4 Выбор показателей для оценки влияния параметров боковых скользунов на динамические качества грузовых вагонов, безопасность движения и износ в системе колесо и рельс
Выводы по разделу
3 ВЕРИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ. ТЕСТОВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ И СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМИ ДАННЫМИ
3.1 Верификация работы фрикционных гасителей колебаний
3.2 Верификация работы скользунов и узла пятник-подпятник
3.3 Тестовое моделирование движения и сравнение результатов с экспериментальными данными
Выводы по разделу

4 ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ БОКОВЫХ СКОЛЬЗУНОВ ПОСТОЯННОЕО КОНТАКТА ТЕЛЕЖЕК ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ НА ДИНАМИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА, БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ И
ИЗНОС В СИСТЕМЕ КОЛЕСО-РЕЛЬС
4Л Оценка влияния вертикальной жесткости и предварительной нагрузки упругого элемента боковой опоры на ходовые качества грузового вагона
4.2 Оценка влияния продольной жесткости упругого элемента скользуна постоянного контакта
4.3 Результаты моделирования движения вагона, оборудованного боковыми опорами с выбранными величинами параметров
4.4 Оценка наличия ролика упругокаткового скользуна
Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ А - Иллюстрация моделирования сил трения на поверхностях фрикционного гасителя колебаний двухосного действия (к
разделу 3)
ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Зависимости и таблицы численных значений компьютерного моделирования движения цистерны при оценке влияния вертикальной жесткости упругого элемента скользуна постоянного
контакта (статическая деформация 10 мм) (к разделу 4)
ПРИЛОЖЕНИЕ В - Зависимости и таблицы численных значений компьютерного моделирования движения цистерны при оценке влияния вертикальной жесткости упругого элемента скользуна постоянного
контакта (статическая деформация 22 мм) (к разделу 4)
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Зависимости и таблицы численных значений компьютерного моделирования движения цистерны при оценке влияния продольной жесткости упругого элемента скользуна постоянного контакта (к разделу 4)
ВВЕДЕНИЕ

Территория Российской Федерации становится одним из основных транспортных коридоров для доставки грузов из Юго-Восточной Азии и Дальнего Востока в Европу, что ведет к росту объемов железнодорожных перевозок и вызывает необходимость повышать эффективность работы дорог ОАО «РЖД», как при перевозке грузов, так и при ремонте подвижного состава и пути. В связи с этим, необходимо решение вопросов увеличения грузоподъемности вагонов, межремонтного пробега и допускаемых скоростей движения без ущерба для безопасности движения.
Вот уже более 50 лет грузовые вагоны эксплуатируются на тележках модели 18-100, которые, изначально, были спроектированы под осевую нагрузку 20,5 т. За это время осевая нагрузка без внесения каких-либо серьезных изменений в конструкцию тележки была увеличена до 23,5 т. Однако, с увеличением нагрузки на ось режим работы тележек начал отличаться от расчетного и стали проявляться конструктивные недостатки, которые приводят к возникновению значительных сил в зоне контакта колеса и рельса, интенсивному и неравномерному износу пар трения, недостаточно демпфируемым колебаниям вагона в движении.
В течение последних 10 лет многие научно-исследовательские и конструкторские организации решают данную задачу путем создания грузовых вагонов нового поколения с повышенными осевыми нагрузками и увеличенным межремонтным пробегом. Основные конструктивные решения, к которым прибегает вагоностроительная промышленность при создании тележек нового поколения это - применение упругих адаптеров между буксой и боковиной, скользунов постоянного контакта, билинейного рессорного подвешивания и др.
Опыт эксплуатации показывает, что существующая традиционная схема опирания кузова грузового вагона на ходовые части не обеспечивает безопасную эксплуатацию подвижного состава, что проявляется в

2 ОПИСАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА НА ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ ТЕЛЕЖКАХ
С целью разработки более точной математической с отображением всех основных свойств модели в данной диссертации с использованием использованием комплекса 3D моделирования "Dassault Systems Solidworks", автором была подготовлена полная графическая модель трехэлементной тележки (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Графическая 30 модель трехэлементной тележки с боковыми опорами постоянного контакта
Основное преимущество использования 3D моделей созданных в CAD - это максимально точное определение инерционных и геометрических свойств, а также возможность импорта созданной графической модели в другие CAD, САЕ комплексы для дальнейшей оценки методом конечных