УКД 625.032
к.э.н. Баймухамбетова Мария Куандыковна
Колледж железнодорожного транспорта, Казахстан
корректности учета динамики
пространственных взаимодействий вагонов
в составе поезда
Продемонстрируем применение предлагаемой
методики [1] моделирования движения для решения некоторых практически важных
задач динамики исследуемой системы поезд-путь. Параметры ее элементов (т.е.
экипажей и пути) примем согласно [2, 3]
(таблица 1).
Рассмотрим, прежде всего, результаты
моделирования продольно-вертикальных (т.е. с учетом колебаний по координатам 
) движений описанного в /4/ миксерного поезда. Моделирование
указанных движений было проведено в различных эксплуатационных режимах
(трогания, полного служебного торможения), на пути различного очертания (прямом
горизонтальном, ломаном в профиле), для случаев, когда зазоры в межэкипажных
соединениях (продольные и поперечно-вертикальные) на него влияли и не влияли.
Для всех вариантов расчета, осциллограммы продольных сил в поезде были
сопоставлены с осциллограммами тех же усилий, полученными при моделировании одномерных
(только по координате 
) его движений в тех же условиях. Результаты такого
сопоставления свидетельствуют о несущественности влияний подпрыгиваний и галопирований
кузовов экипажей на 
. Так, во всех рассмотренных случаях движения, влияние указанных
колебаний на амплитудные значения продольных сил не превысило 11%. Однако,
как будет показано ниже, учет этих колебаний весьма существенен при решении
ряда других задач динамики поезда.
Далее
были исследованы продольно-горизонтальные (т.е. с учетом колебаний по
координатам 
и 
) движения того же поезда. Моделирование этих движений велось
в режимах тяги и торможения на прямом и криволинейном в плане пути, в случаях,
когда зазоры в упряжи на него влияли и не
влияли.
Таблица 1
– Значения параметров экипажей
|
Обозначение, размерность
|
Тип экипажа |
||
|
локомотив |
миксер |
полувагон |
|
|
Fo, кН |
210 |
0 |
0 |
|
m, т |
8,20 |
29,25 |
7,65 |
|
m1, т |
1,00 |
2,00 |
0,415 |
|
kk, МН/м |
374 |
374 |
374 |
|
L, м |
8,50 |
16,30 |
5,85 |
|
lc, м |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
|
nu, шт |
6 |
16 |
4 |
|
Jo, кНмс2 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
|
R, м |
1,05 |
0,95 |
0,95 |
|
l1, м |
14,00 |
28,20 |
8,65 |
|
l2, м |
4,30 |
8,80 |
4,30 |
|
|
4,30 |
8,80 |
4,30 |
|
|
0,50 |
0,30 |
0,50 |
|
|
4 |
16 |
4 |
|
|
10 |
40 |
10 |
|
|
6 |
24 |
6 |
|
|
15 |
60 |
15 |
|
|
10 |
11 |
5 |
Осциллограммы
SL(I) были сопоставлены с осциллограммами этих
же сил, полученными при моделировании продольных колебаний поезда в тех же уcловиях. Сопоставление указанных
осциллограмм свидетельствует о не очень существенном, хотя и более
значительном, чем вертикальных колебаний, влиянии относов и виляний частей
экипажей на эти усилия. В частности, во всех рассмотренных вариантах
определения горизонтальных колебаний поезда, такое влияние не превосходило 15%.
Однако, как и в предыдущем случае, следует отметить, что учет всех видов
колебаний поезда, в общем случае, крайне важен для обеспечения корректности
определения его движений.
|
|
|
|
Рисунок 1 а
– Осциллограммы продольных сил в сжатом поезде, трогающемся на прямом профиля
пути, при продольных движениях |
Рисунок 1 б – Осциллограммы
подпрыгиваний кузовов экипажей сжатого поезда, трогающегося на прямом
горизонтальном пути, при пространственных движениях |
Наконец, были исследованы пространственные
(т.е. с учетом колебаний по координатам 
) движения поезда на пути различного очертания. Результаты
определения таких движений приведены на рисунке 1. Причем, на рисунке 1
а, - приведены осциллограммы SL(I): на рисунке 1 б, - осциллограммы 
и 
; на рисунке 3 г, 4
г; 3 е, 4 е, 4 ж – осциллограммы боковых
относов тележек, на рисунке 3 д, 4 д; 1 г, 2 г, 3 ж, 4 з, 4 и - осциллограммы 
и 
. Перечисленные осциллограммы относятся к случаям троганий
предварительно сжатого (зазоры в упряжи влияют на переходные процессы)
миксерного поезда на прямом горизонтальном профиле (рисунок 1).
|
|
|
|
Рисунок 1 в – Осциллограммы
галопирований кузовов экипажей сжатого поезда, трогающегося на прямом
горизонтальном пути, при пространственных движениях |
Рисунок 1 г – Осциллограммы
влияний кузовов экипажей сжатого поезда, трогающегося на прямом
горизонтальном пути, при пространственных движениях |
Параметры межэкипажного сопряжения:
Параметры пути: 
Сравнение
упомянутых осциллограмм SL(I),
относящихся к первым трем, из рассматриваемых, случаям движения (на горизонтальной
прямой, переломе профиля пути и кривой в плане) с осциллограммами тех же
усилий, полученными при исследовании продольных, а также
продольно-вертикальных и продольно-горизонтальных движений поезда в тех же
условиях [4-6], дает основания утверждать, что учет его пространственных
колебаний приводит к более существенному изменению как характера, так и
амплитудных значений этих усилий по сравнению со случаями независимого
исследования колебаний.
Еще существеннее, от рассмотренных отличаются осциллограммы тех же продольных усилий,
относящиеся к случаю пространственных движений поезда на пути, максимально
допустимо, СНИП и ПТЭ, искривленном в
профиле и плане одновременно 
км, 
м. Однако, даже в этом, экстремальном случае, несмотря на
все отмеченные различия, глобальный характер осциллограмм SL(I) меняется не радикально, а изменения их амплитудных
значений, относительно случая одномерных колебаний поезда, не превышают 30%.
Анализ приведенных результатов исследований движений поезда различной
пространственной размерности на пути различного очертания свидетельствует,
таким образом о возможности оценки продольной нагруженности его экипажей из
рассмотрения, в большинстве случаев, только продольных их колебаний. Являясь
величинами векторными и слагаясь из продольных, а также поперечных
составляющих, силы взаимодействий экипажей, даже без изменения амплитуд и
временных характеристик 
, а лишь вследствие изменения иных, влияющих на них факторов
(
и т.д.), могут оказывать весьма различное, а порой и
противоположное влияние на состояние и характер движения поезда. Из изложенного
следует, что решение многих практически важных задач упомянутой системы
требует достаточно корректного учета динамики пространственных взаимодействий
экипажей в поезде, реализация которого, как отмечалось с успехом может быть
осуществлено с использованием разработанной методики.
Выводы. Одной
из проблем успех разрешения которой, в значительной степени, зависит от
корректности учета создающейся в процессе движения
поезда, динамической пространственной конфигурации системы является устойчивость
экипажей против их выдавливания (выдергивания) и схода с рельсов, а также
оценки рациональности параметров этой системы, исходя из критерия такой
устойчивости.
Литература
1. Грузовые вагоны колеи 1520мм железных дорог СССР: Альбом. -
М.: Транспорт, 1982. - 111 с.
2. Строительные нормы и
правила. Ч.2. Нормы проектирования. Глава 39 Железные дороги колеи
1520мм: СНиП П-39-76. Утв. Госстроем СССР. - М.: Стройиздат, 1977. - 70 с.
3. Тепловозы СССР: Каталог справочника. -
М.: НИИиформтяжмаш, 1974. - 176 с.
4. Лазарян B.A., Науменко Н.Е., Хачапуридзе Н.М. Математическое
моделирование движения конвейерного поезда. - В книге: Колебания, прочность и
устойчивость сложных механических систем. Киев: Наук. думка, 1979, с. 85-92.
5. Блохин Е.П., Стамблер Е.Д. К вопросу об
устойчивости от схода с рельсов легковесных вагонов, движущихся в составах
тяжеловесных поездов. - В книге: Переходные
режимы движения и колебания подвижного состава. Днепропетровск: ДИИТ, 1973, с.
13-16. (Тр. ДИИТ; Вып. 143).
6. Блохин Е.П., Стамблер Е.Л. Об уточнении
задачи устойчивости от схода с рельсов легковесных вагонов, движущихся в
составах тяжеловесных поездов. - В книге: Проблемы механики железнодорожного
транспорта: Тез. докл. Всесоюз. конф. (Днепропетровск, май 1980г). Киев: Наук,
думка, 1980, с. 18-19.
УДК: 625.032
Баймухамбетова М.К. О корректности учета динамики пространственных
взаимодействий вагонов в составе поезда //
Разработана методика исследования динамики
пространственных взаимодействий экипажей в поезде.
The Designed methods of the study speakers spatial
interaction of the crews in train.
Сведения об авторах
Баймухамбетова
М.К., КУПС,050063, г. Алматы, мкр.
Жетысу-1, д. 32а, тел8-727-376-74-78, факс: 8-727-376-74-81, e-mail: kups@mail.kz.
