Оценка устойчивости вагона с грузом со смещенным центром тяжести

Ситников, Сергей Анатольевич

Управление процессами перевозок

автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Оценка устойчивости вагона с грузом со смещенным центром тяжести

кандидата технических наук: Ситников, Сергей Анатольевич
город: Екатеринбург
год: 2007
специальность ВАК РФ: 05.22.08

Диссертация по транспорту на тему «Оценка устойчивости вагона с грузом со смещенным центром тяжести»

Автореферат диссертации по теме "Оценка устойчивости вагона с грузом со смещенным центром тяжести"

На правах рукописи

□ОЗОВ2В2Т

СИТНИКОВ СЕРГЕЙ АНАТОЛЬЕВ!

ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ВАГОНА С ГРУЗОМ СО СМЕЩЕННЫМ ЦЕНТРОМ ТЯЖЕСТИ

Специальность 05 22 08 - Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ЕКАТЕРИНБУРГ - 2007

Работа выполнена на кафедре «Станции, узлы и 1рузовая работа» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Уральский государственный университет путей сообщения»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Туранов Хабибулла Туранович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Анисимов Петр Степанович

кандидат технических наук, доцент Терзи Виктор Иванович

Ведущее предприятие Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Иркутский государственный университет путей сообщения»

Защита диссертации состоится "18" мая 2007 г в 10-00 на заседании диссертационного совета Д21801301 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" по адресу 620034, г Екатеринбург, ул Колмогорова, 66, ауд, 283 Fax 8-(343) - 358 - 55 - 91

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного университета путей сообщения

Автореферат диссертации разослан " // " Crsrpp/irf 2007 г

Отзыв на автореферат в 2-х экземплярах, заверенный печатью организации, просим направить в адрес ученого совета Университета

Ученый секретарь диссертационного совета

Асадченко В.Р.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Сохранная и своевременная доставка грузов грузополучателям предусматривает четкую и безопасную работу всей инфраструктуры железнодорожного транспорта Одной из основных причин, приводящих к сбоям в работе (отцепке вагонов на технических станциях) являются коммерческие браки Положение с обеспечением безопасности движения в сфере грузовых перевозок за последние шесть лет характеризуется как нестабильное Количество вагонов с коммерческими неисправностями на сети дорог России колеблется в пределах от 4500 до 5800 в год В том числе количество вагонов с расстройством креплений груза на открытом подвижном составе (ОПС) составляло в отдельные годы от 25% до 55% Среди тяжеловесных и крупногабаритных грузов, перевозимых на ОПС, достаточно большой удельный вес составляют грузы с несимметрично расположенным центром массы относительно центра пересечения осей вагона Смещение грузов относительно центра пересечения осей вагона возможно и в процессе транспортирования В результате этого, возможно нарушение устойчивости вагона с грузом, а также креплений, приводящих к развалу или развороту груза относительно вагона Нарушения устойчивости вагона с грузом со смещенным центром тяжести поперек ва1 она и креплений непосредственно создают угрозу безопасности движения поездов, сохранности грузов в пути следования и транспортных сооружений (железнодорожных путей, ЛЭП, мостов и др)

Безопасная и сохранная перевозка грузов, своевременная их доставка может быть достигнута разработкой и использованием более совершенных методик расчетов устойчивости вагона с грузом и креплений грузов В настоящее время в действующих ТУ при выполнении расчетов креплении грузов считается, что отсутствуют сдвиги груза относительно вагона. В действительности, как показали ходовые испытания, проведенные ВНИИЖТ, груз может совершать дополнительные колебания относительно пола вагона из-за ослабления креплений в пути следования Таким образом, груз во врем движения поезда находится на колеблющемся основании Колебания вагона и груза нося г случайный характер и достаточно трудно поддаются математическому описанию Возможно, по этой причине в действующих ТУ производя! ся ориентировочные расчеты устойчивости вагона с грузом и креплений грузов, размещенных со смещением общего центра тяжести поперек вагона, по допустимым предельным смещениям относительно продольной оси симметрии вагона, а специальные расчеты не выполняются

Цели и задачи работы. Разработка методики оценки устойчивости вагона с грузом и определения усилий, возникающих в гибких элементах креплений, с учетом несимметричного расположения груза поперек вагона

Другой не менее актуальной задачей является создание методики практического использования полученных результатов для оценки устойчивости вагона с грузом и расчета выбора креплений

Для достижения цели необходимо решение следующих задач

1) разработать расчетные и математические модели механической системы «путь-вагон-груз» при несимметричном размещении центра тяжести груза поперек вагона с учетом воздействия всех нормативных нагрузок с последующим проведением вычислительных экспериментов по определению давлений колесных пар вагона на рельсовые нити,

2) разработать математический аппарат моделирования нагруженности креплений негабаритного груза с плоским основанием, размещенного со смещением центра тяжести поперек вагона с последующим проведением вычислительных экспериментов по изучению нагрузочных способностей гибких элементов креплений груза при воздействии на систему «вагон-крепление-груз» нормативных нагрузок

Методика исследования. Для оценки устойчивости вагона с грузом применен принцип Даламбера Аналитические исследования по определению натяжений в гибких элементах крепления груза в механической системе «вагон-крепление-груз» базируются на основных положениях теоретической механики (принцип освобождаемости от связей, закон Кулона, закон Гука, условия равновесия относительного движения точки, принцип возможных перемещений) и сопротивления материалов (метод сечений, совместность деформации) Вычислительные эксперименты реализованы в инструментальной среде МаЛСАи с широким использованием методов последовательных приближений и итераций Обработка результатов этих исследований выполнена с использованием статистических методов обработок данных в среде МаШСАБ

Достоверность исследования Достоверность результатов исследований подтверждается опытными данными, полученными в процессе перевозки грузов, устойчивость вагона с грузом и крепление которых рассчитано по разработанным методикам, а также данными сравнительных расчетов усилий в гибких элементах креплений, полученными с применением методик, разработанных автором и другими исследователями

Основные положения, выносимые на защиту:

1) математическая модель устойчивости вагона с грузом при движении подвижного состава по кривому участку пути с учетом осадки комплектов пружин тележки вагона и наклона рамы вагона в сторону смещения общего центра тяжести груза,

2) математическая модель нагруженности креплений груза со смещенным центром тяжести на открытом подвижном составе

Научная новизна. Научная новизна состоит

1) в получении зависимости для определения давлений колесных пар открытого подвижного состава с грузом, расположенным со смещенным центром тяжести, на рельсовые нити,

2) обосновании и построении математической модели нагруженности креплений груза со смещением общего центра тяжести груза поперек вагона при действии внешних нормативных сил, имитирующих движение поезда

Практическая ценность. Практическую ценность составляют

1) Программы расчета усилий в гибких элементах креплений и давлений колес на рельсовые нити при несимметричном размещении центра тяжести негабаритного груза попрек вагона, на которые получены 6 Свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (№ 2006612566 от 26 05 2006, №2006611940 от 13 06 2006, № 2006612567 от 20.07.06, № 2006612668 от 28 07 06, № 2006611869 от 20 10.06, №2006613890 от 13 11 2006),

2) рекомендации о внесении корректив в таблицу 11 ТУ в части смещения общего центра тяжести груза.

Реализация результатов работы. Разработанные практические рекомендации приняты к использованию Службой коммерческой работы в сфере грузовых перевозок Южно-Уральской железной дороги филиала ОАО «Российские железные дороги» для проверки разработанных грузоотправителями схем размещения и крепления грузов на открытом подвижном составе

Кроме того, разработанная методика расчета креплений негабаритных грузов реализована в виде 6 пакетов программ для ПК Программы используются в научных исследованиях и учебном процессе кафедры «Станции, узлы и грузовая работа»

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Шестой научн - практич конф «Безопасность движения поездов» (Москва МИИТ, 2005 г), на 44-ой Всеросс научн -практич конф «Современные технологии - железнодорожному транспорту и промышленности» (Хабаровск ДВГУПС, 2006 г), на научн - практич конф «Повышение эффективности работы путевого хозяйства и инженерных сооружений железных дорог» (Екатеринбург УрГУПС, 2006 г), на VII междунар научн - конф «Кибернетика и технологии XXI века» (Воронеж ВГТУ, 2006), на Междунар научн - практич конф «Наука, техника, высшее образование: проблемы и тенденции развития» (г Поречь, Хорватия, 2006), на IV Всеросс научн - техн конф «Политранспортные системы (Транспортные системы сибири)» (Красноярск КГТУ, 2006 г), на Междунар научи - практич конф. «Наука, инновация и образование актуальные проблемы развития транспортного комплекса России)» (Екатеринбург. УрГУПС, 2006 г ) и на объединенном научном семинаре кафедр «Станции, уз-

лы и грузовая работа», «Управление процессами перевозок» и «Вагоны» УрГУПС (Екатеринбург, 2006 г )

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 22 научных работах (из них 15 статей написаны в соавторстве) и материалах конференции международного и регионального уровней

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов с выводами в каждой из них, общих выводов и рекомендации, библиографического списка, включающего 149 наименований, 132 страницы основного текста, в том числе 29 рисунков

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении дана общая характеристика диссертации с обоснованием актуальности темы

В первом разделе диссертации «Состояние вопроса и задачи исследований» подробно изучен литературный обзор по данному направлению исследований, сформулированы цель и задачи исследования Оценка устойчивости вагона с грузом со смещением его центра тяжести поперек вагона является совсем неизученной и мало исследованной Крепления грузов на вагоне с использованием действующей методики расчета крепления грузов (ТУ) изучены в работах докторов технических наук А Д Малова, В К Беш-кето, П С Анисимова, Львова А А. и других, а с использованием усовершенствованной методики расчета крепления грузов изучены в работах докторов технических наук В Б Зылева и X Т Туранова, проф В А Болотина, кандидатов технических наук Е Д Псеровской, Д Ю Королевой, М А За-чешигрива, М В Корнеева, Н В Власовой, О Ю Чуйковой, Е Н Тимухиной и других

В диссертации обоснована необходимость оценки устойчивости вагона с грузом и разработки усовершенствованной методики расчета усилий в гибких элементах креплений механической системы «вагон-крепление -груз» при перевозке негабаритного груза со смещением общего центра тяжести поперек вагона и движении поезда по кривому участку пути

Второй раздел диссертации «Моделирование нагруженности рельсовой колеи при несимметричном размещении общего центра тяжести груза поперек вагона» посвящен моделированию нагруженности рельсовой колеи при движении вагона с несимметричным размещением общего центра тяжести негабаритного груза поперек вагона с целью определения коэффициента устойчивости вагона с грузом Коэффициент устойчивости служит критерием оценки допустимой величины смещения общего центра тяжести груза Физическая модель вагона с грузом при движении состава по кривой представлена на рис 1, на котором приняты обозначения О и С?т - вес

груза и тары вагона, Фя - нормальная сила инерции, возникающая при

е+ч

Рис 1 Физическая модель вагона с грузом при движении состава по кривой движении поезда в кривой, как сила давления движущегося тела на рельсовые нити, поперечная Фу = Фе> и вертикальная Фг = Фег переносные силы инерции груза, поперечная Фту — Фтеу и вертикальная Фт2 = Ф„Е переносные силы инерции порожнего вагона, - сила, возникающая от воздействия на вагон с грузом автосцепных устройств смежных вагонов, Ж — сила аэродинамического сопротивления воздуха, С - центр тяжести груза, йцм — высота центра тяжести груза над уровнем головки рельса (УТР) с учетом наклона кузова относительно колесных пар из-за наличия комплектов

пружин в тележке, /гт - высота центра тяжести вагона, ^ - высота точки приложения силы Рас на вагон с грузом от УГР (1,06 м), - высота точки приложения силы аэродинамического сопротивления воздуха на вагон с грузом над УГР, ¿^-расстояния от точки приложения силы аэродинамического сопротивления воздуха до продольной оси симметрии ва! она, уМ -допускаемое поперечное смещение центра тяжести груза в вагоне в зависимости от веса груза и высоты общего центра масс вагона с грузом над УГР Также на нем обозначены- 25 - расстояние между кругами катания колесной пары вагона колеи 1520 мм, равное 1.580 м, А/г - возвышение наружной рельсовой нити, 9 - угол наклона наружной рельсовой нити относительно

внутренней, определяемый по формуле 0 ~~ ^ Здесь возвышение

наружной рельсовой нити /\Ъ определяется в зависимости от заданной скорости движения V, по которой должен быть пропущен поезд по кри-

А/:_ 25У2

вому участку пути по формуле " ' , ^ Ойаг\' где у — скоРость поезда в

м/с, 12,96 = 3,6 - переводной коэффициент м/с в км/ч, g - ускорение свободного падения, равное 9 81 м/с2, р - радиус кривизны кривого участка пути в м

Допустим, что при движении подвижного состава с грузом по кривому участку пути из-за возвышения наружной рельсовой нити происходит наклон рамы вагона в сторону внутренней нити по причине осадки комплектов пружин на боковой раме вагона, расположенных на стороне внутренней

рельсовой нити Угол наклона рамы вагона с грузом в сторону внутренней

( 6

рельсовой нити можно определить по формуле Л = агсШ „ > где Ъю -

Vй 31 иб у

вертикальное смещение точки контакта надрессорной балки с комплектами пружин из-за возвышения наружной рельсовой нити, мм, /н6 - расстояние между комплектами пружин, размещенных в проемах правой и левой боковой рамы, что соответствует расстоянию между серединными плоскостями буксового узла в мм (2036 мм)

Пусть несимметричное размещение груза относительно продольной оси симметрии вагона, например, будет осуществлено в сторону наружной рельсовой нити на величину уМ, принимаемое в зависимости от веса груза и высоты общего центра масс вагона с грузом над УТР по таблице 11 по ТУ Так, например, для веса груза С7 = = 294.3 кН (30 тс) и высоты общего центра тяжести вагона с грузом над УТР менее 2300 мм уМ ~ 0 290 м

Рама вагона и надрессорные балки передней и задней тележки от смещения центра масс (тяжести) ЦМсрг механической системы «груз - рама вагона» +уМ будут наклонены в сторону возвышения наружной рельсовой нити на угол С,, нагружая комплекты пружин опоры С и разгружая такие же пружины опоры О (рис 2,а)

Т1Ч

Рис 2 Размещение груза со смещением поперек вагона

При смещении же центра масс (тяжести) ЦМСрг механической системы «груз — рама вагона» на ~уМ рама вагона и надрессорные балки передней и задней тележки будут наклонены в сторону внутренней рельсовой нити на угол -С, нагружая комплекты пружин опоры I) и разгружая такие же пружины опоры С (рис. 2,6) В таком наклоненном положении рамы вагона и надрессорных балок будет находиться вагон с грузом в составе поезда

В математической модели смещение центра масс ЦМсрг в сторону наружной или внутренней рельсовой нити будет учтено лишь знаками смещения общего центра масс вагона с грузом уМ и угла С,

При смещении центра тяжести груза ЦТ0^ поперек вагона происходит наклона рамы вагона с грузом в сторону смещения груза При этом угол наклона рамы вагона с грузом можно определить по формуле С = аг^

где 8г — возможное вертикальное смещение точки приложения центра тяжести груза относительно продольной оси симметрии вагона на расстояние уМ, мм

Требуется установить влияние смещения общего центра тяжести груза поперек вагона при движении поезда по кривому участку пути на значения давлений колес на рельсовые нити Л^ и при заданном значении скорости поезда v, и коэффициенты устойчивости вагона.

Примем, что груз прикреплен к вагону креплениями в виде гибких элементов и что отсутствует перемещение груза поперек вагона Предположим, что высота общего центра тяжести вагона с грузом Ит относительно УГР с учетом наклона кузова относительно колесных пар из-за наличия комплектов пружин в тележке величина постоянная Допустим, что связь между колесами и рельсовыми нитями негладкая (с трением) поверхность Для решения прикладной задачи применили принцип освобождаемости от связей, закон Кулона, условия относительного равновесия твердого тела и плоской системы сил, закон равенства действия и противодействия

Вагон с грузом находится в равновесии под действием активных сил в виде силы тяжести груза и тары вагона <3 и , удерживающих вагон с грузом от опрокидывания, нормальной Ф„, поперечной Ф,, = Ф^ и вертикальной Фг = Фсг переносных сил инерции груза, поперечная Фту ~ Фте), и вертикальная = переносная сила инерции порожнего вагона, силы Рас, возникающей от воздействия на вагон с грузом автосцепных устройств

смежных вагонов, ветровой нагрузки IV , стремящейся опрокинуть вагон с грузом, реактивных сил в виде реакций боковой поверхности наружного рельса на гребень колеса колесной пары вагона Нв, реакций рельсов на колеса Л'л и Ив, а также сил трения /чР№ Р-^д и

уМ}

Все силы лежат на одной плоскости и не пересекаются в центре масс вагона с грузом (точке С) В связи с этим, имеем расчетную модель с координатными осями Оу и Ог, представленную на рис. 3

Рис 3 Расчетная модель вагона с грузом на кривом участке пути

Составим уравнения равновесия для вагона с грузом Считаем, что рельсовая нить, установленная с возвышением относительно внутренней, имеет наклон 6 противоположно отсчету углов Силы, действующие на вагон с грузом, являются плоской системой сходящихся сил, то достаточно составить три уравнения равновесия, приравняв нулю сумму проекций всех сил на ось у, взяв момент всех сил относительно точек В я А (см рис 3), и присоединив к ним формулу силы трения из закона Кулона

Нормальные реакции связи (рельсовой нити) в точках А и В отыскали по следующим аналитическим формулам

G{cos(0 + ti-C) (S - уМ) + sm(9 + rj - Q hj+ + Си(со8(0 + лМ + 51п(е + л) /0 + Ф„вт(9 + т1-0 (S~yM) + + W sin(6 + л - Q • {S + bw )- Ф Ди - Фг (S - уМ) - Фтг5 --Ф„со5(6 + Л-0 K,-WcosCO + л-О К +КА ~ - ФИ„Ы0 + л - О • Ля - sm(0+11-0 i)- Ф„А

HB=(<bn + W)cos(Q + r\-Q + <S>y-Gsm(Q + -r]-Q + + Фтп cos(0 + Л - Q + (Фту -FJ- Gm sin(9 + Л) - f(NA + NB), (2)

ТУ

(1)

н„ =

/,НВ2Б + Ф^+СсоБСе + п-О + + + Ст(сО8(0 + л) 5-зт(е + 11) ит) + + Фв(со8(0 + л-д К, +8111(6 + 1!-О (5 + уМ))+ +Рг(со8(е+т1-о /г„/+8ш(е+т1-д {б-ъ№))-ф2(Б+уМ)--Фт25-С81п(0+11-О +

+ Фт„ (С08(6 + п - О К + 81П(6 + п - О . 5) + ФтД

(3)

где/и_/в — коэффициенты трения при движении между поверхностями качения колес и рельсовых нитей и между боковой поверхностью наружного рельса и гранями колесных пар вагона, равные /с/1 2 (/о — коэффициент трения сцепления, известный для пар трения по справочным данным)

Из-за взаимозависимости уравнений (1) (3) не представляется возможным отыскать реакции связей ИА и Ив Для решения такой задачи воспользуемся методом последовательных приближений, находя реакцию связи Ив из уравнения (3) без учета силы трения между боковыми гранями рельса и гребней колес колесных пар вагона Р^ Подставляя найденное значение Нв в уравнение (2), определим значение реакции связи Нв Повторяя описанную последовательность до тех пор, пока найденные значения Ив не будут отличаться между собой, окончательно можно решить поставленную задачу

Коэффициенты устойчивости вагона с грузом можно определить по формулам

0^08(0 + ^-0 (5-^А/) + 81п(е + т1-0 0+ + СИ(СО8(9^Л) 5+ 8ш(е + Т1) •/;„)+

+ Ф„51П(0 + Т1-О (Я-УЛО + РГБШСО + 'П-О (5 + М +

т|£>

+ ЯП(0+Т1 -О 5

Л А к

фДи+фг(я-;'М) + Ф11со8(е + т1-0 ' (4)

+ Фи„со8(0 + л-г;) Аи+фтук /,Яг25 + Ссоз(0 + т1-г;) {Б + уМ) + вп СО8(0 + Л) 5 + ФД.+ + Ф„(со8(0 + л-С) К- + 31П(0 + "П - С) (5+уЛ/))+ + ^(со5(0 + л-С) Ир+Бтф + ч-О (5-М) + + Фт(со8(е + Т1-0 К + 81П(6 + Г)- О• 3)+Фщкт = МудА С81П(0 + Л-О К.+°т 51П(0 + Л) + + ФД5 + Ж) + ^Л+Фиг5

В случае, когда общий центр тяжести груза относительно продольной оси симметрии вагона смещен в сторону внутренней рельсовой нити, т е противоположно направлению оси Оу, то в формулах (1), (2) и (4), (5) значению уМ присваивается противоположный знак В этом случае учет направления угла наклона рамы вагона с грузом С, осуществляется по знаку уМ

Из полученных аналитических формул легко выводятся формулы, описывающие частные случаи, когда груз размещен симметрично относительно оси симметрии вагона и на него действует только нормальная сила инерции, и когда на груз действуют одновременно нормальная сила инерции и ветровая нагрузка

В третьем разделе диссертации «Результаты вычислительных экспериментов по определению давлений колесных пар вагона на рельсовые нити при смещении общего центра тяжести груза поперек вагона» подробно изложены результаты вычислительных экспериментов по определению давлении колесных пар вагона на рельсовые нити в случае смещения центра тяжести груза в сторону как наружной, так и внутренней рельсовой нити с учетом одновременных воздействий на вагон с грузом поперечных и вертикальных сил

Приводим результаты вычислительных экспериментов в случае смещения центра тяжести груза поперек вагона с применением инструментальной среды МаШСАГ) (Программа для ЭВМ «Расчет давлений колесных пар вагона на рельсовые нити при смещении общего центра тяжести груза поперек вагона при движении поезда по кривому участку пути» Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006612900 от 11 07 08 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам [15]) Исходные данные й = 9,81 - ускорение свободного падения, м/с2, (3 = М0в = 30981 = 294,3 - вес груза, кН, в, = 220 -вес тары вагона, кН, М ~ {(3 Ю3)/ё = 3 104 - масса груза, кг, МТ = (С, 103)/ё = 2,2 104 - масса тары вагона, кг,/0 = 0,15 - коэффициент трения сцепления,/ =_/Ь=^0/1 2 - коэффициенты трения при движении, V = 100 - скорость поезда, км/ч, р = 1200 - радиус кривизны кривой, м, Б = 0,79 - половина расстояния между кругами катания колесной нары вагона колеи 1520 мм, м, к = 1,48 -высота груза, м, = 2,05 - высота центра тяжести груза относительно УГР, м, /гт = 0,8 - высота центра тяжести вагона относительно УГР, м, И,у = 2,2 -высота точки приложения силы IV на вагон с грузом от УГР, м, Ьц' = 0,5 -расстояние от точки приложения силы (Т'~ до продольной оси симметрии вагона, м, 5го = 0,01 - принятое значение вертикального смещения точки контакта надрессорной балки с комплектами пружин из-за возвышения наружной рельсовой нити, м, /нб = 2,036 - длина надрессорной балки, м, сила аэродинамического сопротивления воздуха, действующая с боковой стороны груза Цг~ 3,998 кН

Максимальная величина поперечной силы инерции Ф^ определяется по весу груза и величине допустимого поперечного ускорения аеу, которая доходит до 0 4§, В число поперечных сил при проходе подвижного состава по кривым входит и нормальная сила инерции Ф„, зависящая от массы груза

М, скорости движения поезда V и радиуса кривизны кривой р Максимальная величина вертикальной силы инерции Фг определяется по массе груза и величине допустимого вертикального ускорения ае1, равного в пределах от О 46g до 0 6бg На их основе приняты следующие кинематические возмущения, передаваемые на груз со стороны пути и вагона аеу = 0,35g - переносное ускорение вагона по поперечной оси, м/с2 =103 кН), ае1 = 0,46g -переносное ускорение вагона по вертикальной оси, м/с2 (Ф2 =135,378 кН)

Возвышение наружной рельсовой нити А к = 0,104 м, угол наклона наружной рельсовой нити относительно внутренней 9 = 3,75 град и угол наклона рамы вагона от вертикальной осадки пружин из-за возвышения наружной рельсовой нити г] = 0,563 град Вычисленное значение нормальной силы инерции Ф„ = 19,29 кН.

Влияние смещения общего центра тяжести груза в сторону наружной рельсовой нити на наклон надрессорной балки осуществим с учетом следующих параметров смещение центра тяжести груза по поперечной оси в сторону наружной рельсовой нити уМ — 0,22 м, значение вертикального смещения точки на раме вагона из-за смещения общего центра тяжести вагона с грузом над УТР поперек вагона 5г = 0,0105 м, угол наклона рамы вагона от смещения центра тяжести груза поперек ва! она С = 2,862 град

Для примера, приведем результаты исследований в случае смещения общего центра тяжести груза с весом 300 кН (30 тс) на уМ — 0,220 м поперек вагона в сторону наружной рельсовой нити Вычисленные значения нормальных реакций колесных пар вагона на рельсовые нити и коэффициентов устойчивости вагона с грузом по формулам (1)-(5) оказались равными. N4 = 25, N¡10 = 349,682, Нво = 148,769, А^ = 368,278, Нт = 151,094, ЛГИ = 368,569, НВ2 = 151,13, ЛЪз = 368,573 Нвз = 151,131 кН, = 368,573, Нв4 = 151,131 кН, пв = 1,12 и Г[А = 4,33

Анализируя полученные результаты вычислительных экспериментов, можно отметить, что при заданных исходных данных в случае смещения центра тяжести груза поперек вагона уМ на 0,22 м в сторону рельсовой нити, установленной с возвышением, и действий поперечной силы инерции, равном 103 кН, нормальная реакция этой рельсовой нити достигает 368,57 кН (36,8 тс) (при уМ= 0 -ЫЛ = 65, Мв = 327,1 кН) Реакция наружной рельсовой нити на гребень колес вагона равна 151,1 кН Устойчивость вагона с грузом обеспечена (при _уЛ/ = 0 - г\в - 1,29 и г)А = 4)

Результаты вычисления нормальных реакций рельсовых нитей на колесные пары вагона А'а, Л'в и силы отжатия наружной рельсовой нити Нв при вариации смещения центра тяжести груза поперек вагона уМ в сторону

как наружной, так и внутренней рельсовой нити в пределах от 0 до 0 26 м для случая Фу = 0 в графическом виде представлены на рис 4 и 5

400

300

NB(yM) NA(yM) НВ(уМ)

200

100

0 50 100 150 200 250 300 уМ

Рис 4 Графические зависимости ЛГА =/(уМ), Мв =/(уМ) и Нв = /1уМ)

К (Я К

ё CJ

О.

к s

ЕГ 8

NB(yM)

• * m

1 о

60 40 20 0

-20

-300 -250 -200 -150 -100 -50 уМ

Смещение груза поперек вагона, мм

уМ = NB(yM) =

0 43 10545299

-20 31 18017901

-40 2414589934

-60 19 92814623

-80 17 10299695

-100 14 78507507

-120 12 51555187

-140 10 15014764

-160 7 74713305

-180 5 45533044

-200 3 40211524

-220 1 58141723

-240 -0 25827805

-260 -2 72592301

Рис 5 Графическая зависимость Ив =/(уМ)

Анализируя полученные результаты исследований, можно отметить, что нормальные реакции связи в точках контакта колес с рельсами в зависимости от смещения центра тяжести груза поперек вагона, как в сторону наружной рельсовой нити, так и в сторону внутренней рельсовой нити изменяются по нелинейному закону С увеличением смещения центра тяжести груза поперек вагона в сторону наружной рельсовой нити давление на наружную нигь увеличивается, а на внутреннюю нить - уменьшается, а при смещении центра тяжести груза поперек вагона в сторону внутренней рельсовой нити - наоборот. Сила отжатия наружной рельсовой нити Нв при

смещении центра тяжести груза поперек вагона в сторону наружной рельсовой нити увеличивается, что и логично

Графические зависимости коэффициента устойчивости вагона с грузом представлены на рис 6 и 7

к «и

а.

1 25

И TlB(yM) 12

С*. • • •

§" 1 12

я-

1 15

1 1

1 05

50 100 150 200 250 300 уМ

Смещение груза поперек вагона, мм

уЫ г)В(уМ)

0 1 28960492

20 1 24095715

40 1 21398596

60 1 19889214

80 1 18905004

100 11В045235

120 1 17115484

140 1 16072114

1Б0 1 14966744

180 1 13890732

200 1 12919642

220 1 12057726

240 1 11182395

260 1 09938697

Рис 6 Графическая зависимость г\в =ЛуМ)

R и а.

а) &

S*. № И О

>я о

1 12

'12

1 1

0 1 49879944

-20 1 37280115

• -40 1 3038828

-60 1 26727778

• • • -30 1 24605651

-100 1 22976378

-120 1 21305611

• •

-140 1 19433903

• -160 1 1744С473

• -180 1 15506884

-200 1 13780833

300 -250 -200 -150 -100 -50 0 уМ Смещение груза поперек вагона, мм -220 1 12239858

-240 1 10555081

-260 1 0795494

Рис 7 Графическая зависимость г|л ~ДуМ)

Устойчивость вагона с грузом при смещении центра тяжести груза поперек вагона в сторону как наружной, так и внутренней рельсовой нити обеспечена до величины уМ < 220 мм (см также рис 5, где < 0) Результаты исследований при движении подвижного состава по кривому участку пути с радиусом кривизны р ~ 1200 м со скоростью V = 22 км/ч и ниже, что практически соответствует отсутствию влияния центробежной силы инерции (Ф„ < 1 кН) Когда влияние бокового относа вагона компенсируется

воздействием на вагон с грузом автосцепных устройств смежных вагонов (Ф,, = Fac) при у M < 0 давления колесных пар на внутренние рельсовые нити (NA = 255 кН) в 2 2 раза больше, чем на наружную нить Устойчивость вагона с грузом обеспечена (щ ~ 3,73 и г\л = 2,15) Когда имеется воздействие на вагон с грузом автосцепных устройств смежных вагонов, например, равного /V = 103 к11, что соответствует неблагоприятному случаю, показали, что щтуМ< 0 давления колесных пар на внутреннюю рельсовую нить NA ~ 383,8 кН, а Л в < 0 Устойчивость вагона с грузом не обеспечена (г\А = 0,89)

В диссертации приводятся результаты вычисления нормальных реакций рельсовых нитей на колесные пары вагона NA, Nb, Нв и коэффициентов устойчивости вагона с грузом г\А и цв при вариации возвышения наружной рельсовой нити относительно внутренней A h в пределах от 0,08 до 0,15 м с шагом 0,005 м Анализ полученных результатов вычислительных экспериментов показал, что нормальные реакции связи в точках контакта колес с рельсами в зависимости от возвышения наружной рельсовой нити относительно внутренней на кривом участке пути изменяются по линейному закону Причем, с увеличением возвышения давление колес на внутреннюю нить увеличивается, а на наружную - уменьшается При заданных исходных данных выравнивание давлений колесных пар не достигается

Особо следует отметить, что 01 увеличения смещения центра тяжести груза поперек вагона как в сторону наружной, так и в сторону внутренней рельсовой нити до расстояния 0 220 м значение коэффициента устойчивости находится на границе устойчивости (1.12) Таким образом, смещения центра тяжести груза поперек вагона до расстояния 0 220 м является необходимым условием размещения груза в вагоне

В четвертом разделе диссертации «Математическое моделирование нагрузочных способностей гибких элементов креплений негабаритного груза при смещении общего центра тяжести поперек вагона» описана математическая модель, которая позволила бы непосредственно определить натяжения в гибких элементах креплений негабаритного груза, размещенного со смещением общего центра тяжести поперек вагона с учетом осадки комплектов пружин тележки вагона и наклона рамы вагона в сторону смещения общего центра тяжести груза Математическая модель разработана по расчетной схеме расположения груза на открытом подвижном составе, которая предполагает известными геометрические и весовые параметры груза, количество и места расположения растяжек и другое. Требуется составить аналитические выражения для определения натяжений в гибких элементах креплений и других параметров груза

Физическая модель размещения груза со смещением поперек вагона при движении подвижного состава по кривому участку пути, где показаны силы, воспринимаемые элементами креплений в виде поперечной и нормальной силы инерции и ветровой нагрузки, при движении подвижного состава по кривому участку пути такая же, как и на рис 1

Динамическая модель размещения и крепления негабаритного груза в вагоне, размещенного со смещением общего центра тяжести ЦТ°1р относительно продольной оси вагона, соответственно, показаны на рис 8

Допускаем, что координатная плоскость Оху совпадает с верхней горизонтальной плоскостью груза, начало координатных осей находится на пересечении левой торцевой грани груза с продольной осью груза, размещенной на расстоянии уМ от оси симметрии вагона, а ось Ог направлена вверх

Проекции веса груза на принятые оси координат (см рис 1 и 11) будут следующими

внутренней рельсовой нити (-уМ) при одновременном действий поперечных сил инерции и ветровой нагрузки при движении поезда по кривому участку пути будет способствовать повышению нагрузочной способности гибких элементов креплений, поскольку в этом случае Оу будет как бы удерживающей силой, имеющей большее значение, нежели такая же сила, возникающая при смещении общего центра тяжести груза ЦТ°гр в сторону наружной рельсовой нити (+уМ)

Исходные данные представлены в виде геометрических размеров гибких элементов креплений и координаты точки их закрепления к стоечным скобам вагона и монтажным петлям груза для определения неизвестных натяжений в этих элементах креплений 5, (например, 1 = 1, г. - количество таких элементов креплений), нормальной и касательной составляющей реакции связи N и которые приложены к точке с координатой ух, так о/се подлежащими нахождению, совместно с определяемыми значениями малых, но возможных перемещений груза Ах по продольной оси Ох, Ау по оси Оу и его поворота Дф вокруг оси Ог.

Задача решена составлением системы алгебраических уравнений с использованием проекций гибких элементов креплений на оси координат, которые могут быть решены методом итераций с использованием возможности вычислительной среды МаШСАГ), на основе которой разработана Программа для ЭВМ «Расчет натяжений в гибких элементах креплений негаба-

С7,=(?8т(е + т1-0, вж=всоф + 1]-0, (6)

где б - вес груза, 9 - угол, характеризующий возвышение наружной рельсовой нити относительно внутренней

Рис 8 Динамическая модель крепления негабаритного груза

Из формулы (6) очевидно, что смещение общего центра тяжести груза ЦТ°гр в сторону

ритного фуза при смещении общего центра тяжести поперек вагона при движении поезда по кривому участку пути на спуск» (Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006612668 от 28 07 06 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам [14])

В пятом разделе диссертаг^ии «Исследование нагрузочных способностей гибких элементов креплений груза, размещенного со смещением поперек вагона» подробно изложены результаты вычислительных экспериментов по определению нагрузочных способностей гибких элементов креплений груза, размещенного в вагоне со смещением общего центра тяжести поперек вагона при движении поезда по кривому участку, выполненных в вычислительной среде МаЛСАО Результатами вычислительных экспериментов, проведенных при различных смещениях центра тяжести груза поперек вагона в пределах уМ = ±290 мм с шагом Д уМ = ±20 мм, выявлено, что среди всех креплений, имеющих 06 мм и число нитей 6, наиболее нагруженными от действий поперечных сил оказались, гибкие элементы 7 и 8 (17 и 18), расположенные перпендикулярно к боковым сторонам груза В диссертации результаты этих исследований представлены в виде табличных данных. В связи с этим, рассмотрим характер изменения натяжений в гибком элементе крепления ¿¡7 от смещения общего центра тяжести груза уМ с весом 30 тс относительно продольной оси симметрии вагона на основе статистической обработки полученных табпичных данных в среде МаШСАГ) Характер натяжений в гибком элементе крепления Я? представлен в виде полиномиального уравнения регрессии

87(\М) = ао + а,уМ + а2уМ2 + а3уМ3 + а4уМ4 + а5>М5, (7)

где а0, аь . а5 - коэффициенты при многочленах, имеющих размерности соответственно в виде, кН, кН/мм, кН/мм2, кН/мм3, кН/мм4, к11/мм5

Графические зависимости S^ = ]1уМ) при смещении общего центра тяжести груза поперек вагона в сторону наружной и внутренней рельсовых нитей представлены, соответственно, на рис 9 и 10

Анализируя полученные результаты исследований по установлению зависимости = ЛуМ), можно отметить, что вариация значений смещения общего центра тяжести негабаритного груза поперек вагона в сторону возвышения наружной рельсовой нити приводит к уменьшению натяжений в гибких элементах креплений по обратно параболическому характеру, а при смещений этого центра в сторону внутренней рельсовой нити, наоборот, к увеличению значений натяжений в этих элементах креплений Такие факты объясняются тем, что при размещении груза со смещением общего центра тяжести поперек вагона в сторону возвышения наружной рельсовой нити элементы креплений, расположенные со стороны действия внешних сил, станут еще более пологими, а при размещении же груза со смещением этого

центра в сторону внутренней рельсовой нити эти элементы креплений станут еще более крутыми

Й 57(уМ) 30

К и

37(уМ)

*38 6 *38 • • • •

50 100 150 200 250 300 Смещение поперек вагона уМ, мм

уМ Б7(уМ) =

0 37 07370551

20 37 30342811

40 37 35038524

60 37 14110364

80 36 63875638

100 35 8171088

120 34 67046459

140 33 21761179

160 31 50576877

180 29 61453026

2С0 27 65931338

220 25 79780364

240 24 22890093

260 23 20166568

280 23 01676434

300 24 03091638

Рис 9 Графические зависимости ¿>'7 =]\уМ)

уМ = 87(уМ)

-20

-40

-60

-80

-100

-120

-140

-160

-180

-200

-220

-240

-260

-280

-300

37 0737055

36 70739097

36 27941232

35 85950562

35 51426921

35 30321764

35 27483569

35 46263237

35 88119488

36 52224259

37 35068106

38 30065601

39 27160731

4012432236

40 67693308

40 7012639

-300 -250 -200 -150 -100 -50 0 уМ

Смещение поперек вагона уМ. мм Рис 10 Графические зависимости =ЛуЩ

Особо отметим, что при смещении общего центра тяжести негабаритного груза в сторону внутренней рельсовой нити до уМ = -220 мм значение натяжения в крутом гибком элементе крепления 7 находится в пределах допустимого, а свыше этой величины - превышает допустимое значение (38 7

кН) В связи с этим, для практики рекомендовано внести коррективы в табл 11 ТУ, где для веса груза 30 тс и высоте общего центра тяжести вагона с грузом над УТР 2300 мм, допускаемое поперечное смещение общего центра тяжести груза в вагоне, должно быть равным 220 мм (вместо 290мм)

В связи с этим смещения центра тяжести груза поперек вагона до расстояния 0 220 м является достаточным условием размещения груза в вагоне

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Выведены аналитические формулы для определения давлений колесной пары вагона на рельсовые нити и устойчивости вагона с грузом от опрокидывания при движении поезда по кривым участкам пути с учетом несимметричного размещения негабаритного груза

2 Результатами вычислительных экспериментов установлено, что нормальные реакции связи в точках контакта колес с рельсами в зависимости от смещеггия центра тяжести груза поперек вагона, как в сторону наружной рельсовой нити, так и в сторону внутренней рельсовой нити изменяются по нелинейному закону С увеличением смещения центра тяжести груза поперек вагона в сторону наружной рельсовой нити давления на наружную нить увеличивается, а на внутреннюю нить - уменьшается, а при смещении центра тяжести груза поперек вагона в сторону внутренней рельсовой нити -наоборот

3 Анализируя полученные результаты вычислительных экспериментов, можно отметить, что при заданных исходных данных в случае смещения центра тяжести груза поперек вагона уМ на 0,22 м в сторону рельсовой нити, установленной с возвышением, и действий поперечной силы инерции, равном 103 кН, нормальная реакция этой рельсовой нити достигает 368,57 кН (36,8 тс) (при уМ= 0 - = 65, = 327,1 кН) Реакция наружной рельсовой нити на гребень колес вагона равна 151,1 кН Устойчивость вагона с грузом обеспечена г|в = 1,12, г\А = 4,33 кН (при уМ= 0 - Г|В = 1,29 и гы = 4)

4 Результаты исследований при движении подвижного состава по кривому участку пути с радиусом кривизны р = 1200 м со скоростью V = 22 км/ч и ниже, что практически соответствует отсутствию влияния центробежной силы инерции (Ф„ < 1 кН) Когда влияние бокового относа вагона компенсируется воздействием на вагон с грузом автосцепных устройств смежных вагонов (Фу = Рас) при уМ < 0 давления колесных пар на внутренние рельсовые пита (ЫА = 255 кН) в 2 2 раза больше, чем на наружную нить Устойчивость вагона с грузом обеспечена (г]я = 3,73 и Т}А ~ 2,15) Когда имеется воздействие на вагон с грузом автосцепных устройств смежных вагонов, например, равного Рас — 103 кН, что соответствует неблагоприятно-

му случаю, показали, что при уМ < 0 давления колесных пар на внутреннюю рельсовую нить N4 = 383,8 кН, а Атв < 0 Устойчивость вагона с грузом не обеспечена (ги = 0,89)

5 Составлена обобщенная математическая модель гибких элементов креплений негабаритного груза, расположенного со смещением общего центра тяжести поперек вагона при движении подвижного состава по кривому участку пути

6 Результатами вычислительных экспериментов установлено, что смещение общего центра тяжести негабаритного груза поперек вагона в сторону возвышение наружной рельсовой нити уменьшает величину натяжений в гибких элементах креплений груза, а такое же смещение в сторону внутренней рельсовой нити приводит к увеличению натяжений в креплениях

7 При смещении общего центра тяжести негабаритного груза в сторону внутренней рельсовой нити до -220 мм значение натяжения в крутом гибком элементе крепления находится в пределах допустимого, а свыше этой величины - превышает допустимое значение (38 7 кН) В связи с этим, для практики рекомендовано внести коррективы в табл 11 ТУ, где для веса груза 30 тс и высоте общего центра тяжести вагона с грузом над УТР 2300 мм, допускаемое поперечное смещение общего центра тяжести груза в вагоне, должно быть равным 220 мм (вместо 290 мм)

8 Для практики дана рекомендация о том, что при разработке НТУ способа размещения и крепления груза на вагоне обязателен расчет натяжений в гибких элементах креплений с учетом несимметричного размещения общего центра тяжести негабаритам о груза поперек вагона

Таким образом, в диссертации содержится техническое решение актуальной прикладной задачи по оценке устойчивости вагона с грузом и моделированию нагруженности креплений при несимметричном размещении общего центра тяжести негабаритного груза поперек вагона, направленной на обеспечения безопасности движения поездов и сохранной перевозки грузов в пути следования

Основное содержание диссертационного исследования опубликовано в следующих научных работах

1 Туранов X Т, Ситников С А Моделирование нагруженности рельсовой колеи при несимметричном размещении общего центра тяжесги негабаритно! о груза поперек вагона //Транспорт Урала - 2007 - №1. - С 97-104

2 Ситников С А О креплениях размещенных со смещением поперек вагона груза при движении поезда по кривому участку пути // Материалы шестой научн - практич конф «Безопасность движения поездов» - М МИИТ,2005 -С 1-34

3 Ситников С А О влиянии профиля кривого участка пути на нагрузочную способггость креплений груза // Материалы шестой научн - практич конф «Безопасность движения поездов» — М МИИТ, 2005 - С 1-35

4 Ситников С А Моделирование нагруженности рельсовой колеи при действии на вагон с грузом поперечных сил при движении поезда по кривому участку пути // Материалы шестой научн - практич конф "Безопасность движения поездов" -М МИИТ, 2005. — С 1—36

5. Ситников С А О нагрузочной способности комплектов пружин тележек вагона от действия веса механической системы «груз-рама ваго-на-надрессорная балка» с учетом волны неровности пути // Материалы 44-ой Всеросс научн - практич конф «Современные технологии - железнодорожному транспорту и промышленности» - Хабаровск ДВГУПС, 2006 ТЗ - С 199-203

6 Ситников С А Исследование нагруженности рельсовой колеи при одновременном действии на вагон с грузом центробежной силы и ветровой нагрузки при движении поезда по кривому участку пути // Материалы научн - практич конф «Повышение эффективности работы путевого хозяйства и инженерных сооружении железных дорог» - Екатеринбург Ур-ГУПС, 2006 - С 81-94

7 Ситников С А Исследование влияние смещения общего центра тяжести негабаритного груза на натяжения элементов креплений // Материалы VII междунар научн - конф «Кибернетика и технологии XXI века» -Воронеж ВГТУ, 2006 Т 1. - С. 181-190

8 Ситников САК определению натяжений в гибких элементах креплений размещенного со смещением общего центра тяжести негабаритного груза поперек вагона // Материалы VII междунар научн - конф «Кибернетика и технологии XXI века» -Воронеж ВГТУ, 2006 Т1 -С 191-197

9 Туранов ХТ, Власова НВ , Ситников С А. Моделирование нагруженности рельсовой колеи при действии на вагон с грузом поперечных сил при движении поезда по кривому участку пути // Материалы научн - практич конф «Повышение эффективности работы путевого хозяйства и инженерных сооружении железных дорог» - Екатеринбург УрГУПС, 2006 - С 73-80

10 Туранов ХТ., Ситников С А Исследование влияния возвышения наружного рельса на натяжения в креплениях при движении поезда по кривому участку пути // Материалы 44-ой Всеросс научн - практич конф «Современные технологии - железнодорожному транспорту и промышленности» Хабаровск ДВГУПС,2006 Т.З -С 223-229

11 Туранов X Т, Власова НВ , Ситников С А Моделирование нагруженности рельсовой колеи при несимметричном размещении общего центра тяжести негабаритного груза поперек вагона // Материалы VII междунар научн - конф «Кибернетика и технологии XXI века» - Воронеж ВГТУ, 2006 Т 1 -С 208-216

12 Туранов ХТ, Ситников С А, Рыков АЛ Математическое описание системы «груз- крепление - вагой - путь» при одновременном дейст-

вии на нее продольных и поперечных сил // Материалы Междунар научн -практич конф «Наука, техника, высшее образование проблемы и тенденции развития» - Ростов на Дону Изд-воРост ун-та, 2006 Вып 2 - С 154— 163.

13. Туранов Х.Т , Бондаренко А Н , Власова Н В , Ситников С А., Белкина Н С , Молчанова О В Программа для ЭВМ «Расчет усилий в гибких элементах креплений груза на открытом железнодорожном подвижном составе» Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006612566 от 20 07 06 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам по заявке №2006611732 от 26 05 2006

14 Туранов X Т , Бондаренко А Н , Власова Н В , Ситников С А , Белкина Н С , Молчанова О В Программа для ЭВМ «Расчет усилий в гибких элементах креплений груза с плоским основанием при движении поезда по прямому и кривому участку пути под уклон» Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006612567 от 20 07 06 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам по заявке №2006611733 от 26 05 2006

15 Туранов X Т , Ситников С А , Рыков А Л , Рыкова Л А Программа для ЭВМ «Расчет натяжений в гибких элементах креплений негабаритного груза при смещении общего центра тяжести поперек вагона при движении поезда по кривому участку пути на спуск» Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006612668 от 28 07 06 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам по заявке №2006611780 от 31 05 2006

16 Туранов X Т, Ситников С А Программа для ЭВМ «Расчет давлений колесных пар вагона на рельсовые нити при смещении общею центра тяжести груза поперек вагона при движении поезда по кривому участку пути» Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ

№ 2006612900 от 11 07 08 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам по заявке №2006611940 от 13.06.2006

17 Туранов X Т , Ситников С А , Рыков А Л , Рыкова Л А Программа для ЭВМ «Расчет параметров креплений негабаритного груза по техническим условиям размещения и крепления грузов в ваг онах и контейнерах» Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006611869 ог 20.10 06 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам по заявке №2006611869 от 07 06 2006

18 Туранов Х.Т., Ситников С А Депонированная рукопись статьи «Расчет давлений колесных пар вагона на рельсовые нити в системе «путь-вагон-груз»» / Уральский государственный университет путей со-

общения - Екатеринбург, 2006 - 12 с - Библиография 3 назв - Рус -Деп В ВИНИТИ 01 11 2006 № 1297-В2006

19 Ситников CA , Даусеитов Е Б Расчет элементов креплений несимметрично размещенного негабаритного груза // Материалы Междунар научи - практич конфер «Наука, инновации и образование актуальные проблемы развития транспортного комплекса России» - Екатеринбург Ур-ГУПС, 2006 - С 364-365

20 Туранов X Т , Тимухина Е Н, Ситников CA Крепления неиеммет-рично размещенных грузов на открытом подвижном составе // Материалы Междунар научн - практич конфер «Наука, инновации и образование актуальные проблемы развития транспортного комплекса России» - Екатеринбург УрГУПС, 2006 - С 372-373

21 Туранов X Т, Ситников С А , Рыков А JI, Волков Д В Программа для ЭВМ «Расчет параметров гибких элементов креплений по допускаемым значениям перемещений груза вдоль и поперек вагона и по принятым значениям количества креплений в зависимости от веса груза» Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006613890 от 13 11 2006 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам по заявке №2006613170 от 21 09 2006 г

22 Туранов ХТ, Ситников CA, Волков ДА Результаты вычислительных экспериментов по оценке совместного влияния углового ускорения от боковой качки и галопирования вагона с грузом на перемещения груза и натяжения гибких элементов креплений / Материалы IV Всерос научн -техн конф «Политранспортные системы (Транспортные системы Сибири)» В 2-х частях Ч. I. - Красноярск. КГ ТУ, 2006 - С 288-298

СИТНИКОВ СЕРГЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ВАГОНА С ГРУЗОМ СО СМЕЩЕННЫМ ЦЕНТРОМ ТЯЖЕСТИ

Специальность 05 22 08 - Управление процессами перевозок

Подписано к печати 06 04 2007 г Формат 60X86 1/16 Объем 1 5 п л

Заказ 96_Тираж 100 экз

Типография УрГУПС, 620034, г. Екатеринбург, ул Колмогорова, 66

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Ситников, Сергей Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Анализ положения с обеспечением безопасности движения в хозяйстве коммерческой работы в сфере грузовых перевозок.

1.2 Обзор литературных источников по расчёту креплений груза в вагоне с использованием действующей методики (ТУ).

1.3 Анализ усовершенствованных методик расчетов креплений груза.

1.4 Цель и задачи исследований.

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ НАГРУЖЕННОСТИ РЕЛЬСОВОЙ КОЛЕИ ПРИ НЕСИММЕТРИЧНОМ РАЗМЕЩЕНИИ ОБЩЕГО ЦЕНТРА

ТЯЖЕСТИ ГРУЗА ПОПЕРЕК ВАГОНА.

2.1. Моделирование нагруженности рельсовых нитей при смещении общего центра тяжести негабаритного груза поперек вагона при движении подвижного состава по кривому участку пути.

Выводы по главе.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ДАВЛЕНИЙ КОЛЕСНЫХ ПАР ВАГОНА НА РЕЛЬСОВЫЕ НИТИ ПРИ СМЕЩЕНИИ ОБЩЕГО ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ГРУЗА ПОПЕРЕК ВАГОНА.

3.1 Результаты вычислительных экспериментов по определению давлений колесных пар вагона на рельсовые нити в случае смещения общего центра тяжести груза в сторону наружной рельсовой нити.

3.2 Результаты вычислительных экспериментов по определению давлений колесных пар вагона на рельсовые нити в случае смещения общего центра тяжести груза в сторону внутренней рельсовой нити.

3.3 Исследование влияния переносного вертикального ускорения на значения давлений на рельсовые нити.

3.4 Исследование влияния переносного поперечного ускорения на значения давлений на рельсовые нити.

3.5 Результаты исследований по изучению влияние смещений общего центра тяжести груза поперек вагона на значения давлений на рельсовые нити при одновременном действии поперечной и вертикальной сил инерции.

Выводы по главе.

4 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАТЯЖЕНИЙ ГИБКИХ ЭЛЕМЕНТОВ КРЕПЛЕНИЙ НЕГАБАРИТНОГО ГРУЗА ПРИ СМЕЩЕНИИ ОБЩЕГО ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ

ПОПЕРЕК ВАГОНА.

4.1 Математическое моделирование механической системы груз-крепление-вагон».

4.1.1. Постановка задачи, основные допущения и методы решения

4.1.2. Результаты решения статической неопределимой задачи по разработке обобщенной математической модели груза.

Выводы по главе.

5 ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРУЗОЧНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ ГИБКИХ ЭЛЕМЕНТОВ КРЕПЛЕНИЙ ГРУЗА, РАЗМЕЩЕННОГО

СО СМЕЩЕНИЕМ ПОПЕРЕК ВАГОНА.

5.1 Общие положения по разработке методики расчета гибких элементов креплений груза.

5.2 Методика проведения вычислительных экспериментов по определению натяжений в гибких креплениях груза.

5.3 Результаты исследований по определению нагрузочных способностей гибких элементов креплений груза, размещенного со смещением общего центра тяжести груза поперек вагона при движении поезда по кривому участку.

5.3.1. Условия проведения вычислительных экспериментов.

5.3.2. Проверка адекватности составленной программы расчета натяжений в креплениях груза при действии поперечных сил.

5.3.3. Исследование влияние смещения общего центра тяжести негабаритного груза на натяжения гибких элементов креплений.

Выводы по разделу.

Введение 2007 год, диссертация по транспорту, Ситников, Сергей Анатольевич

Актуальность работы. Сохранная и своевременная доставка грузов грузополучателям предусматривает четкую и безопасную работу всей инфраструктуры железнодорожного транспорта. Одной из основных причин, приводящих к сбоям в работе (отцепке вагонов на технических станциях) являются коммерческие браки. Положение с обеспечением безопасности движения в сфере грузовых перевозок за последние шесть лет характеризуется как нестабильное. Количество вагонов с коммерческими неисправностями на сети дорог России колеблется в пределах от 4500 до 5800 в год. В том числе количество вагонов с расстройством креплений груза на открытом подвижном составе (ОПС) составляло в отдельные годы от 25% до 55%. Среди тяжеловесных и крупногабаритных грузов, перевозимых на ОПС, достаточно большой удельный вес составляют грузы с несимметрично расположенным центром массы относительно центра пересечения осей вагона. Смещение грузов относительно центра пересечения осей вагона возможно и в процессе транспортирования. В результате этого, возможно нарушение устойчивости вагона с грузом, а также креплений, приводящих к развалу или развороту груза относительно вагона. Нарушения устойчивости вагона с грузом со смещенным центром тяжести поперек вагона и креплений непосредственно создают угрозу безопасности движения поездов, сохранности грузов в пути следования и транспортных сооружений (железнодорожных путей, ЛЭП, мостов и др.).

Безопасная и сохранная перевозка грузов, своевременная их доставка может быть достигнута разработкой и использованием более совершенных методик расчетов устойчивости вагона с грузом и креплений грузов. В настоящее время в действующих ТУ при выполнении расчетов креплении грузов считается, что отсутствуют сдвиги груза относительно вагона. В действительности, как показали ходовые испытания, проведенные ВНИИЖТ, груз может совершать дополнительные колебания относительно пола вагона из-за ослабления креплений в пути следования. Таким образом, груз во время движения поезда находится на колеблющемся основании. Колебания вагона и груза носят случайный характер и достаточно трудно поддаются математическому описанию. Возможно, по этой причине в действующих ТУ производятся ориентировочные расчеты устойчивости вагона с грузом и креплений грузов, размещенных со смещением общего центра тяжести поперек вагона, по допустимым предельным смещениям относительно продольной оси симметрии вагона, а специальные расчеты не выполняются.

Известно, что среди тяжеловесных и крупногабаритных грузов, перевозимых на ОПС, достаточно большой удельный вес составляют грузы с несимметричным расположением центра массы относительно центра пересечения осей платформы. При погрузке таких грузов на ОПС возникают продольные и поперечные смещения центра тяжести грузов относительно центра симметрии вагона, вследствие чего статическая и динамическая нагрузка от веса груза распределяется неравномерно по колесам вагона. Разработанная в диссертации усовершенствованная методика расчета гибких элементов креплений груза по существу представляет собой обобщенную математическую модель груза с несимметричным размещением его общего центра тяжести относительно продольной оси симметрии вагона.

Исходя из этого, можно отметить, что совершенствование методики расчёта гибких элементов креплений груза, размещенного со смещением относительно продольной оси симметрии вагона, является актуальной и приоритетной прикладной задачей, имеющей большое значение для транспортной науки и отрасли железнодорожного транспорта.

Цель исследования - разработка методики оценки устойчивости вагона с грузом и определения усилий, возникающих в гибких элементах креплений, с учетом несимметричного расположения груза поперек вагона.

В соответствии с поставленной в диссертации целью сформулированы следующие задачи:

1) разработать расчетные и математические модели механической системы «груз-вагон-путь» при несимметричном размещении центра тяжести груза поперек вагона с учетом воздействия всех нормативных нагрузок;

2) провести вычислительные эксперименты по определению давлений колесных пар вагона на рельсовые нити при несимметричном размещении груза относительно продольной оси симметрии вагона;

3) разработать математический аппарат моделирования нагруженности креплений негабаритного груза с плоским основанием, размещенного со смещением центра тяжести поперек вагона;

4) провести вычислительные эксперименты по изучению нагрузочных способностей гибких элементов креплений груза, размещенного со смещением центра тяжести поперек вагона при воздействии на систему «груз- крепление-вагон» нормативных нагрузок;

5) разработать алгоритм проведения практических расчетов по определению физических характеристик ветвей крепления груза.

Методика исследования. Для оценки устойчивости вагона с грузом применен принцип Даламбера. Аналитические исследования по определению натяжений в гибких элементах крепления груза в механической системе «груз-крепление-вагон» базируется на основные положения теоретической механики (принцип освобождаемости от связей, закон Кулона, закон Гука, условия равновесия относительного движения точки, принцип возможных перемещений) и сопротивление материалов (метод сечений, совместность деформации). Вычислительные эксперименты реализованы в инструментальной среде МаШСАБ с широким использованием методов последовательных приближений и итераций. Обработка результатов этих исследований выполнена с использованием статистических методов обработок данных в среде МаШСАЭ.

Достоверность исследования. Достоверность результатов исследований подтверждается опытными данными, полученными в процессе перевозки грузов, устойчивость вагона с грузом и крепление которых рассчитано по разработанным методикам, а также данными сравнительных расчетов усилий в гибких элементах креплений, полученными с применением методик, разработанных автором и другими исследователями.

Наиболее существенные научные результаты, полученные лично соискателем, состоит в установлении факта о том, что натяжения в симметрично расположенных относительно поперечной оси симметрии вагона гибких элементах креплений, имеющих одинаковые длины, отличаются между собой, что при действии только поперечных сил является нелогичным. Однако такой факт объясняется влиянием натяжений несимметрично расположенных относительно поперечной оси симметрии вагона гибких элементов креплений неодинаковой длины, на натяжения других симметрично расположенных гибких элементов креплений (см. п.5.3.3, С. 118-119 диссертации).

Основные положения, выносимые на защиту:

2) математическая модель нагруженности креплений груза со смещенным центром тяжести на открытом подвижном составе.

Научная новизна. Научная новизна диссертации состоит в дальнейшем развитии основ теории размещения и крепления грузов на открытом подвижном составе, дающее научное приращение знаниям в отрасли железнодорожного транспорта, и заключается:

1) в получении зависимости для определения давлений колесных пар открытого подвижного состава с грузом, расположенным со смещенным центром тяжести, на рельсовые нити;

2) обосновании и построении математической модели нагруженности креплений груза со смещением общего центра тяжести груза поперек вагона;

3) разработке методики расчета на ПК, позволяющей для выбранной расчетной модели определять неизвестные параметры системы «груз-крепление-вагон-путь» (натяжений в элементах креплений, давлений на рельсовые нити, устойчивость вагона с грузом и др.) при действии внешних нормативных сил, имитирующих движение поезда.

Практическая ценность. Практическую ценность представляют:

1) Программы расчета усилий в гибких элементах креплений и давлений колес на рельсовые нити при несимметричном размещении центра тяжести негабаритного груза попрек вагона, на которые получены 6 Свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (№ 2006612566 от 26.05.2006, №2006611940 от 13.06.2006, № 2006612567 от 20.07.06, № 2006612668 от 28.07.06, № 2006611869 от 20.10.06, №2006613890 от 13.11.2006);

2) рекомендации о внесении корректив в таблицу 11 ТУ в части смещения общего центра тяжести груза;

3) рекомендация о том, что при разработке НТУ способа размещения и крепления груза на вагоне обязателен расчет усилий в гибких элементах креплений с учетом несимметричного размещения общего центра тяжести негабаритного груза поперек вагона.

Полученные результаты вычислительных экспериментов производят технический эффект, поскольку являются ранее неизвестными в теории размещения и крепления грузов новыми данными, вносящими определенный вклад в совершенствование методики расчета элементов креплений негабаритного груза с использованием современных ПК. Экономический эффект может быть получен от экономии денежных средств, затраченных на исправления креплений груза в пунктах коммерческого осмотра и сокращения простоя вагонов, связанных с устранением этих исправлений.

Кроме того, разработанная методика расчета креплений негабаритных грузов реализована в виде 6 пакетов программ для ПК. Программа используется в научных исследованиях и учебном процессе кафедры «Станции, узлы и грузовая работа».

Результаты диссертации также могут быть использованы при совершенствовании технологии перевозочного процесса созданием нормативно-правовой базы, относящейся к разработке новых технических условий размещения и крепления груза, совершенствованием методики автоматизированного расчета усилий в гибких элементах креплений груза с широким применением вычислительных средств.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Шестой научн. - практич. конф. «Безопасность движения поездов» (Москва: МИИТ, 2005 г.), на 44-ой Всеросс. научн. - практич. конф. «Современные технологии - железнодорожному транспорту и промышленности» (Хабаровск: ДВГУПС, 2006 г.), на научн. - практич. конф. «Повышение эффективности работы путевого хозяйства и инженерных сооружений железных дорог» (Екатеринбург: УрГУПС, 2006 г.), на VII между-нар. научн. - конф. «Кибернетика и технологии XXI века» (Воронеж: ВГТУ, 2006), на Междунар. научн - практич. конф. «Наука, техника, высшее образование: проблемы и тенденции развития» (г. Поречь, Хорватия, 2006), на IV Всеросс. научн. - техн. конф. «Политранспортные системы (Транспортные системы сибири)» (Красноярск: КГТУ, 2006 г.), на Междунар. научн.- практич. конф. «Наука, инновация и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России)» (Екатеринбург: УрГУПС, 2006 г.), и на объединенном научном семинаре кафедр «Станции, узлы и грузовая работа», «Управление процессами перевозок» и «Вагоны» УрГУПС (Екатеринбург, 2006 г.).

Заключение диссертация на тему "Оценка устойчивости вагона с грузом со смещенным центром тяжести"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Выведены аналитические формулы для определения давлений колесной пары вагона на рельсовые нити и устойчивости вагона с грузом от опрокидывания при движении поезда по кривым участкам пути с учетом несимметричного размещения негабаритного груза.

2. Результатами вычислительных экспериментов установлено, что нормальные реакции связи в точках контакта колес с рельсами в зависимости от смещения центра тяжести груза поперек вагона, как в сторону наружной рельсовой нити, так и в сторону внутренней рельсовой нити изменяются по нелинейному закону. С увеличением смещения центра тяжести груза поперек вагона в сторону наружной рельсовой нити давления на наружную нить увеличивается, а на внутреннюю нить - уменьшается, а при смещении центра тяжести груза поперек вагона в сторону внутренней рельсовой нити - наоборот.

3. Анализируя полученные результаты вычислительных экспериментов, можно отметить, что при заданных исходных данных в случае смещения центра тяжести груза поперек вагона уМ на 0,22 м в сторону рельсовой нити, установленной с возвышением, и действий поперечной силы инерции, равном 103 кН, нормальная реакция этой рельсовой нити достигает 368,57 кН (36,8 тс) (при уМ= 0 - Ыа = 65, - 327,1 кН). Реакция наружной рельсовой нити на гребень колес вагона равна 151,1 кН. Устойчивость вагона с грузом обеспечена (приуМ= 0 -г\в= 1,29 и г|л = 4).

4. Результаты исследований при движении подвижного состава по кривому участку пути с радиусом кривизны р = 1200 м со скоростью V = 22 км/ч и ниже, что практически соответствует отсутствию влияния центробежной силы инерции (Ф„ < 1 кН). Когда влияние бокового относа вагона компенсируется воздействием на вагон с грузом автосцепных устройств смежных вагонов (Фу = Рас) при уМ< 0 давления колесных пар на внутренние рельсовые нити (Л^ = 255 кН) в 2.2 раза больше, чем на наружную нить. Устойчивость вагона с грузом обеспечена (г|й = 3,73 и г\А - 2,15). Когда имеется воздействие на вагон с грузом автосцепных устройств смежных вагонов, например, равного 'ас= 103 кН, что соответствует неблагоприятному случаю, показали, что при уМ < 0 давления колесных пар на внутреннюю рельсовую нить Иа = 383,8 кН, а Ив < 0. Устойчивость вагона с грузом не обеспечена (г|л = 0,89).

5. Составлена обобщенная математическая модель гибких элементов креплений негабаритного груза, расположенного со смещением общего центра тяжести поперек вагона при движении подвижного состава по кривому участку пути.

6. Результатами вычислительных экспериментов установлено, что смещение общего центра тяжести негабаритного груза поперек вагона в сторону возвышение наружной рельсовой нити уменьшает величину натяжений в гибких элементах креплений груза, а такое же смещение в сторону внутренней рельсовой нити приводит к увеличению натяжений в креплениях.

7. При смещении общего центра тяжести негабаритного груза в сторону внутренней рельсовой нити до -220 мм значение натяжения в крутом гибком элементе крепления находится в пределах допустимого, а свыше этой величины - превышает допустимое значение (38.7 кН). В связи с этим, для практики рекомендовано внести коррективы в табл.11 ТУ, где для веса груза 30 тс и высоте общего центра тяжести вагона с грузом над УТР 2300 мм, допускаемое поперечное смещение общего центра тяжести груза в вагоне, должно быть равным 220 мм (вместо 290 мм).

8. Для практики дана рекомендация о том, что при разработке НТУ способа размещения и крепления груза на вагоне обязателен расчет натяжений в гибких элементах креплений с учетом несимметричного размещения общего центра тяжести негабаритного груза поперек вагона.

Основное содержание диссертационного исследования опубликовано в следующих научных работах:

1. Туранов Х.Т., Ситников С. А. Моделирование нагруженности рельсовой колеи при несимметричном размещении общего центра тяжести негабаритного груза поперек вагона //Транспорт Урала - 2007 - №1. - С. 97 - 104.

2. Ситников С.А. О креплениях размещенных со смещением поперек вагона груза при движении поезда по кривому участку пути // Материалы шестой на-учн. - практич. конф. «Безопасность движения поездов». - М.: МИИТ, 2005. -С. I - 34.

3. Ситников С.А. О влиянии профиля кривого участка пути на нагрузочную способность креплений груза // Материалы шестой научн. - практич. конф. «Безопасность движения поездов». - М.: МИИТ, 2005. - С. I - 35.

4. Ситников С.А. Моделирование нагруженности рельсовой колеи при действии на вагон с грузом поперечных сил при движении поезда по кривому участку пути // Материалы шестой научн. - практич. конф. "Безопасность движения поездов". - М.: МИИТ, 2005. - С. 1-36.

5. Ситников С.А. О нагрузочной способности комплектов пружин тележек вагона от действия веса механической системы «груз-рама ваго-на-надрессорная балка» с учетом волны неровности пути // Материалы 44-ой Всеросс. научн. - практич. конф. «Современные технологии - железнодорожному транспорту и промышленности». - Хабаровск: ДВГУПС, 2006. Т.З. - С. 199-203.

6. Ситников СЛ. Исследование нагруженности рельсовой колеи при одновременном действии на вагон с грузом центробежной силы и ветровой нагрузки при движении поезда по кривому участку пути // Материалы научн. - практич. конф. «Повышение эффективности работы путевого хозяйства и инженерных сооружении железных дорог». - Екатеринбург: УрГУПС, 2006. - С. 81-94.

7. Ситников С.А. Исследование влияние смещения общего центра тяжести негабаритного груза на натяжения элементов креплений // Материалы VII меж-дунар. научн. - конф. «Кибернетика и технологии XXI века». - Воронеж: ВГТУ, 2006. Т.1.-С. 181-190.

8. Ситников СЛ. К определению натяжений в гибких элементах креплений размещенного со смещением общего центра тяжести негабаритного груза поперек вагона // Материалы VII междунар. научн. - конф. «Кибернетика и технологии XXI века». - Воронеж: ВГТУ, 2006. Т.1. - С. 191-197.

9. Туранов Х.Т., Власова Н.В., Ситников СЛ. Моделирование нагруженности рельсовой колеи при действии на вагон с грузом поперечных сил при движении поезда по кривому участку пути // Материалы научн. - практич. конф. «Повышение эффективности работы путевого хозяйства и инженерных сооружении железных дорог». - Екатеринбург: УрГУПС, 2006. - С. 73-80.

10. Туранов Х.Т., Ситников СЛ. Исследование влияния возвышения наружного рельса на натяжения в креплениях при движении поезда по кривому участку пути // Материалы 44-ой Всеросс. научн. - практич. конф. «Современные технологии - железнодорожному транспорту и промышленности». Хабаровск: ДВГУПС, 2006. Т.З. - С. 223-229.

11. Туранов Х.Т., Власова Н.В., Ситников СЛ. Моделирование нагруженности рельсовой колеи при несимметричном размещении общего центра тяжести негабаритного груза поперек вагона // Материалы VII междунар. научн. -конф. «Кибернетика и технологии XXI века». - Воронеж: ВГТУ, 2006. Т.1. - С. 208-216.

12. Туранов Х.Т., Ситников С.А., Рыков А.Л. Математическое описание системы «груз- крепление - вагон - путь» при одновременном действии на нее продольных и поперечных сил // Материалы Междунар. научн.-практич. конф. «Наука, техника, высшее образование: проблемы и тенденции развития». - Ростов на Дону: Изд-во Рост, ун-та, 2006. Вып.2. - С. 154-163.

13. Туранов Х.Т., Бондаренко А.Н., Власова Н.В., Ситников С.А., Белкина Н.С., Молчанова О.В. Программа для ЭВМ «Расчет усилий в гибких элементах креплений груза на открытом железнодорожном подвижном составе». Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 2006612566 от 20.07.06 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам по заявке №2006611732 от 26.05.2006.

14. Туранов Х.Т., Бондаренко А.Н., Власова Н.В., Ситников С.А., Белкина Н.С., Молчанова О.В. Программа для ЭВМ «Расчет усилий в гибких элементах креплений груза с плоским основанием при движении поезда по прямому и кривому участку пути под уклон». Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006612567 от 20.07.06 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам по заявке №2006611733 от 26.05.2006.

15. Туранов Х.Т., Ситников СЛ., Рыков А.Л., Рыкова Л.А. Программа для ЭВМ «Расчет натяжений в гибких элементах креплений негабаритного груза при смещении общего центра тяжести поперек вагона при движении поезда по кривому участку пути на спуск». Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006612668 от 28.07.06 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам по заявке №2006611780 от 31.05.2006.

16. Туранов Х.Т., Ситников С.А. Программа для ЭВМ «Расчет давлений колесных пар вагона на рельсовые нити при смещении общего центра тяжести груза поперек вагона при движении поезда по кривому участку пути». Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 2006612900 от 11.07.08 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам по заявке №2006611940 от 13.06.2006.

17. Туранов Х.Т., Ситников С.А., Рыков А.Л., Рыкова Л.А. Программа для ЭВМ «Расчет параметров креплений негабаритного груза по техническим условиям размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах». Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006611869 от 20.10.06 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам по заявке №2006611869 от 07.06.2006.

18. Туранов Х.Т., Ситников С.А. Депонированная рукопись статьи «Расчет давлений колесных пар вагона на рельсовые нити в системе «путь-вагон-груз»» / Уральский государственный университет путей сообщения. - Екатеринбург, 2006. - 12 с. - Библиография: 3 назв. - Рус. - Деп. В ВИНИТИ 01.11.2006 № 1297-В2006.

19. Ситников С.А., Даусеитов Е.Б. Расчет элементов креплений несимметрично размещенного негабаритного груза // Материалы Междунар. научн. -практич. конфер. «Наука, инновации и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России». - Екатеринбург: УрГУПС, 2006. - С. 364-365.

20. Туранов Х.Т., Тимухина Е.Н., Ситников С.А. Крепления неисмметрич-но размещенных грузов на открытом подвижном составе // Материалы Междунар. научн. - практич. конфер. «Наука, инновации и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России». - Екатеринбург: УрГУПС, 2006.-С. 372-373.

21. Туранов Х.Т., Ситников С.А., Рыков А.Л., Волков Д.В. Программа для ЭВМ «Расчет параметров гибких элементов креплений по допускаемым значениям перемещений груза вдоль и поперек вагона и по принятым значениям количества креплений в зависимости от веса груза». Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006613890 от 13.11.2006 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам по заявке №2006613170 от 21.09.2006 г.

22. Туранов Х.Т., Ситников С.А., Волков Д.А. Результаты вычислительных экспериментов по оценке совместного влияния углового ускорения от боковой качки и галопирования вагона с грузом на перемещения груза и натяжения гибких элементов креплений / Материалы IV Всерос. научн.-техн. конф. «Политранспортные системы (Транспортные системы Сибири)». В 2-х частях. Ч. I. -Красноярск: КГТУ, 2006. - С. 288-298.

Библиография Ситников, Сергей Анатольевич, диссертация по теме Управление процессами перевозок

1. Шанайц П.С. По пути совершенствования безопасности перевозок / Ж.-д. трансп., 2004, №9. С.7-12.

2. Большая энциклопедия транспорта: В 8 т. Т. 4. Железнодорожный транспорт / Главный редактор Н.С. Конорев. М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. 1039 с. - С. 268 -269.

3. Совершенствование способов размещения и крепления грузов в вагонах / Под ред. А. Д. Малова. Труды ВНИИЖТ. Вып.421. М.: Транспорт, 1970. -136 с.

4. Малов А.Д. Исследование ускорений и перемещений грузов в вагонах // Вестник ВНИИЖТ. 1979. № 4. С. 50-55.

5. Малов А.Д. Обеспечение продольной устойчивости грузов в вагонах // Ж. д. трансп. 1979. № 2. С. 18-22.

6. Малов А. Д. Крепление грузов на открытом подвижном составе для перевозки при высоких скоростях движения / Труды ВНИИЖТ. Вып.294. М.: Транспорт, 1965. - 167 с.

7. Малов А.Д. Методика определения норм крепления грузов // Вестник ВНИИЖТ. 1978. №3. С. 49-53.

8. Малов А.Д., Результаты испытаний способов крепления грузов на транспортерах площадочного типа // Совершенствование способов размещения и крепления грузов в вагонах. М.: Транспорт, 1970. С. 90 - 102.

9. Малов А.Д. Крепление грузов в условиях повышенных скоростей движения поездов // Бюллетень организации сотрудничества железных дорог. 1979. №6. С. 13-17.

10. Размещение и крепление грузов в вагонах. Справочник / А. Д. Малов, О. И. Михайлов, Г. М. Штейнфер, Г. П. Ефимов. М.: Транспорт, 1980. 328 с.

11. Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах. М.: Юртранс, 2003. - 544 с.

12. Львов A.A., Грачева Л.О. Современные методы исследований динамики вагонов. // Труды ЦНИИ МПС. М.: Транспорт, 1972, вып. 457. -160 с.

13. Анисимов П.С., Грачева Л.О. Условия перевозки крупногабаритных и негабаритных грузов на четырехосных платформах. М.: Транспорт, 1977. - 40 с.

14. Анисимов П.С. Колебания в горизонтальной плоскости четырехосной платформы с несимметрично расположенным тяжеловесным грузом / Вестник ВНИИЖТ, 1988, №7. С.35-40.

15. Анисимов П.С., Чан Фу Тхуан. Влияние несимметричного размещения подрессоренного тяжеловесного груза на вертикальные колебания 4-хосного грузового вагона / Вестник ВНИИЖТ, 1994, №1. С.30-34.

16. Анисимов П.С. Оценка устойчивости колеса на рельсе при поперечном смещении центра массы тяжеловесного груза // Тез. докл. третьей научн,-практич. конф. "Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте". М.: МИИТ, 2001. С. IV-5.

17. Анисимов П.С. Безопасность движения открытого подвижного состава при несимметричном размещении тяжеловесных и крупногабаритных грузов. Дисс. на соиск. уч. степени докт. техн. наук. М.: МИИТ, 1988. - 608 с.

18. Основные принципы и требования по креплению укрупненных грузовых единиц (НРБ) // ЭИ/ ЦНИИТЭИ МПС железнодорожный транспорт за рубежом. Серия: I. М: 1984. Вып. 2 С.13-17., Вып. 5 С.6-10.

19. Tumielewiez М. Ladowa nie zabezpieczanie przesyiek miedzynarodowych. Ek-splontacija Kiei, 1983. № 10 p.276-282. (Польск.).

20. Bebadetechnik and Ldung Sicherund / Munzert R.// Deine Bahn. - 1998. -26, №6.-С. 345-348.-Нем.

21. Richting verladen in Güterwagen/ Dickjobst H. // Deine Bahn. 1995. - 23. №5. -С. 274-277. -Нем.

22. Zurrmittel zum Verzuren von Lastenl Dolerych V // DNF: Int. Fachzeitschr. Forger, Lager - and Transporttechn. DHF: Dtsch/ Hebe - and Forgertechn. -1998.-44, №5 C. 50-60.-Нем.

23. Псеровская Е.Д. Совершенствование способов перевозки и методов расчета крепления грузов с плоским основанием на открытом подвижном составе. Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Новосибирск: 2000. - 17 с.

24. Королева Д.Ю. Совершенствование метода расчета крепления грузов при соударениях вагонов. Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. -Новосибирск: 2001. 23 с.

25. Зачешигрива М.А. Совершенствование метода расчета элементов крепления перевозимого груза при симметричном его размещении на вагоне от действия поперечных сил. Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Новосибирск: 2003. - 19 с.

26. Власова Н.В. Анализ нагруженности и выбор параметров элементов крепления грузов на открытом железнодорожном подвижном составе. Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Екатеринбург: УрГУПС, 2005. -24 с.

27. Чуйкова О.Ю. Совершенствование методики расчета крепления грузов при движении поезда по перегону на спуске при пневматическом торможении. Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Новосибирск: 2006. - 24 с.

28. Тимухина E.H. Совершенствование методики расчета гибких элементов креплений груза на открытом железнодорожном подвижном составе. Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Екатеринбург: УрГУПС, 2006. - 24 с.

29. Зылев В.Б. Вычислительные методы в нелинейной механике конструкций. М.: НИЦ «Инженер», 1999. - 145 с.

30. Туранов Х.Т., Псеровская Е.Д., Туранова Г.А., Королева Д.Ю. Моделирование движений закреплённых на вагоне грузов при трении скольжения при их перевозке на открытом подвижном составе // Вестник СГУПС, Выпуск №3.2000. С. 119-131.

31. Туранов Х.Т., Псеровская Е.Д., Туранова Г.А. Метод расчета крепления грузов/Ж. д. трансп., 2001, №1. С.56-57.

32. Туранов Х.Т., Псеровская Е.Д., Королева Д.Ю. Расчет крепления грузов при соударениях вагонов / Ж.-д. трансп., 2002, №3. С.43-44.

33. Псеровская Е.Д., Королева Д.Ю., Зачешигрива М.А. Моделирование обобщенной жесткости крепления грузов // Тез. докл. научн.-практич. конф. «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте». М.: МИИТ, 2000. - С.22.

34. Псеровская Е.Д., Зачешигрива М.А. Моделирование усилий в креплении грузов при действии на них поперечных сил // Вестник СГУПС. Сборник трудов молодых ученых СГУПСа. Выпуск 2. управление, техника и технология. Новосибирск 2001г. - С.64-76.

35. Бондаренко А.Н., Туранов Х.Т., Псеровская Е.Д. Общая формулировка и решение статически неопределимых задач при определении усилий в креплении грузов // Актуальные проблемы транспорта азиатской части России. -Новосибирск: СГУПС,2001. -С. 135-141.

36. Терзи В.И., Королева Д.Ю. Моделирование продольной качки вагона с грузом // Совершенствование эксплуатационной работы железных дорог. -Новосибирск.: СГУПС, 2002. С.46-53.

37. Королева Д.Ю. Определение вертикальной силы инерции груза при прохождении поезда по стыкам пути // Совершенствование эксплуатационной работы железных дорог. Новосибирск: СГУПС, 2002. - С.53-58.

38. Терзи В.И., Королева Д.Ю., Аптыманов О.Ю., Чуйкова О.Ю. Определение жёсткостных характеристик крепления грузов по продольной и вертикальной осям вагона // Совершенствование эксплуатационной работы железных дорог. Новосибирск: СГУПС, 2002. - С.59-71.

39. Бондаренко А.Н., Туранов Х.Т., Островский A.M., Псеровская Е.Д., Крытцева О.В., Мурашко К.В. Моделирование взаимных продольных перемещений ярусов штабельных грузов с учетом сил трения / Сб. докл. Междунар.

40. Конгресса "Механика и трибология транспортных систем 2003". - Ростов-на-Дону: РГУПС, 2003. Т. I. - С. 126.130.

41. Туранов Х.Т., Власова Н.В. Моделирование силы, действующей со стороны груза на упорный брусок по поперечной оси вагона // Вестник СГУПСа, № 6. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2003. - С. 53 - 66.

42. Туранов Х.Т., Власова Н.В., Метель Н.М. Совершенствование метода расчета упорного бруска, удерживающего груз от сдвига по поперечной осивагона // Вестник СГУПСа, № 6. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2003. - С.67 82.

43. Власова Н.В. Моделирование упорного бруска, как элемента крепления груза от сдвига по поперечной оси вагона // Сб. науч. трудов "Транспортные проблемы Сибирского региона", Иркутск: ИрГУПС, 2003. - Часть 1, 166 с, С. 87.99.

44. Туранов Х.Т., Даусеитов Е.Б., Метель Н.М. Расчет усилий в гибких элементах крепления груза при маневровых соударениях вагонов с использованием программы COSMOS/M // Вестник Восточноукр. нац. ун-та им. В Даля. Луганск, 2004. №7. С. 128. 134.

45. Туранов Х.Т., Даусеитов Е.Б., Метель Н.М. Расчет деформированного состояния груза и подкладок при маневровых соударениях вагонов с использованием программы COSMOS/M // Вестник Восточноукр. нац. ун-та им. В Даля. Луганск, 2004. №7. С. 135. 141.

46. России: стратегические, региональные, технические". Ростов на Дону: РГУПС, 2004. - С.44,45.

47. Туранов Х.Т., Тимухина E.H. Результаты вычислительных экспериментов по расчету усилий в креплениях груза // Ма-лы шестой научн.-практич. конф. "Безопасность движения поездов". М.: МИИТ, 2005.

48. Туранов Х.Т., Власова Н.В., Метель Н.М., Мурашко К.В. О необходимости совершенствования технических условий размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах // Ма-лы шестой научн.-практич. конф. "Безопасность движения поездов". М.: МИИТ, 2005.

49. Ситников С.А. О креплениях размещенных со смещением поперек вагона груза при движении поезда по кривому участку пути // Материалы шестой научн. практич. конф. "Безопасность движения поездов". - М.: МИИТ, 2005.-С. 1-34.

50. Ситников С.А. О влиянии профиля кривого участка пути на нагрузочную способность креплений груза // Материалы шестой научн. практич. конф. "Безопасность движения поездов". - М.: МИИТ, 2005. ~ С. I - 35.

51. Ситников С.А. Моделирование нагруженности рельсовой колеи при действии на вагон с грузом поперечных сил при движении поезда по кривому участку пути // Материалы шестой научн. практич. конф. "Безопасность движения поездов". - М.: МИИТ, 2005. - С. 1-36.

52. Туранов Х.Т., Власова Н.В., Метель Н.В., Мурашко К.В. О необходимости совершенствования технических условий крепления грузов в вагонах и контейнерах // Материалы шестой научн.-практич. конф. "Безопасность движения поездов". М.: МИИТ, 2005.

53. Тимухина E.H. О методике расчета крепления грузов с учетом особенности профиля прямого участка пути // Материалы шестой научн.-практич. конф. "Безопасность движения поездов". М.: МИИТ, 2005.

54. Власова Н.В., Тимухина E.H. Математическое моделирование усилий в гибких элементах креплений груза с учетом особенностей профиля прямого участка пути // Сб. научн. тр. конф. "Молодые ученые транспорту".- Екатеринбург: УрГУПС, 2005. С. 406 - 418.

55. Власова Н.В., Тимухина E.H. Математические модели для построения программы автоматизированного расчета усилий в гибких элементах креплений груза // Сб. научн. тр. конф. "Молодые ученые транспорту". - Екатеринбург: УрГУПС, 2005. С. 418 - 423.

56. Белкина Н.С. О методике определения усилий в гибких элементах креплений грузов с плоским основанием // Материалы шестой научн.-практич. конф. "Безопасность движения поездов". М.: МИИТ, 2005.

57. Белкина Н.С. Изучение влияние поперечных сил на усилия в креплениях груза при движении поезда по кривому участку пути под уклон // Сб. научн.тр. конф. "Молодые ученые транспорту". Екатеринбург: УрГУПС, 2005. -С. 399 - 405.

58. Коровяковский Е.К. Методические основы размещения и крпеления грузов с плоской опорой на подвижном составе железных дорог. Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Санкт-Петербург, СПбГУПС, 2003. -24 с.

59. Пановко Я. Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. JL: Политехника, 1990. - 272 с.

60. Вершинский C.B., Данилов В.Н., Хусидов В.Д. Динамика вагона. М.: Транспорт, 1991. - 360 с.

61. Ж-л «Путь и путевое хозяйство» №5, 2005.

62. Лысюк B.C. Причины и механизм схода колеса с рельса. Проблема износа колес и рельсов. М.: Транспорт, 1997. - 188 с.

63. Комаров K.JL, Яшин А.Ф. Теоретическая механика в задачах железнодорожного транспорта. Новосибирск: Наука, 2004. - 296 с.

64. MATHCAD 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчёты в среде Windows 95. Изд. 2-е, М.: Филинъ, 1997. - 712 с.

65. Кудрявцев Е.М. MathCAD 2000 Pro. M.: Пресс, 2001. - 576 с.

66. Дьяконов В.П. MathCAD 2001: учебный курс. СПб.: Питер, - 2001. -624 с.

67. Яблонский А.А., Никифорова В.М. Курс теоретической механики. Ч. I. Статика. Кинематика. М: Высш. шк., 1977. - 368 с.

68. Аккерман Г.Л. Кривые участки пути как подсистема инфрастуктуры железной дороги // Транспорт Урала. 2004. №2. С. 14-19.

69. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь. Учебник для вузов ж.-д. трансп. М.: Транспорт, 1987. - 479 с.

70. Ситников С.А. О влиянии профиля кривого участка пути на нагрузочную способность креплений груза // Матер-лы шестой научн. практич. конф. "Безопасность движения поездов". - М.: МИИТ, 2005. Т.1. - С. 1-35,36.

71. Ситников С.А. О креплениях размещенных со смещением поперек вагона груза при движении поезда по кривому участку пути // Матер-лы шестой научн. практич. конф. "Безопасность движения поездов". - М.: МИИТ, 2005. Т.1. - С. 1-36,37.

72. Ситников С.А. Исследование влияние смещения общего центра тяжести негабаритного груза на натяжения элементов креплений // Материалы VII междунар. научн. конф. "Кибернетика и технологии XXI века". - Воронеж: ВГТУ, 2006. Т.1.-С. 181-190.

73. Туранов Х.Т., Ситников С.А., Рыков А.Л. Моделирование натяжений в гибких элементах креплений негабаритного груза при движении поезда по кривому участку пути / Ж-л «Наука и техника транспорта», 2007, №1. С. 20-26.

74. Туранов Х.Т., Ситников С.А. Моделирование нагруженности рельсовой колеи при несимметричном размещении общего центра тяжести негабаритного груза поперек вагона / Ж-л «Транспорт Урала», 2007, №1. С. 20-26.

75. Туранов Х.Т., Ситников С.А., Рыков А.Л. Определение натяжений в гибких элементах креплений груза со смещенным центром тяжести поперек вагона / Ж-л «Транспорт Урала», 2007, №1. С. 20-26.1. КЗ1. РЖДя

76. ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «РОССИЙСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ» (ОАО «РЖД»)1. ФИЛИАЛ ЮЖНО-УРАЛЬСКАЯ1. ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА

77. Председатель: Родоманченко М.Г.-главный инженер ЮУЖД

78. Члены комиссии: Сорока Е.В. начальник службы коммерческой работыв сфере грузовых перевозок ЮУЖД

79. Перминов И.Ю. зам. начальника службы вагонного хозяйства

80. Бусоргин В.Г. технолог отдела организации службы коммерческой работы в сфере грузовых перевозок

81. Доманцевич Г.М. конструктор нормативной группы по разработке ТУ и прогрессивных норм загрузки вагонов и контейнеров

82. Комиссия установила, что программы расчета креплений грузов в вычислительной среде МаЛСАО может быть использована на Южно-Уральской жд:

83. Расчет параметров креплений грузов по «Техническим условиям размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах» (ТУ);

84. Расчет натяжений в гибких элементах креплений грузов при смещении общего центра тяжести поперек вагона при движении поезда по кривому участку пути;

85. Расчет давлений колесных пар вагона на рельсовые нити при смещении общего центра тяжести груза поперек вагона при движении поезда по кривому участку пути.

86. Программное обеспечение задач креплений грузов работает стабильно.

87. В.Сорока И.Ю.Перминов В.Г.Бусоргин Г.М.Доманцевичт1. МШВЙШШ ФШЩШЩЖШмжжжж Ш1. ЖЖЖЖЖЖж жж ж ж ж ж ж ж1. СВИДЕТЕЛЬСТВОоб официальной регистрации программы для ЭВМ2006612566 г ^

88. Расчет усилий в гибких элементах креплений груза на открытом железнодорожном подвижном составеЖ

89. Автор(ы): Туранов Хабибулла Туранович, Бонд ар енко Анатолий Николаевич, Власова Наталья Васильевна, Ситников Сергей Анатольевич, Белкина Наталья Сергеевна, Молчанова Оксана Викторовна (Ки) 41. Заявка № 2006611732 ?

90. Дата поступления 26 мая 2006 Г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 20 июля 2006 г.

91. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакамЖ1. Б.П. СимоновЖ

Похожие работы

Транспорт
05.22.00