автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Разработка методики оценки аварийной нагруженности пассажирских вагонов при продольных соударениях

На правах рукописи

АЗАРЧЕНКОВ Андрей Анатольевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ АВАРИЙНОЙ НАГРУЖЕННОСТИ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ ПРИ ПРОДОЛЬНЫХ СОУДАРЕНИЯХ

Г

Специальность 05.22.07 - «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Брянск - 2005

Работа выполнена на кафедре «Вагоны» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Брянский государственный технический университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор кобшцанов В.В.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация -

доктор технических наук Оганьян Э.С.

кандидат технических наук, доцент Болдырев А.П.

ЗАО НО «Тверской институт вагоностроения»

Защита состоится «13» декабря 2005г. в 14 часов на заседании диссертационного совета К 212.021.02 при Брянском государственном техническом университете (БГТУ) по адресу: 241035, Брянск-35, бульвар 50-летия Октября, 7, ауд. 220.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Брянского государственного технического университета.

Автореферат разослан «11» ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Реутов А.А.

иши

з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Повышение скоростей движения пассажирских поездов требует создание современных средств обеспечения безопасности пассажиров. Развитие систем активной защиты не способно полностью устранить возникновение аварийных ситуаций на железнодорожном транспорте, в том числе при продольных соударениях. В связи с этим целесообразно применение средств пассивной защиты пассажирских вагонов, схемы и параметры которых могут быть обоснованы с помощью анализа аварийной нагруженности при продольных соударениях.

Традиционный подход к исследованию поведения вагонов в аварийных ситуациях при продольных соударениях основывается на анализе модели вагона, состоящей из тела, имеющего одну степень свободы в пространстве, связанного с неподвижным основанием упруго-диссипативным силовым элементом. В рамках такой модели определяется максимальная сжимающая сила, действующая на кузов вагона. При этом влияние отдельных элементов вагона учитывается опосредованно, не учитывается положение вагона в составе поезда, не рассматривается возможность схода вагонов с рельсов.

На основании изложенного актуальным является разработка методики прогнозирования аварийной нагруженности пассажирских вагонов при продольных соударениях в движении.

Цель диссертационной работы — разработка методики оценки аварийной нагруженности пассажирских вагонов при продольных соударениях в составе поезда на основе пространственной динамической модели.

Общая методика исследований. Исследования проводятся с использованием современных методов математического моделирования, теоретической механики.

Оценка нагруженности пассажирских вагонов осуществляется в несколько этапов. На первом этапе строятся пространственные расчетные схемы ходовых частей, автосцепных, буферных и других устройств пассажирских вагонов. На следующем этапе осуществляется моделирование продольных соударений, соответствующих нормативным испытаниям, и верификация полученных результатов. Последний этап ориентирован на анализ нагруженности кузова пассажирского вагона в составе поезда в различных аварийных ситуациях, имеющих место в эксплуатации.

Научная новизна диссертации. Научную новизну составляют:

пространственная расчетная схема скоростного пассажирского вагона, в состав которой в виде подсистем включены модель упругого кузова, тележки, автосцепного и буферного оборудования.

- модель тормозной системы пассажирского поезда, реализующая раз-

личные режимы торможения в процес гния;

- частотно-независимая математическая модель резинометаллического поглощающего аппарата Р-5П;

- модель ударно-тяговых устройств вагона, включающая модель сцепления автосцепок смежных вагонов;

- методика моделирования аварийных продольных соударений состава пассажирского поезда с неподвижным и подвижным препятствием на рельсовом пути;

- анализ эффективности предложенной схемы устройств пассивной защиты пассажирских вагонов при продольных аварийных соударениях.

Практическая значимость работы и ее внедрение. Разработанная в диссертации методика прогнозирования аварийной нагруженности пассажирских вагонов позволяет на этапе проектирования проводить численные эксперименты аварийных продольных соударений вагонов, выявлять недостатки создаваемых конструкций а так же снизить затраты на проведение испытаний вновь строящихся вагонов в соответствии с нормативными требованиями.

Предложена конструктивная схема системы пассивной защиты кузовов отечественных пассажирских вагонов, позволяющая сохранять в работоспособном состоянии автосцепное оборудование вагонов при аварийных соударениях на высоких скоростях.

Апробация и публикация результатов работы. Основные положения диссертационной работы изложены на первой всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Идеи молодых - новой России» (г. Тула, ТулГУ, 2004 г.), на четырнадцатой международной научно-технической конференции «Проблемы развития рельсового транспорта» (Украина, г. Ялта, Восточноукр. нац. ун-т. им. В. Даля, 2004 г.), на 9"й международной мини конференции «Vehicle System Dynamics, Identification and Anomalies» (Венгрия, г. Будапешт, 2004 г.), на пятой научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» (г. Москва, МГУПС, 2004 г.), на XVI международной Интернет - конференции молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения (МИКМУС-2004), на научно - практической конференции «Проблемы и перспективы развития вагоностроения» (г. Брянск, БГТУ, 2004), на первой международной научно - практической конференции «Наука в транспортном измерении» (Украина, г. Киев 2005), на 15'й международной научно-технической конференции «Проблемы развития рельсового транспорта» (Украина, г. Ялта, Восточноукр. нац. ун-т. им. В. Даля, 2005 г.), на VI научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» (г. Москва, МГУПС, 2005 г.),

По результатам диссертационной работы опубликованы 12 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из четырех глав, введения, заключения, списка использованных источников из 116 наименований. Общий объем диссертации составляет 113 страниц, включает 100 рисунков и 5 таблиц в текстовой части, а также приложение.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности разработки методики прогнозирования аварийной нагруженности кузовов пассажирских вагонов ка основе уточненных пространственных расчетных схем.

В первой главе диссертации дан краткий обзор исследований и методик анализа нагруженности железнодорожных экипажей и их поведение в аварийных ситуациях. Отмечается, что значительный вклад в области теоретического исследования динамики подвижного состава внесли ученые ВНИИЖТа и ВНИИВа C.B. Вершинский, С.П. Солодков, Ю.М. Черкашин, A.B. Иванов, во ВНИТИ под руководством H.H. Овечникова выполнены исследования нагруженности экипажных частей локомотивов при ударах в автосцепку, значительные работы проведены во ВНИКТИ Э.С Оганьном. В БИТМе проблемы продольного взаимодействия вагонов исследовались под руководством Л.Н. Никольского, Б.Г. Кеглина, H.A. Костенко, в Мите - В.Н. Котуранова, В.Д. Хуси-дова.

Глубокие исследования динамики вагонов проведены И.В. Бирюковым, Ю.П. Бороненко, Г.П. Бурчаком, Л.В. Винником, В.А. Лазаряном, А.Э. Павлю-ковым, А.Н. Савоськиным, В.Ф. Ушкаловым, A.A. Хохловым, Болдыревым А.П, Михальченко Г.С., Погореловым Д.Ю. Симоновым В.А.

Значительный вклад в области исследований динамического нагруженного состояния подвижного состава внесли исследователи коллективов ВНИИ железнодорожного транспорта, ВНИИ вагоностроения, Тверского института вагоностроения, ЦКБ транспортного машиностроения, Московского, Санкт - Петербургского, Уральского, Омского, Самарского университетов путей сообщения, Брянского государственного технического университета, Восточно-украинского национального университета им. В. Даля, Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта им. В. Лазаряна и ряда других научных и производственных организаций и вузов.

Обзор опубликованных работ показал, что традиционные подходы основываются на применении упрощенных расчетных схем. Такое ограничение связано со сложностью вывода и решения дифференциальных уравнений движения. В связи с этим перспективным является применение современных программных комплексов, позволяющих получать дифференциальные уравнения в автоматическом режиме, таких как ADAMS, LS-Dyna, «Зенит», «Универсаль-

ный механизм». Использование таких комплексов дает возможность практически снять ограничения по сложности расчетных схем и решать задачи, максимально соответствующие условиям эксплуатации пассажирских поездов.

На основании изложенного определена цель диссертации и сформулированы следующие задачи:

1. Разработка пространственной динамической модели тележки пассажирского вагона. Оценка её достоверности.

2. Разработка модели тормозной системы вагона, реализующей режимы торможения. Оценка еб достоверности.

3. Разработка модели ударно-тяговых устройств, позволяющих исследовать соударения одиночных вагонов с последующим их сцеплением, а так же исследовать движение пассажирских вагонов в составе поездов. Оценка достоверности разработанной модели.

4. Разработка модели буферного устройства и переходной площадки.

5. Разработка модели кузова пассажирского вагона с учетом его конечной продольной жесткости.

6. Проведение численных экспериментов соударения одиночных пассажирских вагонов со сцепами различной составности, а так же поезда с неподвижным и подвижным препятствиями.

7. Оценка влияния устройств пассивной защиты на нагруженность пассажирских вагонов и их устойчивость.

Во второй главе диссертации дано описание объекта исследования и обоснование его динамической модели. Для исследования выбран скоростной пассажирский вагон модели 61-4170 производства ОАО «Тверской вагоностроительный завод», устанавливаемый на тележки модели 68-4075. Вагон оборудуется стандартными буферными устройствами и автосцепкой СА-3 с резинометаллическим поглощающим аппаратом Р-5П.

Оценка аварийной нагруженности кузова пассажирского вагона производится на основании динамической модели вагона, описывающей его пространственные колебания. Модель представлена в виде системы твердых тел, связанных силовыми элементами и шарнирами. Разработка и расчет модели производится в среде программного комплекса моделирования динамики систем тел «Универсальный механизм».

Рис. 1 Структурная схема модели телеяски (¡-гружина, 2-демпфер, 3-букса, 4-поводки, 5-рама, 6-надрессорный брус, 7-капесиая пара)

В рамках программного комплекса разработана модель тележки, включающая в себя основные несущие элементы в виде абсолютно твердых тел, соединенных шарнирами и упруго-диссипативными связями (рис. 1). В состав модели тележки включены элементы тормозной системы, позволяющие в процессе моделирования движения управлять режимами торможения вагона. Для этого с помощью стандартных средств программирования разработана процедура управления тормозной системой. При этом регулируемыми являются усилие прижатие тормозных колодок к диску и величина силы сопротивления движению магниторельсового тормоза.

Применение процедуры торможения позволяет моделировать аварийные ситуации в режиме экстренного торможения.

Предложенная модель автосцепного устройства и поглощающего аппарата (рис. 2) учитывает особенность аппарата воспринимать только сжимающие нагрузки. В состав расчетной схемы в виде отдельных элементов включены: автосцепка 1, упорная плита 2, поглощающий аппарат 4, тяговый хомут 3. Контактные взаимодействия упорной плиты с передними упорами и корпуса поглощающего аппарата с задними упорами, хомута с основанием корпуса аппарата и хвостовика автосцепки с упорной плитой моделируются соответственно специальными силовыми элементами 5 и 7.

Для моделирования резинометаллического поглощающего аппарата в схеме принято параллельное соединение упругого и диссипативного элементов 6. Моделирование упругих элементов осуществляется нелинейными силовыми биполярными элементами. Жесткость упругого силового элемента прини-

Передний упор

Рис. 2 Расчетная схема модели поглощающего аппарата

(1-автосцепка, 2-упорная плита, 3-тяговый хомут, 4-корпус поглощающего аппарата, 5-контактные силы, 6-элементы, моделирующие работу поглощающего аппарата, 7-контактые силы)

мается согласно силовой характеристики для прямого хода поглощающего аппарата. Характеристика диссипации определяется исходя из предположения наличия вязкого трения в резинометаллическом упругом элементе. Данное предположение позволяет построить силовую характеристику диссипативного элемента по зависимости (1)

где Р - сила, действующая на диссипативный элемент, определяется по экспериментальной силовой характеристике, V - скорость изменения силы.

С другой стороны коэффициент вязкого трения может быть определен по

зависимости __

Р = а-2 т с £2)

где а - коэффициент необратимо поглощенной энергии поглощающего аппарата, т - масса вагона, с - жесткость аппарата при прямом ходе.

Для определения коэффициента вязкого трения экспериментальная силовая характеристика разбивается на участки. Определяется жесткость прямого хода на участках и расчитывается коэффициент вязкого трения. Зная коэффициент вязкого трения и сответсвующие значения сил сжатия, определяем скорость изменения силы, что позволяет построить график диссипации силового элемента.

Исключение зависимости коэффициента вязкого трения от скорости деформации силового элемента достигается путем введения в (2) редуцирующего

коэффициента К __

Р-К а-2 т-с. (3)

Определение значений редуцирующего коэффициента проводится с использованием одномассовой модели, связанной с неподвижным основанием упруго-диссипативной связью. В процессе численного моделирования при разных начальных скоростях строятся силовые характеристики силового элемента. При этом подбирается такое значение редуцирующего коэффициента, при котором энергоемкость силовой характеристики модели близка к экспериментальной. В табл. 1 приведены значения редуцирующего коэффициента для некоторых скоростей нагружения силовых элементов.

Таблица 1

Значения редуцирующего коэффициента _ _____

од 0,4 0,6 0,8 1,0 и 1,4 1,6 1,8

К 2,8 2 1,4 0,75 0,5 0,35 0,3 0,25 0,2

На рис. 3 приведены силовые характеристики уп-руго-диссипативного элемента в математической модели резинометаллического поглощающего аппарата для трех скоростей соударения.

Для приближенного учета продольной жесткости кузова пассажирского вагона в его динамической модели предложено представление кузова в виде трех масс (рис. 4), связанных уп-руго-диссипативными элементами, параметры которых определяются на основании пластинчато-стержневой конечно-элементной схемы кузова.

\1\Щ ДА ДА М-А А1

V УУ^ Ш г V V V

Рис.4. Расчетная схема модели упругого кузова С помощью метода подсистем, реализованного в программном комплексе «Универсальный механизм», построенные модели кузова, тележки, автосцепного и буферного устройств объединены в динамическую модель вагона. Полученная таким образом модель вагона имеет 106 степеней свободы. С использованием модели вагона построена модель пассажирского поезда из девяти вагонов и локомотива, имеющая 1078 степеней свободы.

Достоверность динамической модели вагона в целом оценивалось сопоставлением результатов моделирования с результатами натурных поездных испытаний, выполненных ЗАО НО «Тверской институт вагоностроения». При испытаниях замерялись ускорения и перемещения элементов вагона в вертикальной и горизонтальной плоскостях для скоростей движения от 20 м/с до 60 м/с с шагом 5 м/с на прямом участке пути. При этом результаты представлялись в виде средних значений измеряемого параметра для установленного уровня скорости следования.

Рис.3. Силовая характеристика модели поглощающего аппарата

Взаимное расположение вагонов при испытаниях приведено на рис. 5. Моделирование движения состава по расчетным неровностям в течение 10 с проводилось с аналогичными скоростями.

Локомотив М1

«И

Вагон прикрытия М2

Исследуемый вагон М2

м

Вагон лаборатория М2

шжшшдйаш

Рис. 5. Схема размещения вагонов при поездных испытаниях

Сопоставлялись значения гчЛЛ

»7- . в -5 -4 -32

35 40 45 И 55

—— Втормтянеяяа- •Экслершмит

\1.Шс

Рис. б Средние вертикальные ускорения рамы тележки

средних ускорения пятников кузова и средних ускорений рам тележек. В частотности, на рис. 6. показаны вертикальные ускорения рам тележек исследуемого вагона, полученные в результате численных экспериментов, там же точками показаны результаты натурных испытаний.

Как видно результаты численного моделирования качественно и количественно близки к данным натурных испытаний.

В третьей главе проведены численные эксперименты продольных соударений одиночных вагонов, сцепов различной составности с препятствиями на рельсовом пути.

Для обеспечения сцепления вагонов в момент соударения среда моделирования «Универсальный механизм» дополнена процедурой, осуществляющей слежение за относительным положением автосцепок и включением необходимых сил при совмещении контуров сцепление автосцепок.

Расчеты соударения вагона -бойка с отдельно стоящим ваго-

р.мн

3 5

з г 5 2 I 5 I

0 5 0

24

29

-Расчет

3 4

А эксперимент

Рис. 7. Усилия на задних упорах с ударяемой стороны

ном на разных скоростях показали, что результаты численного моделирования близки к результатам натурных экспериментов, проведенных Тверским институтом вагоностроения. В частности, на рис.7 показано сопоставление расчетных значений максимальной сжимающей силы, действующей на задние упоры кузова с ударяемой стороны в диапазоне скоростей 2,4 - 3,5 м/с, с данными натурных испытаний для скоростей 3,15 м/с и 3,27 м/с. Как видно результаты численных и натурных экспериментов достаточно близки, что подтверждает адекватность предложенной динамической модели вагона.

Проведен сравнительный анализ на соударения вагона - бойка с исследуемым вагоном, находящимся в сцепе с вагоном - упором общей массой 278 т и соударения вагона - бойка с исследуемым вагоном, находящимся в сцепе с пятью вагонами общей массой, близкой к массе вагона - упора. В результате проведенных экспериментов установлено, что в обоих случаях на задних упорах автосцепки с ударяемой стороны сжимающие силы приблизительно равны и близки к результатам натурных испытаний. Однако с противоположной стороны сжимающие силы, действующие на исследуемый вагон, находящийся в сцепе с вагоном — упором, значительно превосходят силы, действующие на исследуемый вагон, находящийся в сцепе с несколькими вагонами (рис. 8).

■ сцимсдоо» - - - *Вс||иасяпы»мгомим * И||ЩЧ1Т >а|И«е»врвм т т " Чд|И«К>ИПШ| (

а б

Рис 8. Сжимающие силы, действующие на исследуемый вагон в сцепе а -ударяемая сторона, б - противоположная сторона

Таким образом, исследуемый вагон наиболее нагружен в случае его соударения с вагоном - упором. В случае соединения исследуемого вагона со сцепом вагонов, усилие его взаимодействия со сцепом уменьшается в 1,8 -2,2 раза.

Для анализа нагруженности пассажирских вагонов в составе поезда проведены численные эксперименты на соударения состава поезда из девяти вагонов и локомотива с жестким неподвижным упором. Рассматривались две модели поезда: кузов вагона представлен одним твердым телом; кузов вагона обладает продольный упругостью, которая приближенно учитывается трехмассовой схемой (рис. 4). Показано, что модель вагона с жестким кузовом в отличие от

упругого, приводит к завышенным значениям продольных сжимающих сил приблизительно на 20%. В связи с этим дальнейшие исследования проводились с использованием модели упругого кузова вагона. На рис. 9, а приведен график максимальных сжимающих сил на задних упорах автосцепок вагонов в зависимости от их положения в составе поезда. На рис. 9, б показан график максимальной' сжимающей силы, действующей на задние упоры первого вагона, в зависимости от скорости соударения.

1

Рис 9 а- изменение продольных сил по дчине поезда, б - зависимость максимальной сжимающей силы, действующей на первый вагон от скорости соударения

Проведены численные эксперименты на соударения пассажирского поезда разной составное™ с жестким неподвижным упором. Установлено, что значение максимальной сжимающей силы, действующей на первый вагон, не зависит от количества вагонов в поезде. Однако время действия сжимающей силы, воспринимаемой первым вагоном, зависит от количества р мн вагонов в поезде. В результате проведенных численных экспериментов получен график зависимости сжимающих сил от количества вагонов в составе поезда (рис. 10). Данный график позволяет оценивать нагруженность кузова первого вагона, не прибегая к моделированию соударений поездов различной составное™ с жестким неподвижным упором.

0.07'п

Рис. 10. График продольного нагружения кузова первого вагона при соударении поезда с неподвижным упором (Ртах - максимальная сжимающая cufia, п - количество вагонов всиепе)

Проведенный анализ аварий на железнодорожном транспорте позволяет отметить, что, не смотря на повсеместное внедрение средств активной защиты, наиболее распространенным является случай столкновения поезда на железнодорожном переезде с автомобилем или другим транспортным средством. Для возможности моделирования таких ситуаций разработана модель грузового автофургона общей массой 40 т. В модели автофургона отдельными телами моделируются: тягач с шестью степенями свободы, полуприцеп с одной вращательной степенью свободы вокруг седла тягача и двенадцать колес, имеющих по одной вращательной степени свободы (элементы подвески автомобиля не учитываются). Предложенная модель автофургона позволяет моделировать различные аварийные ситуации, в том числе и ситуацию, при которой автомобиль находится на переезде, а поезд в режиме экстренного торможения сталкивается с полуприцепом.

При решении этой задачи предполагалось, что колеса автофургона находились на ровном основании. Проведены численные эксперименты соударения пассажирского состава, состоящего из локомотива и двух вагонов, движущегося в режиме экстренного торможения, с автофургоном в диапазоне скоростей 3... 11 м/с. На рис. 11 приведена расчетная схема, реализованная в программном комплексе «Универсальный механизм». Рассматривалась ситуация удара головки автосцепки локомотива в полуприцеп.

linn Y

М

шшшштт

?//7 ?////V/У?///7/// ///У У//77////// Рис. 11. Расчетная схема аварии на железнодорожном переезде Получены значения максимальных сжимающих сил, действующих на задние упоры хребтовой балки исследуемого вагона (рис.12). Там же построена кривая изменения продольной силы, воспринимаемой автосцепкой локомотива

Результаты расчета показывают, что в аварийной ситуации локомотив подвергается действию ударных сил, превышающих нормативные,

Рис. 12 Зависимость максимальных сжимающих сия, действующих на хребтовую бачку вагона и на локомотив, от скорости соударения

при этом на вагоны передается значительно меньшая нагрузка. Продольные силы на исследуемый вагон в диапазоне скоростей соударения до 30 км/ч не превышают 2,5 МН, схода поезда с рельсов не происходит.

Четвертая глава посвящена анализу систем пассивной защиты пассажирских вагонов при аварийных продольных соударениях. Отмечено, что наиболее распространенной системой можно считать буферные устройства, совмещенные с элементами пассивной защиты, представляющие собой разрушающиеся конструкции в процессе восприятии аварийной нагрузки.

Одним из основных условий эффективного применения таких средств пассивной защиты является использование всего пространства между двумя смежными вагонами в процессе аварийного соударения. Однако вследствие особенности работы автосцепных устройств отечественных пассажирских вагонов использование этого пространства затруднено в связи с массивной конструкцией головки автосцепки и малым ходом поглощающего аппарата. Кроме этого, особенностью работы автосцепного устройства является то, что в зависимости от величины сжимающей силы возможны различные варианты передачи сжимающей нагрузки на кузов. При действии сжимающих сил, не превышающих максимальной упругой силы поглощающего аппарата, нагрузка передается от автосцепки через упругие элементы поглощающего аппарата задним упорам хребтовой балки. С ростом сжимающих сил происходит закрытие поглощающего аппарата, и нагрузка жестко передается по той же схеме. При дальнейшем увеличении сжимающих сил нагрузка от головки автосцепки передается ударной розетке. Таким образом, малый ход поглощающего аппарата и головки автосцепки не позволяют применять системы пассивной защиты без определенных конструктивных изменений.

Для возможности использования элементов пассивной защиты в конструкциях отечественных пассажирских вагонов необходимо максимально увеличить упругий ход головки автосцепки. В соответствии с описанной выше схемой передачи аварийных нагрузок первое, что необходимо - это увеличить зазор между головкой автосцепки и ударной розеткой. Второе - обеспечить пространство для размещения полностью сжатого поглощающего аппарата при увеличенном ходе автосцепки. Для решения второй проблемы предлагается применить подвижные задние упоры автосцепки.

Следует отметить, что современные тенденции развития скоростных пассажирских вагонов предполагают применение автосцепных устройств жесткого типа, не имеющих массивной головки автосцепки. Конструкция таких устройств может позволить при действии аварийных сжимающих сил размещать головку автосцепки внутри хребтовой балки для исключения возможности её разрушения.

Использование подвижных задних упоров предполагает установку их таким образом, чтобы они имели возможность продольного перемещения внутри хребтовой балки кузова вагона. Обеспечение нормального положения задних упоров возможно за счет установки последовательно с ними сминаемых элементов, не обладающих восстанавливающей силой. Жесткость таких элементов должна превышать максимальную жесткость поглощающего аппарата и оставлять неподвижными задние упоры при соударениях с допустимыми скоростями. При соударениях на аварийных скоростях энергия удара будет расходоваться на деформацию сминаемых элементов, что позволит снизить уровень на-груженности кузова вагона.

Для анализа эффективности предложенной системы пассивной защиты разработана модель вагона, оснащенная подвижными задними упорами, установленными последовательно со сминаемыми элементами, имеющими постоянную по длине жесткостью. Для упрощения модели сминаемый элемент моделировался фрикционным биполярным силовым элементом. Проведены численные эксперименты на соударения вагона-бойка с отдельно стоящим исследуемым вагоном, оборудованным подвижными задними упорами. При этом рассматривалось две ситуации: в первом случае сила сопротивления принималась равной 1,6 МН, что соответствует силе закрытия поглощающего аппарата, во втором - 2,5 МН, что позволяет удерживать задние упор в заданном положении при скоростях соударения до 12 км/ч. На рис. 13 приведен график изменения сжимающей силы, воспринимаемой силовыми элементами модели кузова вагона (рис. 4) с использованием подвижных и с жестких задних упоров.

Из графика следует, что применение подвижных упоров в качестве средства пассивной защиты с силой сопротивления сминаемого элемента 2,5 МН позволяет снизить уровень нагруженности кузова вагона для скоростей соударения 15-40 км/ч более чем на 20%.

Для анализа эффективности применения комплекса пассивной защиты модель пассажирского вагона, оборудованного подвижными задними упорами, была дополнена буферными устройствами, в состав которых последовательно

Реакция кузова

5 4

3 2 1

О 1

о

_2______4_ »____ » 10 Уи/С

-сила трения 1 6М — - ■ сипа тренинг - - - -жесткий упор

Рис. 13. Реакция упругих элементов, моделирующих продольную жесткость кузова

включены сминаемые элементы. Проведены численные эксперименты на соударение поезда, состоящего их трех вагонов и локомотива, с неподвижным жестким упором при различных скоростях. При этом вагон, оборудованный подвижными упорами автосцепки и системой пассивной защиты, размещался в середине состава (рис. 14).

V

Рис. 14. Схема размещения испытуемого вагона

Анализ полученных данных показывает, что аварийная продольная сжимающая сила, передаваемая через буферные устройства, совмещенные с элементами пассивной защиты, не превышает 2,5 МН при скоростях соударений до 32 км/ч. Продольные силы, передаваемые на хребтовую балку не превышают установленную нормативную величину 2,5 МН при скоростях соударений до 22 км/ч. Однако общая нагружен-ность кузова вагона, оцениваемая по реакции упругих элементов модели (рис. 4) превышает допустимые пределы уже на скорости соударения 15 км/ч (рис. 15).

Выполнена приближенная оценка влияния системы пассивной защиты вагона на возможность схода поезда с рельсов при соударении с жестким упором. Когда, один из вагонов оборудован системой пассивной защиты, это происходит при скорости 10 м/с. Тот же состав с вагонами, оборудованными стандартными ударно-тяговыми устройствами, сходит с рельсов при скорости соударения 8 м/с.

Таким образом, применение предложенных средств пассивной защиты позволяет снизить аварийную нагруженность пассажирских вагонов в целом в случае столкновения поезда с препятствием на пути. Кроме того, использование таких средств повышает устойчивость пассажирского поезда на пути при аварийных продольных столкновениях.

Вззкция кузова

'р.м^

•С истопим»»и» гиро■ ип 1 лцкгы - - - Веепесоеноинщигм ^

Рис. 15. Реакции упругих элементов модели кузова

Основные результаты работы и выводы

В диссертационной работе на основе проведенных исследований и выполненных разработок получены следующие результаты.

1. Разработана методика прогнозирования нагруженности пассажирских вагонов при аварийных продольных соударениях. В основе методики положены расчетные схемы, учитывающие пространственные колебания вагонов.

2. В среде программного комплекса «Универсальный механизм» разработана динамическая модель скоростной пассажирской тележки, учитывающая ограничения относительных перемещений её элементов и работу тормозной системы при различных режимах торможения. Моделирование движения одиночного вагона показало, что ускорение замедления в режиме экстренного торможения составило 1,9 м/с2 и не превышает нормативное значение, а тормозной путь - 800 м.

3. Разработана модель автосцепного устройства, совмещенного с моделью ре-зинометаллического поглощающего аппарата Р-5П. Модель автосцепки позволяет сцеплять смежные автосцепки вагонов в составе поезда, а так же осуществлять сцепление при соударении вагонов. В случае возникновения больших относительных вертикальных перемещений автосцепок возможно их расцепление.

4. Предложена частотно-независимая математическая модель работы упругих элементов поглощающего аппарата, основанная на экспериментальной силовой характеристики резинометаллического поглощающего аппарата Р-5П.

5. Построена упругая модель кузова пассажирского вагона, состоящая из трех абсолютно твердых тел, соединенных упруго - диссипативными связями. Жесткость связей определяется из пластинчато-стержневой конечно - элементной модели кузова.

6. Проведено сопоставление результатов моделирования соударений пассажирских вагонов с использованием модели с абсолютно твердым и упругим кузовом. Сравнение полученных результатов с результатами натурных экспериментов показало, что модель твердого кузова приводит к завышению максимальных сжимающих сил на 20%, а так же не позволяет получить распределение продольных ускорений по длине кузова.

7. Установлено, что при соударении вагона - бойка с вагоном, находящимся в сцепе с вагоном - упором, усилия, возникающие на задних упорах со стороны вагона - упора, превосходят усилия на задних упорах с ударяемой стороны. Численные эксперименты показали, что при соударении вагона -бойка с вагоном в сцепе с несколькими вагонами общей массой, близкой к массе вагона - упора, усилия с противоположной удару стороны не превышают усилий со стороны удара.

8. Получена приближенная зависимость аварийного нагружения кузовов пассажирских вагонов, при соударении состава поезда с неподвижным жестким упором, от количества вагонов в составе поезда и скорости соударения.

9. Моделирование аварийного столкновения состава поезда, включающего локомотив и два вагона, с автофургоном массой 40т в режиме экстренного торможения показало, что ударная нагрузка на автосцепку локомотива превышает нормативное значение для скоростей соударения, больших 15 км/ч. Продольные силы, действующие на исследуемый первый вагон, не превышают 2,5МН для скоростей соударения до 30 км/ч.

10. Предложена система пассивной защиты кузова пассажирского вагона отечественной конструкции, включающая буферные устройства и подвижные задние упоры автосцепок, последовательно совмещенные с разрушающимися элементами.

11. На основе численных экспериментов установлено, что применение предлагаемой системы пассивной защиты позволит снизить нагруженность кузова пассажирского вагона примерно на 25% и увеличить скорость продольного соударения, при которой произойдет сход поезда с рельсов.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Азарченков, A.A. Моделирование процесса продольного соударения вагонов/ A.A. Азарченков, Д.Ю. Расин.: тез. докл. 1-й Всеросиийск. научно-техн. конф. студ. и асп. «ИДЕИ МОЛОДЫХ - НОВОЙ РОССИИ», (г. Тула,. 24 - 26 марта 2004 г.). - Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. - С. 86 - 87.

2. Кобищанов, В.В. Методика расчета продольных соударений пассажирских вагонов/ В.В. Кобищанов, A.A. Азарченков, Д.Ю. Расин. // Вест. Вос-точноукр. нац. ун-та. им. В. Даля. - Луганск, 2004. - №7. - С. 95 - 99.

3. Kobishanov, V. MODELLING of the LONGITUDAL COLLISIONS PASSENGER CAR/ V. Kobishanov, A. Azarchenkov. A. Uhnevskiy.: Abstract of 9th mini conf on "Vehicle system dynamics, identification and anomalies". - Budapest. 2004. - P. 13.

4. Kobishanov, V. MODELLING of the LONGITUDAL COLLISIONS PASSENGER CAR/ V. Kobishanov, A. Azarchenkov, A. Uhnevskiy.: Proceeding of 9th mini conf on "Vehicle system dynamics, identification and anomal ies"( Budapest, Hungary, 8-10 November. 2004).-Budapest. 2004.-P. 181-188.

5. Азарченков, A.A. Оценка динамической нагруженности пассажирских вагонов при продольных соударениях/ A.A. Азарченков, В.В. Кобищанов, A.A. Юхневский (Москва, 18-19 ноября 2004 г.) - М.: МИИТ, 2004. - С. VI-2.

6. Азарченков, A.A. Моделирование нагруженности пассажирских вагонов при продольных соударениях и оценка их безопасности/ A.A. Азарченков,

B.B. Кобищанов, Д.Ю. Расин.: Тез. Докл. XVI Международной Интернет конференции молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения (МИКМУС пробмаш - 2004), (г. Москва 22-24 декабря 2004 г.). - Москва: Изд-во ИМАШ РАН, 2004. - С.8.

7. Кобищанов, В.В. Моделирование нагруженности пассажирских вагонов при продольных соударениях/ В.В. Кобищанов, A.A. Азарченков.: материалы науч.-практич. конф. «Проблемы и перспективы развития вагоностроения» (г. Брянск 7-8 декабря 2004 г.). - Брянск: Изд-во БГТУ, 2004. - С.30.

8. Кобищанов, В.В. Динамическая нагруженность пассажирских вагонов/ В.В. Кобищанов, A.A. Азарченков, Д.Я. Антипин, Д.Ю. Расин.: науч. труды, тезисы докл. I Международная научно-практическая конференция «Наука в транспортном измерении» (Украина, г. Киев 11-13 мая 2005). - Киев: Изд-во, 2005.-С.85.

9. Кобищанов, В.В. Динамическая Нагруженность состава пассажирского поезда при аварийных соударениях/ В.В. Кобищанов, A.A. Азарченков IV международная научно-техническая конференция «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты» (г. Санкт- Петербург 6-9июля 2005). -Санкт-Петербург, 2005. - С.113 -114.

10. Кобищанов, В.В. Моделирование аварийных продольных соударений состава пассажирского поезда/ В.В. Кобищанов, A.A. Азарченков. // Вест. Вос-точноукр. нац. ун-та. им. В. Даля. - Луганск, 2005. - №8. - С. 37 - 40.

11. Азарченков, A.A. Нагруженность пассажирских вагонов при аварийных соударениях/ A.A. Азарченков, Д.Ю. Расин (Москва, 26-27 октября 2005 г.) - М.: МИИТ, 2005. - С. VII-2.

12. Кобищанов В.В. Снижение аварийной нагруженности кузовов пассажирских вагонов при продольных соударениях/ В.В. Кобищанов, A.A. Азарченков (Москва, 26-27 октября 2005 г.) - М.: МИИТ, 2005. - С. VII-32.

¡J&l55

РНБ Русский фонд

2006-4 17945

АЗАРЧЕНКОВ Андрей Анатольевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ АВАРИЙНОЙ НАГРУЖЕННОСТИ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ ПРИ ПРОДОЛЬНЫХ СОУДАРЕНИЯХ

05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация.

Автореферат

г

Г

?

I

i

Подписано в печать 10.11.2005 г. Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Офсетная печать. Печ. л.1,16. Уч.-изд. л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ. 594 Бесплатно

Издательство Брянского государственного технического университета. 241035. г. Брянск; БГТУ, бульвар 50-летия Октября, 7. Тел. 55-90-49. Лаборатория оперативной полиграфии БГТУ, ул. Институтская, 16.

ВВЕДЕНИЕ. 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Обеспечение безопасности пассажиров в железнодорожных вагонах

1.2. Актуальность проблемы.

1.3. Краткий обзор исследований в области динамики вагонов.

1.4. Анализ существующих расчетных схем соударений вагонов и методы их решения.

1.5. Постановка цели и задач исследования.

2. РАЗРАБОТКА ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВАГОНА.

2.1. Выбор объекта исследования и его описание.

2.2. Описание модели тележки.

2.3. Модель тормозной системы тележки.

2.4. Модель автосцепного оборудования.

2.5. Описание модели буферных устройств.

2.6. Описание модели кузова.

2.7. Особенности сборки динамической модели пассажирского вагона.

2.8. Особенности формирования сцепов пассажирских вагонов.

2.9. Верификация разработанных моделей.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ АВАРИЙНЫХ СОУДАРЕНИЙ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ.

3.1. Моделирование аварийных соударений.

3.2. Соударения двух одинаковых вагонов.

3.3. Соударения вагона — бойка с вагоном в сцепе с вагоном-упором.

3.4. Соударение вагона - бойка со сцепом, состоящим из нескольких вагонов с суммарной массой вагона - упора.

3.5. Соударение состава пассажирского поезда с неподвижным упором.

3.6. Соударение пассажирского поезда со свободно стоящим препятствием на рельсовом пути.

4. ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПАССИВНЫХ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ В КОНСТРУКЦИИ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ.

4.1. Системы пассивной защиты пассажирских вагонов.

4.2. Конструктивные особенности ударно-тяговых устройств отечественных пассажирских вагонов.

4.3. Модель подвижного заднего упора.

4.4. Анализ влияния устройств пассивной защиты на аварийную нагруженность пассажирского вагона.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.

Системные преимущества железнодорожного транспорта позволяют обеспечивать высокий уровень безопасности движения на базе использования активных средств защиты (предотвращение столкновений). Если на автомобильных дорогах Германии ежегодно гибнут около 5000 человек, пользующиеся личным автотранспортом, в России около 8000, то на железной дороге уровень такого риска значительно ниже.

Аварии на железной дороге часто являются следствием ошибочных действий человека и ввиду необычности привлекают повышенное внимание общественности и средств информации. Почти всегда они связаны со значительными негативными последствиями и отрицательно сказываются на имидже железных дорог. В связи с этим основной целью является исключение возможности столкновения поездов за счет постоянного повышения безопасности на базе использования активных средств защиты. Вместе с тем и пассивные средства являются существенной частью политики в области безопасности движения. В случае столкновения поездов пассивные средства должны минимизировать риск для пассажиров и персонала, а так же объем затрат, необходимый для устранения последствий.

В настоящее время активно развиваются программные комплексы, предназначенные для исследования динамики рельсовых экипажей. Широкие возможности для моделирования пространственных колебаний вагонов при движении по рельсовому пути, а так же в аварийных ситуациях дает программный комплекс «Универсальный механизм», разработанный на кафедре «Прикладная механика» Брянского государственного технического университета под руководством профессора Д.Ю. Погорелова.

Экспериментальные исследования прочности кузовов пассажирских вагонов от действия аварийных нагрузок не всегда возможны, что связано со значительными затратами на их проведение. При этом многообразие возможных вариантов аварийных ситуаций затрудняет создание подробного методического обеспечения проведения экспериментов.

Прогнозирование аварийной нагруженности пассажирских вагонов позволяет на стадии проектирования оценить ряд конструктивных решений и выбрать оптимальные с точки зрения прочности кузовов вагонов, провести ряд численных экспериментов без крупных капитальных вложений.

Обеспечение достаточной прочности кузовов приводит к снижению затрат на ремонтно-восстановительные работы вагонов после аварии, к уменьшению связанных с ними простоями, а так же повышению безопасности пассажиров.

В диссертационной работе в качестве объекта исследования принят скоростной пассажирский вагон модели 61-4170, имеющий максимальную конструктивную скорость движения 200 км/ч, производства ОАО «Тверской вагоностроительный завод». Моделирование аварийных соударений пассажирских вагонов и поездов проведены в среде программного комплекса «Универсальный механизм». Разработаны методики построения виртуальных моделей элементов вагонов, оказывающих существенное влияние на нагруженность вагонов в аварийных ситуациях. Определены основные принципы моделирования аварийных ситуаций.

В первой главе рассмотрены существующие исследования динамики и методики анализа нагруженности различных рельсовых экипажей. Показаны достоинства и недостатки некоторых методов исследования продольных соударений вагонов, выбраны наиболее эффективные методы. В заключении сформулированы цель и основные задачи исследования.

Во второй главе дано описание объекта исследования, основные технические характеристики, необходимые для построения математических моделей. Приведено описание разрабатываемых динамических моделей узлов пассажирских вагонов, методов их построения и взаимосвязи между собой. Дано исчерпывающее обоснование построенных моделей рельсовых экипажей.

Третья глава посвящена исследованию аварийной нагруженности пассажирских вагонов при продольных соударениях в различных ситуациях, в том числе происходящих в реальных условиях эксплуатации.

В четвертой главе приведено описание современных средств пассивной защиты зарубежных вагонов при продольных соударениях. Предложен вариант применения средств пассивной защиты в конструкции отечественных пассажирских вагонов, имеющих стандартные ударно тяговые устройства. Проведено расчетное обоснование эффективности применения таких средств в конструкциях пассажирских вагонов.

Верификация результатов исследования выполнена с использованием натурных испытаний, проведенных в ЗАО НО «Тверской институт вагоностроения».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

Разработана методика прогнозирования нагруженности пассажирских вагонов при аварийных продольных соударениях. В основе методики положены расчетные схемы, учитывающие пространственные колебания вагонов.

В среде программного комплекса моделирования динамики систем твердых тел «Универсальный механизм» разработана пространственная модель скоростного пассажирского вагона, имеющая 118 степеней свободы. В состав модели в виде отдельных подсистем включены: упругий кузов, тележки, автосцепное оборудование и буферные устройства. Построенная модель полностью параметризована и может быть дополнена элементами подвагонного оборудования, динамика которых представляет интерес. Сопоставление ускорений и перемещений элементов тележки и кузова вагона, полученных расчетным путем и при поездных натурных испытаниях, проведенных в ЗАО НО «Тверской институт вагоностроения», показало, что они качественно и количественно близки. Это указывает на адекватность предлагаемой динамической модели движения вагона.

Предложена приближенная упругая модель кузова в виде системы трех абсолютно твердых тел, связанных упруго - диссипативными связями. Модель имеет восемь степеней и учитывает конечную жесткость кузова только в продольном направлении. Для определения жесткости связей элементов кузова разработана пространственная упруго-диссипативная пластинчато-стержневая конечно-элементная модель кузова вагона. Сопоставление результатов статических расчетов КЭ модели кузова от продольной сжимающей нагрузки с данными натурных стендовых испытаний, полученными Тверским институтом вагоностроения, показало их удовлетворительное соответствие, разница не превысила 5%.

В среде программного комплекса «Универсальный механизм» разработана динамическая модель скоростной пассажирской тележки, учитывающая ограничения относительных перемещений её элементов и работу тормозной системы при различных режимах торможения. Моделирование движения одиночного вагона показало, что ускорение замедления в режиме экстренного торможения составило 1,9 м/с2 и не превышает нормативное значение, а тормозной путь - 800 м.

Разработана модель автосцепного устройства, совмещенного с моделью резинометаллического поглощающего аппарата Р-5П. Модель автосцепки позволяет сцеплять смежные автосцепки вагонов в составе поезда, а так же осуществлять сцепление при соударении вагонов. В случае возникновения больших относительных вертикальных перемещений автосцепок возможно их расцепление.

Предложена частотно-независимая математическая модель работы упругих элементов поглощающего аппарата, основанная на экспериментальной силовой характеристики резинометаллического поглощающего аппарата Р-5П. Для описания диссипативных свойств принята модель вязкого трения с применением корректирующего коэффициента, обеспечивающего частотную независимость математической модели поглощающего аппарата. Получена зависимость корректирующего коэффициента от скорости деформации упругих элементов. В программном комплексе «Универсальный механизм» разработана процедура расчета необходимого коэффициента демпфирования в зависимости от скорости деформации упругих элементов модели.

Построена методика моделирования соударения одиночных пассажирских вагонов, в соответствии с РД24.050.37-95 типовой методики испытаний на прочность СТ ССФЖТ ТМ 08-003-98. Сопоставление результатов численных экспериментов с результатами натурных испытаний показало их качественное и количественное близкое соответствие, что указывает на адекватность динамической модели вагона в целом. Проведено сопоставление результатов моделирования соударений пассажирских вагонов с использованием модели с абсолютно твердым и упругим кузовом. Сравнение полученных результатов с результатами натурных экспериментов показало, что модель твердого кузова приводит к завышению максимальных сжимающих сил на 20%, а так же не позволяет получить распределение продольных ускорений по длине кузова.

Установлено, что при соударении вагона — бойка с вагоном находящемся в сцепе с вагоном — упором, усилия, возникающие на задних упорах со стороны вагона - упора, превосходят усилия на задних упорах с ударяемой стороны. Численные эксперименты показали, что при соударении вагона - бойка с вагоном в сцепе с несколькими вагонами общей массой близкой к массе вагона — упора, усилия с противоположной удару стороны не превышают усилий со стороны удара.

Анализ нагруженности пассажирских вагонов, находящихся в составе поезда, при аварийном соударении с неподвижным жестким упором позволил получить распределение максимальных сжимающих сил по длине состава. Построена зависимость максимальной сжимающей силы, действующий на первый вагон в зависимости от скорости соударения с жестким упором. Полученные данные позволили получить приближенную зависимость нагруженности первого вагона в составе поезда при соударении с неподвижным жестким упором от количества вагонов. Установлено, что максимальная сжимающая сила, действующая на первый вагон не зависит от количества вагонов в составе, однако её вид и время действия имеет непосредственную зависимость от количества вагонов в сцепе. Установлено, что с увеличением вагонов в составе поезда колебательный характер сжимающей силы переходит в постоянный.

Моделирование аварийного столкновения состава поезда, включающего локомотив и два вагона, с автофургоном массой 40т в режиме экстренного торможения показало, что ударная нагрузка на автосцепку локомотива превышает нормативное значение для скоростей соударения, больших 15 км/ч. Продольные силы, действующие на исследуемый первый вагон, не превышают 2,5МН для скоростей соударения до 30 км/ч.

Предложена система пассивной защиты кузова пассажирского вагона отечественной конструкции, включающая буферные устройства и подвижные задние упоры автосцепок, последовательно совмещенные с разрушающимися элементами.

На основе численных экспериментов установлено, что применение предлагаемой системы пассивной защиты позволит снизить нагружен-ность кузова пассажирского вагона примерно на 25% и увеличить скорость продольного соударения, при которой произойдет сход поезда с рельсов.

1. Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПСколеи 1520 мм. (несамоходных). М.:ГосНИИВ - ВНИИЖТ, 1996.319 с.

2. Американские железнодорожные энциклопедии, вагоны, Т.И под ред. П.И.Травина.-М. :Трансжелдориздат, 1945 .-640с.

3. ЖДМ A. Evans. Modern Railways, 2000, № 616, p. 51 53.

4. Бабаков, И.М. Теория колебаний/ И.М. Бабаков. М.:Наука, 1968.-560 с.

5. Булгаков, Б В. Колебания/ Б В. Булгаков. — М.: Гостехиздат, 1954 892 с.

6. Арнольд, В.И. Математические методы классической механики/ В .И. Арнольд. -М.: Наука, 1974 431 с.

7. Карман, Т., Био М. Математические методы в инженерном деле/ Т. Карман, М. Био. -M.-JL: Гостехиздат, 1948. 415 с.12. http://www.mscsoftware.com.13. http://www.umlab.com.

8. Грачева, JI.O. Спектральный анализ вынужденных колебаний вагона при случайных неровностях железнодорожного пути и выбор параметров рессорного подвешивания/ Л.О.Грачева// Труды ВНИИЖТ. — М.: Транспорт. 1967. - Вып. 347. - С. 151-168.

9. У шкапов, В.Ф. Случайные колебания механических систем при сухом и низком трении/В.Ф. Ушкалов// Нагруженность, колебания и прочность сложных механических систем. Киев: Наукова думка, 1977.-С. 16-23.

10. Прочность и безотказность подвижного состава железных дорог/ А.Н. Савоськин, Г.П. Бурчак, А.П. Матвеевичев и др.; под общ. ред. А.Н. Савоськина. -М.: Машиностроение, 1990. 288с.:ил.

11. Бирюков, И.В. Механическая часть тягового подвижною состава/ И.В. Бирюков, А.Н. Савоськин, Г.П. Бурчак и др.; под ред. И.В.Бирюкова. М.: Транспорт, 1992. - 440 с.

12. Бурчак, Г.П. Исследования характеристик случайных колебаний моторвагонного подвижного состава с помощью системы, Adams/Rail./ Г.П. Бурчак, JI.B. Винник, B.JI. Гончарук // Вест. Восточноукр. нац. унта. им. В. Даля. Луганск, 2004. - №8. - С. 121 - 127.

13. Динамика вагона/ С.В. Вершинский, В.Н. Данилов, В.Д. Хусидов; под ред. С.В.Вершинского. М.: Транспорт, 1991. - 360 с.

14. Вершинский С.В. Динамика вагона/С.В. Вершинский, В.н. Данилов, И.И. Челноков. М.: Транспорт, 1972. 353 с.

15. Соколов, М.М. Динамическая нагруженность вагона/ М.М. Соколов, В.Д. Хусидов, Ю.Г Минкин. М.: Транспорт, 1981. - 207 с.

16. Мямлин С.В. Улучшение динамических качеств рельсовых экипажей путем усовершенствования характеристик рессорного подвешивания: автореф. дис. д-ра техн. наук:/С.В. Мямлин. Луганск, 2004. - 37 с.

17. Воронович В.П. Тележка нового поколения для грузовых вагонов: автореф. дис. канд. техн. наук/ В.П. Воронович Д., 2001. - 20 с.

18. Данилов, В.И. Железнодорожный путь и его взаимодействие с подвижным составом/ В.Н. Данилов. -М.: Трансжелдориздат, 1961. 111 с.

19. Лазарян, В. А. Колебания железнодорожного состава. Вибрации в технике/ В.А. Лазарян.- М.: Машиностроение, 1980. Т.З С. 398 - 434.

20. Кудрявцев, Н.Н. Исследование динамики необрессоренных масс/ Н.Н. Кудрявцев // Труды ВНИИЖТ. М.: Транспорт. - 1965. Вып. 287 - 168 с.

21. Коротенко, М.Л. Дифференциальные уравнения пространственных колебаний четырехосного грузового вагона с учетом конечной жесткости кузова и инерционных свойств основания/ М.Л. Коротенко, В.Д. Данович// Труды ДИИТ. Д. - 1977. -Вып. 199/25. - С.3-13.

22. Блохин, Н.И. Динамика поезда (нестационарные продольные колебания)/ Н.И Блохин, Л.А. Манашкин. М.: Транспорт, 1980. - 290 с.

23. Лазарян, В.А. Устойчивость движения рельсовых экипажей/ В.А. Лазарян, Л.А. Длугач, М.Л. Коротенко. Киев: Наукова думка, 1972. - 200 с.

24. Вагоны/ М.В. Винокуров, Л.А. Шадур, П.Г. Проскурнев, А. И. Михалев-ский, В.А. Лазарян, Л.А. Коган, С.В. Вершинский, 3. О. Каракашьян и др.; под ред. М.В. Винокурова. — М.: Трансжелдориздат, 1953. — 704 с.

25. Хохлов, А.А. Решение экстремальных задач динамики вагонов/ А.А. Хохлов. -М.: МИИТ, 1994. 105 с.

26. Мюллер, П.К. Математические методы в динамике транспортных устройств/П.К. Мюллер// Динамика высокоскоростного транспорта; пер. с англ, под ред. Т.А.Тибилова. М.: Транспорт, 1988. - С.39-58.

27. Гарг, В.К., Дуккипати Р.В. Динамика подвижного состава/ В.К. Парг, Р.В. Дуккипати; пер. с англ. под ред. НА. Панькина. М.: Транспорт, 1988,391с.

28. Михальченко, Г.С. Совершенствование динамических качеств подвижного состава железных дорог средствами компьютерного моделирования/ Г.С. Михальченко, Д.Ю. Погорелов, В.А. Симонов// Тяжелое машиностроение. 2003. - №12. - С. 2-6.

29. Palcak, F. HOW IS POSSIBLE TO OPTIMIZE DYNAMIC PROPERTIES OF RAIL CAR/ F. Palcak, B. Smirnov, M. Vanco: Proceedings 16th INTERNATIONAL CONFERENCE "CURRENT PROBLEMS IN RAIL VEHICLES". Zilina, 2003. - Vol. 2 - P. 175 - 181.

30. Кобищанов, B.B. /В.В. Кобищанов, A.A. Азарченков// Вест. Восточноукр. нац. ун-та. им. В. Даля. Луганск, 2004. - №8. - С.

31. Вершинский С.В. Продольная динамика вагонов в грузовых поездах- -Труды ВНИИЖТ, вып. 143. М.: Трансжелдориздат, 1957.

32. Вершинский С.В., Данилов В.Н., Хусидов В.Д. Динамика вагона: Учебник для вызов ж.-д. тр-та./Под ред. С.В. Вершинского. 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1991. - 360 с.

33. Вершинский С.В., Федосеев А.В. Усилия и ускорения, возникающие при соударениях вагонов. Научн. тр. ЦНИИ МПС. Вып. 105, 1955, с. 93-99.

34. Костенко Н.А. Прогнозирование надежности транспортных машин. -М.: Машиностроение, 1989. 240 с.

35. Костенко Н.А., Миронова Т. А., Мишаков C.JI. О характере нагружения деталей вагонов продольными силами. Вестник ВНИИЖТ, №7, 1986, с. 43-44.

36. Костенко Н.А., Никольский JI.H. Статистические распределения продольных сил, действующих на подвижной состав через автосцепки и методы их определения. Брянск, Труды БИТМ, 1971, вып. 24. с.69-83.

37. Костина Н.А. Уточнение характеристик нагруженности вагона продольными силами через автосцепку. Вестник ВНИИЖТ, №4, 1981, с.36-39.

38. Расчет вагонов на прочность — Вершинский С.В. и др. изд. 2-е. под ред. JI.A. Шадура. М.: Машиностроение, 1971, с.432.

39. Солодков С.П. Динамико-прочностные испытания алюминиевого кузова моторного вагона скоростного электропоезда ЭР-200. Вестник ВНИИ ж.-д. транспорта, 1978, №6, с. 36-39.

40. Солодков С.П. Зашита кабины машиниста и оборудование локомотива от разрушений при соударениях. Бюл. Техн.-эконом. информ

41. Солодков С.П. Определение сил действующих на шкворневые узлы локомотивов при соударениях. НИИИНФОРМТЯЖМАШ, ТМ, 5-714, М., 1971, с. 28-30.

42. Солодков С.П. Прочность боковин главной рамы кузова локомотива при продольном статическом сжатии и ударе. Вестник ВНИИ ж.-д. транспорта, №1, с.9-12.

43. Солодков С.П. Прочность буферных брусьев, шкворневых балок и боковин главной рамы кузова локомотива при продольном ударе. Тез. Докл. Первой респуб. конфер. молодых ученых железнодорожников, Днепропетровск: ДИИТ, 1969, с.296-298.

44. Солодков С.П. Прочность кузова локомотива при ударе в автосцепку. Науч. Труды ЦНИИ МПС. Вып. 393, 1969, с. 80-89.

45. Солодков С.П. Расчет элементов рам кузовов локомотивов на ударную нагрузку. НИИИНФОРМТЯЖМАШ, ТМ, 5-74-10, М.: 1974, с. 10-13.

46. Солодков С.П., Кондрашев В.М. Исследование при ударе в автосцепку нагруженности кузовов вагонов, изготовленных из стали и алюминиевых сплавов. Воросы динамики и прочности тяг. подв. состава. — ВНИИЖТ, - М.: 1996. - с.31-48.

47. Иванов А.В. Исследование по выбору рациональных параметров конструкции вагонов электропоезда при восприятии аварийных ударных нагрузок. научн. тр. ВНИИВ. Вып. 11, 1970, с.43-64.

48. Иванов А.В. К вопросу защиты железнодорожных экипажей от разрушения при действии аварийных продольных нагрузок. Межвуз. об. научн. трудов, вып. 195/24, Днепропетровск, 1978, с.21-24.

49. Иванов А.В., Солодков С.П., Применение антиаварийных амортизирующих устройств в электропоездах. Вестник ВНИИ ж.-д. транспорта, 1976, №1, с.31-35.

50. Иванов А.В., Солодков С.П., Манашкин Л.А., Совершенствование кузовов электровагонов. М.: НИИИНФОРтяжмаш, ТМ, сер. 5, вып. 19, 1978. — с.20-23.

51. Кеглин Б.Г. Научные принципы создания амортизаторов удара подвижного состава железных дорог. Справ.: Инж. Ж., №1, 2000.-с.13-16.

52. Кеглин Б.Г. Сравнительная оценка различных типов поглощающих аппаратов для восьмиосного полувагона. Э.-И. Конструирование и эксплуатация оборудования. - Сер. 5, вып. 3. - М.: ЦНИИТЭИТЯЖ-МАШ, 1988.-c.l-3.

53. Костенко Н.А. Прогнозирование надежности транспортных машин. -М.: Машиностроение, 1989. 240с.

54. Костенко Н.А., Миронова Т.А., Мишаков C.JT. О характере нагружения деталей вагонов продольными силами. Вестник ВНИИЖТ, №7, 1986, с. 43-44.

55. Костенко Н.А., Никольский JI.H. Статистические распределения продольных сил, действующих на подвижной состав через автосцепки и методы их определения. Брянск, Труды БИТМ, 1971, вып.24. с.69-83.

56. Никольский JI.H. Исследование напряженного состояния вагона при ударных нагрузках. Техника железных дорог, 1946, №8-9, с. 19-22.

57. Никольский JI.H. О силах удара вагонов и поглощающих свойствах фрикционных аппаратов автосцепки. — Науч. труды БИТМ, вып. 11, 1949, с.54-64.

58. Никольский JI.H., Костенко Н.А. Об ударных нагрузках, воспринимаемых вагонами на сортировочных горках. Вестник ВНИИЖТ, №1, 1967.-с.31-34.

59. Никольский JI.H., Озеров М.А., Дуденков В.Г. Особенности изменения сил и напряжений в конструкции вагона при ударах в автосцепку.-Вестник ВНИИЖТ, №1, 1962.-c.3-7.

60. Никольский JI.H., Петрунина И.С., Петрунин B.C. Статистический метод расчета долговечности автосцепки с учетом малоцикловой усталости. М.: Машиноведение, 1975, №1.-с.75-80.

61. Битюцкий А.А., Смирнов А.Н., Хохлов С.В. Создание конструкции защитного экрана для вагона цистерны. Тез. Докл. На науч.-технич.конф. «Подвижной состав 21 века (идеи, требования, проекты)». — Санкт-Петербург, 1999.-е. 14-15.

62. Беспалько С.В., Корниенко Н.А., Чугунов Г.Ф. Метод оценки условий пробоя котла цистерны при аварийной ситуации. Вестник ВНИИЖТ, №2, 2001.-с.31-36.

63. Богмаз Г.И., Соболевская М.Б., Хрущи И.К., Бубнов В.М. Защита котлов железнодорожных цистерн при аварийных ударах в днище. — Тез. Докл. На науч.-технич. конф. «Подвижной состав 21 века (идеи, требования, проекты)». Санкт-Петербург, 1999.-c.99.

64. Корниенко НА., Чугунов Г.Ф., Беспалько С.В. К вопросу о моделировании маневрового соударения вагонов. Вестник ВНИИЖТ, №4, 2000г.-с.27-31.

65. Нагруженность элементов конструкции вагона: Учебню для вузов ж.-д. тр-та./В.Н. Котуранов, В.Д. Хусидов, П.А. Устич, А.И. Быков. Под ред. В.Н. Котуранова. -М.: Транспорт, 1991.-238с.

66. Панькин Н.А., Гребенюк П.Т., Паршин В.Я., Тимощук А.И. Распределение продольных сил и ускорений в поезде при нелинейных упрго-вязких связях. Вестник ВНИИ ж.-д. транспорта, 1975, №2, с.21-24.

67. Пузанков А.Д. Исследование напряженного состояния рамы макета кузова при ударе. Дис. на соиск. учен. Степ, к.т.н. МИИТ, М.: 1971.

68. Пузанков А.Д. Исследование характера распределения напряжений по элементам конструкции самоходных экипажей, вызванных ударом по автосцепке. Науч. Тр. МИИТ, вып. 329, 1970, с.66-87.

69. Самсонов Г.П., Бороненко Ю.П., Орлова A.M. Эффективность систем аварийной амортизации скоростных поездов. . - Тез. Докл. На науч.-технич. конф. «Подвижной состав 21 века (идеи, требования, проекты)». Санкт-Петербург, 1999.-c.74.

70. Устич П.А., Карпычев В.А., Овечников М.Н. Надежность рельсового нетягового подвижного состава.- М.: ИГ «Вариант», 1999.-416с.81.