автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Влияние технического состояния ходовых частей грузовых вагонов на безопасность движения и износ в системе колесо-рельс

На правах рукописи 004599695

ИВАНОВ ДЕНИС ВАЛЕРЬЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ХОДОВЫХ ЧАСТЕЙ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ НА БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ И ИЗНОС В СИСТЕМЕ КОЛЕСО-РЕЛЬС

05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2010 г.

2 5 МАР 2010

004599695

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (МИИТ) на кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство»

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Петров Геннадий Иванович (МИИТ)

Официальные оппоненты:- доктор технических наук, профессор

Ромен Юрий Семенович (ВНИИЖТ)

- кандидат технических наук, доцент Антипин Дмитрий Яковлевич (БГТУ)

Ведущая организация: ОАО «НИИ ВАГОНОСТРОЕНИЯ», г. Москва

Защита диссертации состоится « 12 » апреля 2010 г. в 16:00 часов на заседании ди сертационного совета Д 218.005.01 в Московском государственном университете п тей сообщения (МИИТ) по адресу: 127994, Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, ау 2505.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Московско государственного университета путей сообщения (МИИТ).

Автореферат разослан: « 12 » марта 2010 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять г адресу диссертационного Совета университета.

Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Повышение уровня безопасности движения грузовых вагонов является одним из приоритетных направлений в деятельности железных дорог Российской Федерации и представляет собой комплекс мероприятий, направленных на снижение вероятности возникновения факторов угрозы жизни и здоровью пассажиров, сохранности перевозимых грузов, сохранности объектов инфраструктуры и подвижного состава железнодорожного транспорта, экологической безопасности окружающей среды.

Большинство существующих методик применяемых для оценки безопасности движения вагонов устанавливают допустимый диапазон значений для ряда параметров (коэффициент запаса устойчивости от вкатывания на головку рельса,от выжимания, опрокидывания, уровень рамных сил, коэффициенты динамики и т.д.), при выходе за который существует вероятность возникновения сходоопасной ситуации. В связи с этим, требуется разработка уточненных методик для оценки безопасности движения подвижного состава, позволяющих определить момент «явного схода», т.е. оценить не только необходимое но и достаточное.

На сегодняшний день, одной из основных причин сходов и крушений подвижного состава является несоответствие технического состояния ходовых частей вагонов установленным нормам их содержания. Следует также отметить, что стоящие перед Российскими железными дорогами задачи увеличения эксплуатационных скоростей движения и повышения осевых нагрузок требуют существенного пересмотра действующих норм содержания ходовых частей грузовых вагонов. При этом необходимо руководствоваться не только соображениями повышения уровня безопасности движения, но и вопросами снижения износа в контакте колесо -рельс.

В связи с этим обоснование условий безопасного движения вагонов при изменении параметров технического состояния ходовых частей с учетом минимизации износа в системе колесо - рельс представляет собой важную научную и практическую проблему. Поэтому, тема данной диссертационной работы актуальна и она находится в русле научного направления кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» МИИТа по развитию методов оценки безопасности движения вагонов при отклонении в содержании ходовых частей и пути.

Цели и задачи работы. Цель данной диссертационной работы заключалась в комплексной оценке влияния технического состояния деталей и узлов ходовых частей основных типов грузовых вагонов на безопасность движения и износ в системе колесо - рельс, уточненной оценки условий взаимодействий колеса и рельса при различном состоянии рельсовой колеи и выработке практических рекомендаций обеспечивающих снижение величины износа.

В соответствии с поставленной целью в диссертации решены следующие задачи:

- уточнены математические модели, описывающие движение полувагона, в гона хоппера, цистерны и длиннобазной платформы;

- разработан уточненный метод позволяющий оценить безопасность движет различных типов вагонов;

- для проверки адекватности и точности предложенных уточненных модел проведен сравнительного анализа расчетных данных в сопоставлении с экспер ментальными, полученными на скоростном полигоне ВНИИЖТа Белореченская Майкоп;

- проведен системный анализ влияния технического состояния ходовых част на динамические характеристики рассматриваемого подвижного состава и параме ры износа в системе колесо - рельс;

- предложены рекомендации по рациональным значениям диапазона параме ров технического содержания ходовых частей грузовых вагонов;

- проведен анализа результатов многовариантных компьютерных расчетов , определения параметров содержания рельсовой колеи;

- предложены рекомендации по содержанию рельсовой колеи с позиций сш жения износов в системе колесо - рельс и повышения уровня безопасности движ ния.

Методика исследований.

Исследование влияния технического состояния ходовых частей грузовых ваг нов на безопасность движения и износ в системе колесо-рельс проводилось на осно численных методов имитационного математического моделирования с использован ем сертифицированного программного комплекса «Универсальный механизм». Научная новизна работы.

1. Предложены уточненные математические модели основных типов грузовых в гонов, учитывающие реальное техническое состояние ходовых частей.

2. Предложена методика оценки безопасности движения по давлению в пятн контакта колесо-рельс.

3. Разработан уточненный метод оценки безопасности движения учитывающ давление в пятнах контакта, обезгрузку, величину подъема колеса над уровн головки рельса, а также энергетические соотношения.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтвержден корректностью применяемых автором математических методов и удовлетворительн сходимостью результатов расчета с экспериментальными данными. Практическая ценность.

1. Предложены компьютерные модели основных типов грузовых вагонов позв ляющие:

- выполнять оценку динамических параметров рассматриваемых вагонов;

- исследовать влияние технического состояния ходовых частей и рельсовой кол с использованием разработанного уточненного метода оценки безопасности движен на динамические параметры исследуемых экипажей.

2. Разработан уточненный метод оценки безопасности движения.

3. В результате проведенных исследований дана количественная и качественная оценка влияния технического состояния ходовых частей и параметров рельсовой колеи на показатели безопасности движения и износ в системе колесо-рельс, на основании которой разработаны практические рекомендации по содержанию ходовых частей и рациональному значению ширины рельсовой колеи

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на:

- IV Международная конференция «Участие молодых ученых, инженеров и педагогов в разработке и реализации инновационных технологий», Москва, МГИУ 2003;

- Международная научно-практическая конференция «Транссибирская магистраль на рубеже XX-XXI веков: Пути повышения эффективности использования перевозочного потенциала» Москва, МИИТ, 2003.

- «Безопасность движения поездов» (2005 г., 2006 г., 2008 г., 2009 г.), МИИТ, г. Москва

- Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты» - Санкт-Петербург, ПГУПС, 2009

- научно-техническом семинаре и заседании кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» МИИТа в 2005-2009 гг.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы и 3-х приложений.

Автор выражает признательность научному руководителю Г.И. Петрову за помощь и поддержку в работе, а также сердечно благодарит профессоров П.С. Анисимо-ва, В.Н. Котуранова, В.Н. Филиппова, Д.Ю. Погорелова за ценные научные консультации при подготовке работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, определены ее цель и основные задачи исследований.

В первой главе проведен анализ научно-исследовательских работ в области динамики подвижного состава. Отмечен огромный вклад в развитие раздела транспортной науки «Динамика подвижного состава» следующих ученых: П.С. Анисимова, И.В. Бирюкова, Ю.П. Бороненко, Г.П. Бурчака, М.Ф. Вериго, C.B. Вертинского, JI.B. Винника, A.JI. Голубенко, В.Н. Данилова, В.Д. Дановича, В.А. Двухглавова, B.C. Евстафьева, О.П. Ершкова, В.Н. Иванова, И.П. Исаева, Б.Г. Кеглина, В.В. Кобищанова, H.A. Ковалева, А.Я. Когана, С.И. Коношенко, Е.П. Королькова, М.Л. Коротенко, B.C. Коссова, В.Н. Котуранова, H.H. Кудрявцева, В.А. Лазаряна, A.A. Львова, Л.А. Манашкина, В.Б. Меделя, E.H. Никольского, Л.Н. Никольского, H.A. Панькина, В.О. Певзнера, Г.И. Петрова, H.A. Радченко, Ю.С. Ромена, Е.К. Рыбникова, А.Н. Савоськина, М.М. Соколова, Т.А. Тибилова, П.А. Устича, В.Ф. Ушкалова, В.Н.

Филиппова, А.А. Хохлова, В.Д. Хусидова, И.И. Челнокова, Ю.М. Черкашина, Г. Шахунянца и многих других.

Среди зарубежных ученых следует отметить работы Ами, Винклера, Викенс Гарга, Дуккипати, Картера, Калкера, Мюллера, Марье, Хеймана, и других.

Определены основные направления дальнейшего развития научно - исследов тельских работ в области динамики подвижного состава, связанные с уточнением м' тематических моделей подвижного состава, а также решением проблем в области п вышения безопасности движения поездов и оценкой влияния технического состоян ходовых частей и пути на безопасность движения и износ в системе колесо - рельс.

Рассмотрены разновидности компьютерных математических моделей, прим няемые в задачах исследования динамики подвижного состава и взаимодействия кол са и рельса, а также методы их анализа.

Выполнен анализ существующих критериев оценки безопасности движения, о мечены работы в этой области Хусидова В.Д., Петрова Г.И., Погорелова Д.Ю., в к торых дополнительно рассматриваются условия «явного схода», т.е. определенные в личины поперечного или вертикального смещения колеса с учетом или без учета вр мени нахождения в данном состоянии.

В связи с вышесказанным, в целях повышения уровня безопасности движет перед автором данной диссертационной работы были поставлены следующие задачи:

1. Разработать уточненную методику оценки безопасности движения ваго включающую в себя энергетическую трактовку вкатывания колеса на рельс, давлен в пятнах контакта, обезгрузку колеса, величину пройденного пути колесом при вкать вании или обезгрузке, величину подъема гребня колеса над уровнем головки рельса.

2. Предложить уточненные математические модели грузовых вагонов основны модификаций (полувагон, вагон хоппер, цистерна, длиннобазная платформа) на т лежках модели 18 -100, позволяющие учитывать реальное техническое состояние х довых частей, описывающие движение в прямых и криволинейных участках пути с р альными неровностями в плане и профиле.

3. Разработать конкретные технические рекомендации по диапазону параметр содержания ходовых частей рассматриваемых грузовых вагонов и номинального зн чения рельсовой колеи, позволяющие снизить износ в системе колесо - рельс

Во второй главе дается описание особенностей математической модели груз вого вагона. Расчетная схема (рис.1-2) модели базируется на девятнадцати твердь телах (кузов, восемь фрикционных клиньев, две надрессорные балки, четыре колеснь пары и четыре боковые рамы) и имеет 114 степеней свободы, что определяет поряд системы уравнений.

Данная модель позволяет учитывать зазоры (см. рис.1-2) при продольном Дбх поперечном Дбу смещениях рамы относительно направляющих элементов буксы, з зор в скользунах Дс, зазоры в пятнике в продольном и поперечном направлении Дп износ наклонной поверхности клина Дкн, износ поверхности клина контактирующей рамой Дкр, фрикционной планки, пятника, профилей колеса и рельса.

V

Рнс.1 Геометрическая расчетная схема

системы вагон путь Аиху

У г

\х

ХГ

и

Рис. 2 Геометрическая расчетная схема системы вагон путь

При построении модели приняты следующие гипотезы:

1. Надрессорные балки связаны с боковыми рамами упругими линейным силовыми элементами моделирующими работу пружинного рессорног подвешивания. Они задаются матрицами жесткости и стационарным значением силы момента.

2. С контактирующими элементами поверхности стандартного клина связаны 3 контактных точки типа точка плоскость, которые задают контактное взаимодейств клина с боковой рамой и надрессорной балкой

3. Модель силового взаимодействия кузова и надрессорной балки в пятни включает 12 контактных взаимодействий типа точка-плоскость. Восемь точе расположены по окружности пятника и задают опирание кузова на пятник вертикальном направлении. Четыре оставшихся точки контакта препятству1 боковым смещениям кузова в пятнике, при этом учитывается зазор между пятником подпятником в продольном Лт и поперечном Апу направлении (рис. 1-2)

3. Силовое взаимодействие между скользунами кузова и надрессорной балк учитывается односторонней контактной силой, действующей на вагон в вертикально направлении при опирании на надрессорную балку после того, как выбран зазор Д Для задания данной силы также используется модель контакта типа точка-плоскость.

4. Для моделирования опоры боковой рамы на буксу введены четыре точки koi такта типа точка-плоскость (рис.2). Плоскость связана с колесной парой (нормаль плоскости вертикальная при невозмущенном положении колесной пары), а точки ко такта - с рамой. Таким образом, учитывалось трение при продольном, поперечно смещении рамы относительно колесной пары и момент сил трения при повороте.

Известно, что для оценки безопасности движения вагонов используют коэфф циент запаса устойчивости от вкатывания колеса на головку рельса, рассчитываемь по формуле Марье, в основе которого лежит соотношение вертикальных Рв и боковь сил Рб в контакте колесо-рельс, при этом учитываются реальные величины коэффищ ента трения в контакте колесо рельс ц и угол наклона образующей конусообразной п верхности гребня колеса с горизонталью. Для новых колес с профилем по ГОСТ 903 88 угол р = 60°). Считается, что безопасность движения вагона обеспечивается, ее значение коэффициента запаса устойчивости не менее некоторого допустимого зн чения [Куст], которое для грузовых вагонов, согласно нормативной документации с ставляет 1.3. При значении менее Куст<\ существует опасность схода, колесо вкат вается на рельс,

При этом неясно, какое значение должен принимать этот коэффициент и к долго он должен сохраняться, чтобы сход произошел наверняка. Также при расч коэффициента запаса устойчивости по данной формуле не учитывается обезгруз колеса, так как при равенстве Рв и Рб нулю, имеет место неопределенность (дел ние ноль на ноль). Необходимо отметить, что в исходной версии программного ко плекса «Универсальный механизм» при расчете коэффициента запаса устойчиво результат деления ноль на ноль принимается за бесконечность и приравнивается

(все значения коэффициента запаса устойчивости более 5 приравниваются 5 для удобства анализа осциллограмм). В другом, широко используемом, программном комплексе ADAMS Rail при возникновении неопределенности запоминается значение на шаге интегрирования предшествующему обезгрузке, которое в последующем и выводится как значение коэффициента запаса устойчивости на всем интервале когда имеет место обезгрузка. Данные интерпретации расчета коэффициента запаса устойчивости при обезгрузке ведут к необъективному анализу осциллограмм и ошибочным выводам из результатов компьютерного моделирования. Особенно это касается многовариантных расчетов, когда обработка большого количества результатов ведется в автоматическом режиме.

Учитывая это, автором в расчет коэффициента запаса устойчивости внесено некоторое дополнение, согласно которому на каждом шаге интегрирования производится оценка величин вертикальных и боковых нагрузок на каждом из колес и в случае одновременного их равенства нулю коэффициент запаса устойчивости корректируется, т.е. приравнивается нулю. Для определения момента начала явного схода взят критерий предложенный Г.И. Петровым и В.Д. Хусидовым - это величина подъема обода колеса над уровнем головки рельса. В связи с этим на каждом шаге интегрирования производится оценка координаты точки контакта колеса и рельса и в случае подъема-поверхности катания колеса на высоту гребня колеса фиксируется «явный сход» и расчет прерывается.

Кроме этого, для оценки безопасности движения автором в программном комплексе «Универсальный механизм» реализована предложенная В.Н. Котурановым методика расчета коэффициента запаса устойчивости по энергетическим соотношениям и давлению в пятнах контакта.

При расчете коэффициента запаса устойчивости по энергетическим соотношениям формулируется энергетическая трактовка вкатывания колеса на головку рельса. Принимается, что вкатывание колеса на рельс происходит тогда, когда кинетическая энергия движения Т, приходящаяся на набегающее на рельс колесо, превосходит ту работу А сил, возникающих в контакте поверхностей гребня и колеса, которую они совершают при подъёме на высоту гребня h равного 28мм для нового колеса.

Таким образом, формула коэффициента запаса устойчивости примет вид

к

уст_эн j, ' (1)

Из рассмотрения расчетной схемы вкатывания колеса на головку рельса (см. рис. 3), что работу А можно определить по формуле:

A = [PB-(ji + tg/3) + Рб-(м- tgfi -1)] - h • ctg ¡3, (2)

где Рв, Рц - вертикальная, боковая силы действующая на вкатывающееся колесо, Н;

Рис. 3. Расчетная схема вкатывания колеса на головку рельса.

Кинетическую энергию Т, инициирующую возможный подъём гребня на рель следует представить следующим образом:

Р -и2 Г = ! (3)

где - Ро осевая нагрузка

и2 скорость вертикального подъёма колеса определяемая зависимостью: oI=u^tga■tgfi; (4)

и - скорость движения вагона;

а - угол набегания колеса на головку рельса, ¡3— угол наклона образующей кону сообразной поверхности гребня колеса с горизонталью. Для новых колес с про филем по ГОСТ 9036-88 угол у3= 60°;

В формуле (2) присутствует величина высоты гребня Ь, в связи с этим при зн чениях коэффициента запаса устойчивости Куст эи (рассчитанного по энергетическо показателю) меньше 1 (см. рис. 4), существует не опасность схода, а возможность

Кушшрье КУСт

Опасность вкатывания третьего левого колеса на высоту гребня 28мм Рис.4. Осциллограммы коэффициента запаса устойчивости от вкатывания колеса на головку рельса рассчитанные по энергетическим соотношениям и по формуле Марье

вкатывания колеса на всю высоту гребня - 28мм, т.е. имеется опасность явного схода. Однако, при значениях Куст_эн больше 1 все же нельзя утверждать, что безопасность движения обеспечивается. Мы можем говорить лишь о том, что есть опасность явного схода или ее нет.

Автором была разработана методика оценки безопасности движения вагона по давлению в пятнах контакта. Суть этого метода состоит в том, что для определения коэффициента запаса устойчивости берется отношение давлений в точках контакта Безопасность движения будет обеспечиваться при следующем условии

Куст_д=Р1/Р2> 1 (5)

где - Р] давление в первой точке контакта, Р2 давление во второй точке контакта

В этом случае, принимается, что возможны четыре варианта контактирования колеса и рельса (см. рис. 5)

• Одноточечный контакт (точка контакта находится на основной поверхности катания колеса) Куст_д - «$ т.к. Р2 =0

• Двухточечный контакт (Р] >0, Р2 >0)

• Одноточечный контакт при вкатывании колеса на рельс (точка контакта находится на гребне колеса) Куст_д = 0, т.к. Р/ =0

• Полная обезгрузка колеса (Р/ = Р2 = 0)

20 мм Им

• 0 0 - 0 А —~г 0 0 1 0 0

1 / V._ */..........

Первая точка / Вторая точка контакта

контакта

Рис.5. Расположение контактных точек колесо-рельс

Исходя из этого, использование указанных уточнений позволяет при определении коэффициента запаса устойчивости, с достаточной степенью точности определить

момент начала вкатывания колеса на рельс. Однако, следует отметить, что также ка и при расчете коэффициента запаса устойчивости по формуле Марье данные уточне ния не позволяет определить точно момент явного схода, но позволяет оценить коли чественно запас устойчивости от вкатывания колеса на рельс.

На основании вышесказанного, автором в диссертационной работе реализован на каждом шаге интегрирования процедура сравнительной оценки значений коэффи циентов запаса устойчивости рассчитываемых, одновременно по формуле Марье учетом обезгрузки, давлению в пятнах контакта и по энергетическим соотношениям Таким образом, на каждом шаге интегрирования по времени, из рассматриваемых ва риантов расчета Куст_марье, Куст_эн, Куст д выбирается самое минимальное значени Куст*, фиксируется его значение и выводится на график в качестве итогового значен в виде уточненного комбинированного коэффициента запаса устойчивости. Необхо димо отметить, что при значениях коэффициента запаса устойчивости, рассчитанног по энергетическим соотношениям, меньше единицы мы имеется опасность подъем колеса на высоту гребня Ь, т.е. имеется опасность явного схода. Поэтому уточненньп коэффициент запаса устойчивости Куст* принудительно приравнивается -1, что по зволяет при анализе осциллограмм точно определить место и момент явного сход колеса.(см. рис. 6).

Рис.6. Осциллограмма комбинированного коэффициента запаса устойчивости.

Качественная оценка уточненных разработанных моделей грузовых вагонов н базе тележки модели 18-100 осуществлялась путем сравнения результатов расчета экспериментальными данными, полученными по результатам комплексных динамиче ских испытаний многофункциональной длиннобазной платформы проведенных ФГУ "ЦКБ ТМ" на полигоне Белореченская - Майкоп. Сравнение производилась по дина мическим процессам, зарегистрированным в кривых радиуса 350 м с возвышением 15 мм при движении со скоростями в диапазоне 5+80 км/ч и в кривой радиусом 500 м

при движении со скоростями 20+100 км/ч, как в порожнем так и груженом режиме с осевыми нагрузками 8.5тс и 23.65 тс.

Оценка безопасности движения производилась по коэффициенту запаса устойчивости колеса от вкатывания на головку рельса, коэффициенту вертикальной динамики по раме, уровню рамных сил.

Тестовое компьютерное моделирование выполнялось при вертикальных и боковых неровностях рельсовых нитей снятых с натурной линии скоростного полигона Белореченская - Майкоп. Цифровые реализации этих неровностей были предоставлены отделением комплексных испытаний ВНИИЖТа.

По полученной в результате испытаний статистической информации были построены поля разброса максимальных значений показателей с последующим наложением на них результатов компьютерного расчета. Некоторые результаты сравнительного моделирования представлены на рис. 7-8. На основе результатов моделирования установлено, что максимальное расхождение экспериментальных и расчетных данных составляет для порожнего экипажа по коэффициенту запаса устойчивости -10%, рамным силам 4.5%, коэффициенту динамики по раме 13%.

Для груженого экипажа это расхождение составляет по коэффициенту запаса устойчивости -8%, рамным силам 12%, коэффициенту динамики по раме 13%.

Таким образом, полученные результаты показали удовлетворительное соответствие с экспериментальными данными, что свидетельствует о достоверности разработанных уточненных математических моделей.

Скорость км/ч

| Области экспериментальных значений

—■—Значения полученные при компьютерном моделировании - — - -Предельнодопустимое значение

Рис.7. Сопоставление экспериментальных и расчетных данных по значениям коэффициента запаса устойчивости, при движении порожней длиннобазной платформы в кривой радиуса 350 метров и возвышении. 100мм

0.5 | | | I | | I | | | | | | | | I I | I 0.45---------------т-----

| 0.35-----------— ^--/--

£ (Х15----Й--1^ — — — —------

0.1 -- —----------------

0.05-------------------

о М М М м м м

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Скорость км/ч

/

* Область

экспериментальных значений " " Значения полученные при компьютерном моделировании - ... - Предельно допустимое значение

Рис.8. Сопоставление экспериментальных и расчетных данных по значениям рамных сил в долях осевой нагрузки, при движении порожней длиннобазной платформы в кривой радиуса 350 метров и возвышении. 100мм

Третья глава посвящена оценке отклонений технического состояния ходовых частей тележки модели 18 - 100 на безопасность движения и износ в системе колесо -рельс. С этой целью проводилось компьютерное моделирование, объектами которого являлись порожние и груженые вагоны. Рассматривалось движение указанных экипажей по прямолинейным участкам пути, а также в кривых радиуса 350, 650, 1200 м. Расчеты для груженой цистерны выполнялись при заданных вертикальных и боковых неровностях рельсовых нитей в плане и профиле (численных реализациях снятых на натурной линии). При исследовании динамических параметров порожних вагонов использовались локальные детерменированные неровности рекомендованных ВНИ-ИЖТом.

Оценивалось влияние следующих параметров, определяющих техническое состояние ходовых частей: разность диаметров колес на одной оси колесной пары, разность баз боковых рам в одной тележке, суммарный зазор между корпусом буксы ибоковой рамой вагона в поперечном и продольном направлении, завышение/занижение положения фрикционных клиньев относительно надрессорной балки, зазор в скользунах, равномерный прокат, Моделирование проводилось с использованием новых и изношенных профилей колес.

Дополнительно для порожнего полувагона была проведена оценка влияния следующих факторов: коэффициента трения в контакте колесо - рельс, износ гребней колес, разность высот пружин рессорного комплекта.

Рекомендации разработанные на основе анализа результатов компьютерного моделирования представлены в табл. 1.

Нормативные и рекомендуемые значения исследуемых параметров. Таблица 1.

№ п / п Наименование параметра, мм Норматив при выпуске из ДР Предельные из-носы при окончании гарантийного срока эксплуатации Рекомевду-мое значение

1 Разность диаметров колес на одной оси не более ] 5 1

2 Равномерный прокат, не более 5 9 5

3 Толщина гребня не, менее 30-33 24 28

4 Положение фрикционных клиньев относительно надрессорной балки - занижение - завышение 12 2 12 8 12 5

5 Разница высот пружин в одном комплекте, не более 4 11 8

6 Разница баз боковых рам тележки не более 2 4 4

7 Суммарный зазор в буксовом проеме вдоль тележки 5-14 не более 18 не более 18

8 Суммарный зазор в буксовом проеме поперек тележки 5-13 не более 18 не более 18

9 Зазор в скользунах в сумме по диагонали вагона Зазор в скользунах в сумме с каждого конца вагона не менее 6 не менее 6 не менее 6 не менее 6 не менее 8 не менее 6

Оценка разности диаметров колес рассматривалась в двух вариантах: все правые колеса имеют меньший диаметр при движение по правой кривой, все левые колеса имеют меньший диаметр при движение по правой кривой. Наиболее опасной с точки зрения безопасности движения признана схема с расположением колес меньшего диаметра по левой стороне. Безопасность движения обеспечивается в диапазоне эксплуатационных скоростей до 90км/ч при значении разности диаметров не более 4мм (см. рис.9), при этом увеличение разности диаметров колес ведет к существенному росту значений удельной работы сил трения в контакте колесо - рельс (см. рис.10). Так наличие разности диаметров колес всего в 1мм ведет к увеличению удельной работы сил трения на 25%, а при разности диаметров 4мм этот рост составляет 85%.

Моделирование изменения величины разности баз боковых рам в тележке вагона показало, что разность баз не приводит к существенному изменению удельной суммарной работы сил трения при взаимодействии колес экипажа с рельсами, однако оказывает существенное влияние на коэффициент запаса устойчивости против схода порожних вагонов, вызывая необходимость ограничения разности баз 5мм при движении в кривых и прямых участках пути (см. рис.11).

Зависимость коэффициента запаса устойчивости от скорости и величины разности диаметров

2.5

I 2

t 1.5 f 1 1 0.5 0

\ \ -

\ р.-—jp^Xi ----

-40 км/ч

- 50 км/ч -60 км/ч -70 км/ч

- 60 км/ч

- 90 км/ч

123456789 Разность диаметров, мм

Порожняя цистерна, кривая радиуса 650 метров, возв.ЮОмм, ширина

колеи 1520мм

Рис. 9. Зависимость коэффициента запаса устойчивости от скорости и величины

разности диаметров

Зависимость удельной работы сил трения в контакте колесо-рельс от скорости и величины разности диаметров

Разность диаметров, мм Порожняя цистерна, кривая радиуса 650 метров, возв.ЮОмм, ширина колеи 1520мм

-40 км/ч

- 50 км/ч -60 км/ч -70 км/ч

- 80 км/ч -90 км/ч

Рис. 10. Зависимость удельной работы сил трения в контакте колесо - рельс от скорости и величины разности диаметров

Зависимость коэффициента запаса устойчивости от скорости и величины разности баз

боковин

—♦— 50 км/ч -в— 60 км/ч а 70 км/ч

*......80 км/ч

-*— 90 км/ч

3 4 5

Разность баз боковин, мм Порожняя цистерна, кривая радиуса 650 метров, ширина колеи 1520мм, возв. 100мм

Рис. 11. Зависимость коэффициента запаса устойчивости от скорости и величины разности баз боковин

Суммарный зазор в скользунах по диагонали вагона должен быть не менее 8 мм, с каждого конца вагона не менее бмм, нулевой зазор между скользунами - недопустим.

При исследовании влияния суммарного зазора в буксовом проеме вдоль тележки в диапазоне от 4 до 18мм и поперек тележки в диапазоне от 4 до 18мм не удалось обнаружить заметного эффекта влияния зазоров в буксовых проемах на величины динамических параметров и износ в системе колесо-рельс.

Положение фрикционного клина в диапазоне от завышения +12мм и занижения -12мм при исследованных условиях движения вагона оказывает слабое влияние на удельную суммарную работу сил трения в контакте колесо-рельс при движении груженой цистерны. Необходимость ограничения завышения клина до +5мм возникает по коэффициенту запаса устойчивости против схода при движении порожнего вагона в прямой со скоростью до 90 км/ч при ширине колеи 1520 мм.

При оценке влияния равномерного проката на показатели безопасности движения и износа в системе колесо - рельс, величина проката варьировалась от 0мм до 10мм с шагом 1мм одновременно для всех колес вагона. Согласно результатам компьютерного моделирования безопасность движения обеспечивается при величине равномерного проката не более 5мм.

При определении предельной разности высоты пружин в тележке рассматривалось четыре варианта возможного расположения пружин разной высоты: занижение всех пружин (центрального комплекта и подклиновых пружин) по одной из сторон тележки, занижение пружин центрального комплекта по одной стороне тележки, занижение подклиновых пружин по одной стороне тележки, занижение внутренних пружин

Анализ показал, что опасности схода по вкатыванию колеса на головку рельса нет при занижении всех пружин до 8 мм, занижении пружин центрального комплекта до 12мм, а при вариантах занижения подклиновых и внутренних пружин значения коэффициента запаса устойчивости в пределах нормы (см. рис. 12). Однако, при более подробном изучении полученных в процессе компьютерного моделирования осциллограмм контактных сил действующих на наклонную поверхность клина, обнаружено, что при занижении подклиновых пружин более 8 мм имеет место обезгрузка этих клиньев. Соответственно, данный фрикционный гаситель колебаний рессорного комплекта не работает. В связи с этим занижение подклиновых пружин не должно превышать 8 мм.

Зависимость коэффициента запаса устойчивости от величины разности высот пружин

■ Занижение всех пружин

Занижение центрального комплекта пружин 'Занижение подклиноа ых пружин

Занижение внутренних пружин

О 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Разность высоты пружин, мм Порожний полувагон, кривая радиуса 650 метров, возв.ЮОмм, скорость 90 км/ч

Рис. 12. Зависимость коэффициента запаса устойчивости от величины разности высот пружин

Уменьшение толщины гребня колеса, как показало компьютерное моделирование ведет, к существенному снижению удельной работы сил трения в контакте колесо - рельс, но в целях обеспечения безопасности движения величина износа не должна превышать 5мм, что соответствует толщине гребня 28мм.

Четвертая глава посвящена оценке влияния таких параметров рельсовой колеи, как ширина и коэффициент трения в контакте колесо-рельс на показатели безопасности движения и износа. С этой целью проводилось компьютерное моделирование движения порожних полувагона, вагона хоппера и длиннобазной платформы, в кривых радиуса 350, 650 и 1200 метров. Расчеты проводились для средней величины насадки колес и при значениях ширины колеи: 1510, 1515, 1520, 1524, 1526, 1528, 1530, 1540, 1550мм..

Как показали результаты компьютерного моделирования, при содержании рельсовой колеи в пределах существующих норм безопасность движения обеспечивается при всех значения ширины рельсовой колеи для всех рассматриваемых экипажей. При этом наблюдается существенное снижение значений удельной работы сил трения в контакте - колесо-рельс (см. рис.13). Так, в кривых радиуса 350, 650 метров увеличение ширины колеи на 4мм ведет к снижению удельной работы сил трения в среднем на 25%. В кривой радиуса 350 метров это снижение при увеличении ширины колеи с 1520мм до 1524мм, 1530мм, 1534мм составит соответственно 5%, 10%, 24%..

Зависимость удельной работы от скорости и ширины колеи.

I

I

а и

0

(О <0 а

5

х л

1

Ширина, мм Порожний хоппер, неровности, возв. 100мм.

Рис. 13. Зависимость удельной работы сил трения в контакте колесо - рельс от величины ширины колеи.

Исходя из вышесказанного с целью снижения износа колес и рельсов целесообразно изменить нормы содержания рельсовой колеи в кривых радиусом более 350 м -базовая ширина колеи 1524 мм (+6мм, -4мм), в кривых радиусом до 350 м - базовая ширина колеи 1534 мм (+6мм, -4мм).

На основании результатов компьютерного моделирования движения порожнего полувагона при варьировании величины коэффициента трения в контакте колесо -рельс установлено, что уменьшение коэффициента трения в контакте колесо-рельс ведет к существенному росту коэффициента запаса устойчивости колеса от вкатывания на головку рельса и снижению удельной работы сил трения в точках контакта см. рис. 14-15). Снижение коэффициента трения до 0,05 только на боковой поверхности рельса приведет повышению коэффициента запаса устойчивости от вкатывания колеса на головку рельса на 46%, и снижению удельной работы сил трения на 31%, а при одновременном уменьшении коэффициента трения на всем профиле колеса, рост коэффициента запаса устойчивости составит 81%, а снижение удельной работы сил трения 86%. Однако, как показывает практический опыт, ввиду необходимости обеспечения тяговых характеристик поезда, уровень коэффициента трения на поверхности катания рельса должен быть выше 0.2, при этом коэффициент трения на боковой поверхности желательно поддерживать на минимально возможном уровне, что в свою очередь, как уже говорилось выше, приведет к существенному снижению показателей износа и росту коэффициента запаса устойчивости от вкатывания колеса на головку рельса.

Зависимость коэффициента запаса устойчивости от коэффициента трения на боковой поверхности и поверхности катания

4

3.5 3 2.5 2 1.5 1

0.5

j '•••; ;_____Т—

/)> ^ч1 g| § fe э ¡8 Э

V t—! .—J

0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65

Коэффицие нт тре ния на пове рхности катания Порожний полувагон, кривая радиуса 650 метров, воза. 100мм, случайные неровности

—♦—0.05 коэфф трения на боковой поверхности —«—0.1 коэфф трения на боковой поверхности —А—0.15 коэфф трения на боков ой поверхности 0.2 коэфф трения на боковой поверхности —Ж -0.25 коэфф трения на боковой поверхности —•—0.3 коэфф трения на боковой поверхности —Н—0.35 коэфф трения на боков ой пов ерхности ' - 0.4 коэфф трения на боковой поверхности —-—-0.45 коэфф трения на боковой поверхности —ф—-0.5 коэфф трения на боковой поверхности ■ ■ 0.55 коэфф трения на боковой поверхности 0.6 коэфф трения на боковой поверхности

.....•'•<•.....0.65 коэфф трения на

боковой поверхности

Рис.14. Зависимость коэффициента запаса устойчивости от величины коэффициента трения на боковой поверхности и поверхности катания рельса

Зависимость удельной работы сил трения в контакте колесо рельс 01 коэффициента трения на боковой поверхности и поверхности катания

600

3

4

Р

5 £

0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.6

Коэффициент трения на поверхности катания Порожний полувагон, кривая радиуса 650 метров, воэв. 100мм, случа неровности

•0.05 коэфф трения на боковой поверхности •0.1 коэфф трения на боковой поверхности -0.15 коэфф трения на боковой поверхности • 0.2 коэфф трения на боковой поверхности ).25 коэфф трения на боковой поверхности -0.3 коэфф трения на боковой поверхности -0.35 коэфф трения на боковой поверхности -0.4 коэфф трения на боковой поверхности -0.45 коэфф трения на боковой поверхности •0.5 коэфф трения на боковой поверхности -0.55 коэфф трения на боковой поверхности 0.6 коэфф трения на боковой поверхности -0.65 коэфф трения на боковой поверхности

Рис. 15. Зависимость удельной работы сил трения в контакте колесо-рельс от величины коэффициента трения на боковой поверхности и поверхности катания рельса

Очевидным недостатком тележки типа 18-100 является необрессоренная масса рамы тележки, что в свою очередь ведет к более высоким динамическим нагрузкам возникающим в контакте колесо-рельс, по этой причине автором разработаны компьютерные модель тележек типа 18-100 оборудованная буксовыми адаптерами и модель тележки типа 18-578 с адаптерами и без них, которая идет на смену модели 18-100.

Проведено компьютерное моделирование движения полувагона с использованием на данных тележках с осевыми нагрузками 5тс, 22.5 тс и 23.5тс. Моделирование проводилось в кривой радиуса 650м с возвышением 100мм. Для определения рациональных параметров жесткости буксовых адаптеров предварительно была проведена серия многовариантных расчетов, на основании которых были приняты, следующие величины поперечной, продольной и вертикальной жесткости ЗМН/м, 2МН/м, 5МН/м, соответственно.

Как видно из табл.2, тележка модели 18-578 спроектированная с целью увеличения долговечности деталей и узлов, межремонтных пробегов и являясь по своей сути модернизацией тележки модели 18-100 по показателям безопасности движения и износа в системе колесо-рельс практически не отличается от прототипа.

Использование буксовых адаптеров (см. табл. 2) ведет к росту коэффициента запаса устойчивости от вкатывания колеса на головку рельса в среднем на 8%, снижению уровня рамных сил в среднем на 15% и существенному снижению удельной работы сил трения в контакте колесо-рельс на 40%. Данные результаты говорят о необходимости использования буксовой ступени подвешивания и буксовых адаптеров, как один из вариантов ее реализации, что позволит повысить уровень безопасности движения и снизить износ в системе колесо-рельс.

Зависимость динамических параметров от ширины колеи. Таблица 2.

Коэффициент запаса устойчивости

Осевая нагрузка 5тс Осевая нагрузка 22.5тс Осевая нагрузка 23.5 тс

18-100 18-100 адап. 18-578 18-578 адап. 18-100 18-100 адап. 18-578 18-578 адап. 18-100 18-100 адап. 18-578 18-578 адап.

1510 1.43 1.6 1.55 1.67 2.3 2.32 2.25 2.31 2.3 2.34 2.25 2.33

1515 1.47 165 1.63 1.72 2.37 2.43 2.32 2.43 2.37 2.44 2.35 2.46

5 1520 1.44 1.7 16 1.7 2.47 2.58 2.46 2.63 2.48 2.61 2.46 2.63

ч 1522 1.46 1.74 1.58 1.67 2.59 2.71 2.59 2.77 2.61 2.75 2.63 2.83

О К Я 1524 1.48 1.79 1.59 1.67 2.71 2.81 2.72 2.91 2.74 2.89 2.75 2.99

1526 1.5 1.84 1.6 1.68 2.85 2.98 2.83 3.11 2.94 3 2.82 3.14

1528 1.53 1.85 1.64 1.76 2.92 3.14 2.91 3.19 3.02 3.18 2.94 3.3

о, = Я 1530 1.58 1.88 1.72 1.Э1 3.01 3.25 3 3.39 3.02 3.38 2.97 3.43

1540 2 03 2.01 1.76 2.02 3.27 3.87 3.29 3.92 3.31 3.94 3.34 4

1550 1.89 2.03 1.72 1.56 2.96 3.48 3.05 3.62 3 3.6 3.06 3.59

Рамные силы, Н

1510 8745 6410 7199 7173 27348 23202 28781 24049 33109 23728 30645 24549

1515 6613 6492 7466 6581 28338 22769 28227 23745 27999 22897 26324 24153

1520 6764 6150 7365 6737 26696 22009 26016 23647 27201 22425 27130 24585

1522 6793 6958 6842 6482 25942 22310 24523 24810 32452 23631 29963 25217

О 1524 6533 6788 6657 6484 24934 23024 24656 24630 25885 24046 26725 25528

я 1526 6727 6625 7140 6395 26712 22036 24809 23154 37172 22954 25573 23667

1528 6486 6498 6840 6187 26380 20740 24351 21440 27507 21411 25597 21932

а. в 3 1530 6441 6589 6763 6305 24144 21814 24430 20241 24942 22419 24197 21102

1540 6209 6519 8020 6990 26427 22080 24347 21059 30156 23415 26823 21630

1550 7175 6935 7290 7570 25715 21124 24682 20750 34860 21247 35885 21007

Удельная ряботя снл трения Дж/м

1510 420 371 442 426 1561 1388 1547 1413 1612 1437 1609 1453

1515 370 302 399 371 1199 1006 1190 1010 1229 1030 1212 1039

1520 323 244 365 333 915 741 899 725 936 761 916 748

1522 294 213 339 313 801 614 746 592 828 621 775 608

О 1524 265 185 320 293 721 506 685 487 756 516 697 497

л 1526 244 167 289 271 660 415 625 388 648 420 634 393

1528 215 154 264 244 635 305 600 295 652 331 597 298

Си 5 Э 1530 188 142 249 216 597 257 574 219 642 256 567 224

1540 124 108 161 118 544 97 529 86 565 101 531 89

1550 130 117 162 106 571 94 563 75 588 95 559 75

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с поставленной целью в данной диссертационной работе решены следующие задачи:

1. Разработана уточненная методика оценки безопасности движения учитывающая обезгрузку колеса, величину подъема колеса над уровнем головки рельса, давления в пятнах контакта, энергетическую трактовку вкатывания колеса на рельс и позволяющая определить момент явного схода.

2. С использованием уточненных моделей железнодорожных экипажей проведена серия многовариантных расчетов с целью определения влияния технического состояния ходовых частей на параметры безопасности и износа в системе колесо - рельс, на основании которых разработаны следующие рекомендации по техническому содержанию ходовых частей:

• допустимая разница диаметров колес при выпуске из деповского ремонта на одной оси не более 1мм, в эксплуатации не более 4мм;

• допустима величина разницы баз боковин не более 5мм;

• допустимая величина суммарного зазора в буксовом узле вдоль тележки 5-18мм;

• допустимая величина суммарного зазора в буксовом узле поперек тележки 518мм;

• допустимая величина равномерного проката не более 5мм;

• рекомендуемая величина завышения (+),занижения (-) фрикционных клиньев должна находится в диапазоне от -12мм до +5мм;

• суммарный зазор между скользунами по диагонали вагона не менее 8мм, с каждого конца вагона не менее 6мм, нулевой зазор между скользунами -недопустим.

На основании результатов компьютерного моделирования движения порожнего полувагона разработаны следующие рекомендации:

• допустимый износ гребня колеса не более 5 мм, что соответствует толщине гребня 28мм;

• допустимая величина занижения всех пружин по одной из сторон тележки относительно другой не более 8мм;

• допустимая величина занижения центральных по одной из сторон тележки относительно другой не более 12мм;

• допустимая величина занижения подклиновых пружин не более 8мм;

• величина коэффициента трения на боковой поверхности не более 0.4.

3. Проведена серия многовариантных расчетов для определения влияния ширины колеи на динамические характеристики подвижного состава и параметры износа, при движении по прямым участкам пути и кривым радиусами Я=350м, Я=650м, и Я=1200м, на основании которых разработаны следующие рекомендации по рациональному значению ширины:

• кривые радиуса более 350 м - базовая ширина колеи 1524 мм (+6мм, -4мм),

• кривые радиуса менее 350 м - базовая ширина колеи 1534 мм (+6мм, -4мм).

4. Разработаны уточненные математические модели описывающие движение полувагона с использованием тележек модели 18 - 578, а также тележек моделей 18-100,18-578 с использованием буксовых адаптеров;

5. Определены рациональные параметры поперечной, продольной и вертикальной жесткости буксовых адаптеров которые должны составлять ЗМН/м , 2МН/м, 5МН/м, соответственно;

6. Доказано положительное влияние установки буксовых адаптеров на уровень безопасности движения и износ в системе колесо - рельс.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Телегин Н.В., Андриянов С.С., Мазаева Э.Р., Иванов Д.В.; Анализ компьютерного моделирования соударения вагонов с закрепленными на них контейнерами на сортировочных горках // Четвертая научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов»,- Труды научно-практической конференции -М.:МИИТ, 2003,- с. IV-83 - IV-84

2. Петров Г.И., Козлов М.В., Иванов Д.В., Мазаева Э.Р., Лушин Н.В.Андриянов С.С.: Влияние состояния ходовых частей и состояния пути на динамику грузового вагона // Четвертая научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов».- Труды научно-практической конференции - М.:МИИТ, 2003.- с. IV-70 - IV-72

3. Иванов Д.В., Митина Е.А. Динамика порожних грузовых вагонов при движении по пути с различной шириной колеи//Восьмая научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов».-Труды научно-практической конференции -М..-МИИТ, 2008,- с. XIX-27 - XIV-28

4. Петров Г.И., Иванов Д.В., Кузович В.М., Козлов М.В., Андриянов С.С., Игемба-ев Н.К.: Численный эксперимент по оценке влияния фрикционных свойств контакта колесо-рельс на показатели износа и динамики порожнего полувагона.// Девятая научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов»,-Труды научно-практической конференции - М.:МИИТ, 2008,- c.XIV-9- XIV -11

5. Иванов Д.В. Оценка параметров безопасности и износов ходовых частей вагонов на тележках моделей 18 - 100 и 18 -578 с буксовыми адаптерами и без них. Научно - технический журнал «Транспорт Урала» №1 2008г. - с.46-49

6. Кузович В.М., Иванов Д.В., Петров А.Г., Лайко A.A.; Тестирование пакетов компьютерных программ по динамике подвижного состава // Десятая научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов».-Труды научно-практической конференции - М.:МИИТ, 2009.- с. VI-12 - VI-16

24

с.

7. Петров Г.И., Филиппов В.Н., Игембаев Н.К., Иванов Д.В.: Оценка влияния технического состоянияходовых частей грузового вагона на параметры безопасности движения // VI международная научно-техническая конференция «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты»- Труды научно-практической конференции - Санкт-Петербург, ПГУПС, 2009.-С.133-136

ВЛИЯНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ХОДОВЫХ ЧАСТЕЙ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ НА БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ И ИЗНОС В СИСТЕМЕ

КОЛЕСО-РЕЛЬС

Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и

ИВАНОВ Денис Валерьевич

АВТОРЕФЕРАТ

электрификация

Подписано в печать 11.03.10 Печ.п. 1,5

Тираж 80 экз.

Формат- 60x90 7,6.

Зак.№ 146

127994, Москва, ул. Образцова, 9, стр.9. Типография МИИТа

ВВЕДЕНИЕ.

1. Краткий обзор исследований в области динамики и безопасности движения грузовых вагонов.

1.1. Обзор исследований в области динамики вагонов.

1.2 Обзор методов оценки безопасности движения по сходу колес с рельсов

Выводы по главе 1.

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА.

2.1. Математическая модель вагона с тележками 18-100 (ЦНИИ-ХЗ).

2.2. Особенности моделирования контактных силы типа точка-плоскость.

2.3. Обобщенный линейный силовой элемент.

2.4. Моделирование геометрии рельсовых нитей.

2.5. Геометрия колесной пары.

2.6. Выбор показателей динамики для оценки безопасности движения. грузового вагона.

2.7. Тестовое моделирование движения и сравнение результатов с экспериментальными данными.

Выводы по разделу 2.

3. Оценка влияния технического состояния ходовых частей грузовых вагонов на показатели безопасности и износа в системе колесо - рельс.

3.1. Принятые к исследованию параметры и условия проведения численных экспериментов компьютерного моделирования.

3.2. Разность диаметров колес.

3.3. Разница баз боковин.

3.4. Суммарный зазор в буксовом проеме вдоль тележки.

3.5. Суммарный зазор в буксовом проеме поперек тележки.

3.6. Равномерный прокат.

3.7. Завышение/занижение положения фрикционных клиньев.

3.8. Зазор в скользунах.

3.9. Оценка влияния износа рельса на показатели безопасности движения и износа в системе колесо — рельс.

3.9.1. Разность диаметров.

3.9.2. Разница баз боковин.

3.9.3. Равномерный прокат.

3.9.4. Завышение/занижение положения фрикционных клиньев.

3.9.5 Зазор в скользунах.

ЗЛО Оценка влияния толщины гребня на опасность схода.

3.11 Оценка влияния высоты пружин на показатели безопасности движения.

Выводы по разделу 3.

4. Оценка динамических параметров порожнего подвижного состава (полувагона, хоппера, длиннобазной платформы) при изменении ширины рельсовой колеи.

4.1 Оценка динамических параметров порожнего полувагона при движении со скоростями в кривой радиуса 350 метров 60 км/ч, в кривых 650 и метров 90 км/ч.

4.1.1. Оценка коэффициента запаса устойчивости колеса против схода с рельсов.

4.1.2 Оценка показателя износа по удельной работе сил трения в контакте

4.1.3 Оценка уровня рамных сил.

4.1.4. Оценка уровня боковых сил.

4.1.5. Оценка коэффициента динамики колесо рельс.

4.1.6. Оценка углов набегания колеса на головку рельса.

Выводы по разделу.

4.2. Оценка динамических параметров порожнего вагона — хоппера.

4.3. Оценка динамических параметров порожней длиннобазной платформы.

4.4. Оценка влияния коэффициента трения в контатке колесо — рельс на параметры безопасности движения и износа.

4.5. Моделирование движения тележек типа 18-100 и 18-578 оборудованных буксовыми адаптерами.

Выводы по разделу 4.

Повышение уровня безопасности движения грузовых вагонов является одним из приоритетных направлений в деятельности железных дорог Российской Федерации и представляет собой комплекс мероприятий, направленных на снижение вероятности возникновения факторов угрозы жизни и здоровью пассажиров, сохранности перевозимых грузов, сохранности объектов инфраструктуры и подвижного состава железнодорожного транспорта, экологической безопасности окружающей среды.

Большинство существующих методик применяемых для оценки безопасности движения вагонов устанавливают допустимый диапазон значений для ряда параметров (коэффициент запаса устойчивости от вкатывания на головку рельса, от выжимания, опрокидывания, уровень рамных сил, коэффициенты динамики и т.д.), при выходе за который существует вероятность возникновения сходоопасной ситуации. В связи с этим, требуется разработка уточненных методик для оценки безопасности движения подвижного состава, позволяющих определить момент «явного схода», т.е. оценить не только необходимое но и достаточное.

На сегодняшний день, одной из основных причин сходов и крушений подвижного состава является несоответствие технического состояния ходовых частей вагонов установленным нормам их содержания. Следует также отметить, что стоящие перед Российскими железными дорогами задачи увеличения эксплуатационных скоростей движения и повышения осевых нагрузок требуют существенного пересмотра действующих норм содержания ходовых частей грузовых вагонов. При этом необходимо руководствоваться не только соображениями повышения уровня безопасности движения, но и вопросами снижения износа в контакте колесо — рельс.

В связи с этим обоснование условий безопасного движения вагонов при изменении параметров технического состояния ходовых частей с учетом минимизации износа в системе колесо — рельс представляет собой важную научную и практическую проблему. Поэтому, тема данной диссертационной работы актуальна и она находится в русле научного направления кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» МИИТа по развитию методов оценки безопасности движения вагонов при отклонении в содержании ходовых частей и пути.

Исходя из вышесказанного проблемы разработки критериев оценки безопасности движения, взаимодействия и износа колеса и рельса в кривых участках пути, а также влияния технического состояния экипажной части подвижного состава на безопасность движения - актуальны.

Решение данных проблем позволит снизить уровень динамических сил, повысить скорость движения экипажей, а также снизить эксплуатационные затраты на обслуживание подвижного состава и пути.

Цель данной диссертационной работы заключалась в комплексной оценке влияния технического состояния деталей и узлов ходовых частей основных типов грузовых вагонов на безопасность движения и износ в системе колесо — рельс, уточненной оценки условий взаимодействий колеса и рельса при различном состоянии рельсовой колеи и выработке практических рекомендаций обеспечивающих снижение величины износа.

В соответствии с поставленной целью в диссертации решены следующие задачи:

- уточнены математические модели, описывающие движение полувагона, вагона хоппера, цистерны и длиннобазной платформы;

- разработан уточненный метод позволяющий оценить безопасность движения различных типов вагонов;

- для проверки адекватности и точности предложенных уточненных моделей проведен сравнительного анализа расчетных данных в сопоставлении с экспериментальными, полученными на скоростном полигоне ВНИИЖТа Белореченская - Майкоп; проведен системный анализ влияния технического состояния ходовых частей на динамические характеристики рассматриваемого подвижного состава и параметры износа в системе колесо — рельс;

- предложены рекомендации по рациональным значениям диапазона параметров технического содержания ходовых частей грузовых вагонов;

- проведен анализа результатов многовариантных компьютерных расчетов для определения параметров содержания рельсовой колеи; предложены рекомендации по содержанию рельсовой колеи с позиций снижения износов в системе колесо - рельс и повышения уровня безопасности движения.

Выводы по разделу 4

Анализ результатов компьютерного моделирования показал, что увеличение ширины колеи с 1520мм до 1524мм при движении исследуемых экипажей (полувагона, вагона - хоппера, длиннобазной платформы) в кривых радиуса 350, 650 и 1200метров со скоростями максимально допустимыми в этих кривых и менее - динамические параметры существенно не изменяются и находятся в пределах допускаемых значений. При этом происходит существенное снижение удельной работы сил трения в контакте колесо рельс.

Исходя из вышесказанного с целью снижения износа колес и рельсов целесообразно изменить нормы содержания рельсовой колеи в кривых радиусом более 350 м — базовая ширина колеи 1524 мм (+6мм, -4мм), в кривых радиусом до 350 м - базовая ширина колеи 1534 мм (+6мм, -4мм).

При оценке влияния коэффициента трения в контакте колесо - рельс на параметры безопасности движения и износа установлено, что снижение коэффициента трения в контакте колесо - рельс ведет к повышению уровня безопасности движения и снижению показателей износа. Как показывает практический опыт, ввиду необходимости обеспечения тяговых характеристик поезда, уровень коэффициента трения на поверхности катания рельса должен быть выше 0.2, при этом коэффициент трения на боковой поверхности желательно поддерживать на минимально возможном уровне и его значение не должно превышать 0.4 т.к. в этом случае безопасность движения не обеспечивается (коэффициент запаса устойчивости от вкатывания колеса на головку рельса ниже минимально допустимого — 1.3).

Предложены уточненные математические модели описывающие движение полувагона с использованием тележек модели 18 - 578, а также тележек моделей 18-100, 18-578 с использованием буксовых адаптеров;

Определены рациональные параметры поперечной, продольной и вертикальной жесткости буксовых адаптеров которые должны составлять ЗМН/м , 2МН/м, 5МН/м, соответственно;

Доказано положительное влияние установки буксовых адаптеров на уровень безопасности движения и износ в системе колесо - рельс.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с поставленной целью в данной диссертационной работе решены следующие задачи:

1. Разработана уточненная методика оценки безопасности движения учитывающая обезгрузку колеса, величину подъема колеса над уровнем головки рельса, давления в пятнах контакта, энергетическую трактовку вкатывания колеса на рельс и позволяющая определить момент явного схода.

2. С использованием уточненных моделей железнодорожных экипажей проведена серия многовариантных расчетов с целью определения влияния технического состояния ходовых частей на параметры безопасности и износа в системе колесо — рельс, на основании которых разработаны следующие рекомендации по техническому содержанию ходовых частей:

• допустимая разница диаметров колес при выпуске из деповского ремонта на одной оси не более 1мм, в эксплуатации не более 4мм;

• допустима величина разницы баз боковин не более 5мм;

• допустимая величина суммарного зазора в буксовом узле вдоль тележки 5-18мм;

• допустимая величина суммарного зазора в буксовом узле поперек тележки 5-18мм;

• допустимая величина равномерного проката не более 5 мм;

• рекомендуемая величина завышения (+),занижения (-) фрикционных клиньев должна находится в диапазоне от -12мм до +5мм;

• суммарный зазор между скользунами по диагонали вагона не менее 8мм, с каждого конца вагона не менее 6мм, нулевой зазор между скользунами —недопустим.

На основании результатов компьютерного моделирования движения порожнего полувагона разработаны следующие рекомендации:

• допустимый износ гребня колеса не более 5 мм, что соответствует толщине гребня 28мм;

• допустимая величина занижения всех пружин по одной из сторон тележки относительно другой не более 8 мм;

• допустимая величина занижения центральных пружин по одной из сторон тележки относительно другой не более 12мм;

• допустимая величина занижения подклиновых пружин не более 8мм;

• величина коэффициента трения на боковой поверхности рельса не более 0.4.

3. Проведена серия многовариантных расчетов для определения влияния ширины колеи на динамические характеристики подвижного состава и параметры износа, при движении по прямым участкам пути и кривым радиусами R=350m, R=650m, и R=1200м, на основании которых разработаны следующие рекомендации по рациональному значению ширины:

• кривые радиуса более 350 м — базовая ширина колеи 1524 мм (+6мм, -4мм),

• кривые радиуса менее 350 м - базовая ширина колеи 1534 мм (+6мм, -4мм).

4. Предложены уточненные математические модели описывающие движение полувагона с использованием тележек модели 18 - 578, а также тележек моделей 18-100, 18-578 с использованием буксовых адаптеров;

5. Определены рациональные параметры поперечной, продольной и вертикальной жесткости буксовых адаптеров которые должны составлять ЗМН/м , 2МН/м, 5МН/м, соответственно;

6. Доказано положительное влияние установки буксовых адаптеров на уровень безопасности движения и износ в системе колесо - рельс.

1. Аппель П. Теоретическая механика, т. I. М., «Физматгиз», 1960. -515 с.

2. Аппель П. Теоретическая механика, Т.Н. М., «Физматгиз», 1960. -487 с.

3. Андронов А.А., ВиттА.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. М., «Физматгиз», 1959.-916с.

4. Анисимов П.С.Определение устойчивости колесной пары против схода с рельсов.

5. Архангельский Ю.А. Аналитическая динамика твердого тела. М., «Наука», 1977.-328 с.

6. Бахвалов Н.С. Численные методы, т. I. М., «Наука», 1975. — 631 с.

7. Бабаков И.М. Теория колебаний. М., «Наука», 1968. 560 с.

8. Булгаков Б.В. Колебания. М., «Гостехиздат», 1954. 892 с.

9. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений, т. I. М., «Наука», 1966.-632 с.

10. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений, т. II. М., «Наука», 1966.-640 с.

11. БидерманВ.Л. Прикладная теория механических колебаний. М., «Высшая школа», 1972. 416 с.

12. Боголюбов Н.Н., Митропольский Ю.А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. М., «Наука», 1974. 504 с.

13. БутенинН.В. Элементы теории нелинейных колебаний. Л., «Судпромгиз», 1962. 192 с.

14. Блохин Е.П., Стамблер Е.Л., Маслеева Л.Г. Об оценке наибольших и продольных сил в поезде, движущемся по перелому продольного профиля пути. Труды ДИИИта, вып. 169/21, Днепропетровск, 1975, с. 86-91.

15. Блохин Е.П., Манашкин Л.А. Динамика поезда (нестационарные продольные колебания). М., «Транспорт», 1980. 290 с.

16. Бирюков И.В., Савоськин А.Н., БурчакГ.П. и др. Механическая часть тягового подвижного состава. Под ред. И.В. Бирюкова. М.: «Транспорт», 1992. - 440 с.

17. БурганГ.П., Гершгорин А.Д. Исследования напряженного состояния рамы тележки электропоезда при горизонтальных случайных колебаниях. Труды ДИИТа, вып. 195/24, Днепропетровск, 1977, с. 6-9.

18. БурчакГ.П., Савоськин А.Н., Фрадкин Т.Н., КоссовВ.С. Методика моделирования движения рельсового экипажа по пути с искривленной осью. Труды МГУ ПС, вып. 912, М., 1997, с. 12-22.

19. БурчакГ.П., Савоськин А.Н., Фрадкин Г.Н., КоссовВ.С. Моделирование возмущения в виде горизонтальной неровности оси пути для исследования извилистого движения рельсового экипажа. Труды МГУ ПС, вып. 912, М., с. 23-29.

20. Вершинский С.В., Данилов В.Н., Хусидов В.Д. Динамика вагона. Под ред. С.В. Вертинского., М.: «Транспорт», 1991. 360 с.

21. Вериго М.Ф., Коган А.Я. Взаимодействие пути и подвижного состава. Под ред. М.Ф. Вериго. М., «Транспорт», 1986. 560 с.

22. Вериго М.Ф., Петров Г.И., Хусидов В.В. Имитационное моделирование сил взаимодействия экипажа и пути. Бюллетень ОСЖД, Варшава, № 6, 1995, с. 3-8.

23. Вериго М.Ф. Взаимодействие пути и подвижного состава в кривых малого радиуса и борьба с боковым износом рельсов и гребней колес. Изд. ПТКБ ЦП МПС РФ, М., 1997. 207 с.

24. Вибрации в технике. Справочник, т. 3. Под ред. Ф.М. Диментберга и К.С. Колесникова. М., «Машиностроение», 1980. 544 с.

25. ГаллеевА.У., ПершицЮ.И. Вопросы механики поезда. М., «Трансжелдориздат», 1958. 232 с.

26. Грачева JI.O. Спектральный анализ вынужденных колебаний вагона при случайных неровностях железнодорожного пути и выбор параметров рессорного подвешивания. Труды ВНИИЖТ, вып. 347, М., «Транспорт», 1967, с 151-168.

27. Гантмахер Ф.Р. Лекции по аналитической механике. М., «Наука», 1966.-300 с.

28. ГаргВ.К., Дуккипати Р.В. Динамика подвижного состава: Пер. с англ. / Под ред. Н.А. Панькина. М.: «Транспорт», 1988. - 391 с.

29. Голубенко A.JL Сцепление колеса с рельсом. Киев, 1993. 448 с.

30. Данилов В.Н. Железнодорожный путь и его взаимодействие с подвижным составом. М.: Всесоюзное издательско-полиграфическое объединение Министерства путей сообщения, 1961. — 112 с.

31. Данилов В.Н., ХусидовВ.Д., Филиппов В.Н. Извилистое движение экипажа с нелинейными силовыми и кинематическими связями. Вестник ВНИИЖТ, № 3, 1971, с. 20-23.

32. Данилов В.Н., ХусидовВ.Д., Филиппов В.Н. Постановка и метод решения задачи пространственных колебаний двухосной тележки. Труды МИИТа, вып. 368, 1971, с. 30-44.

33. Данилов В.Н., ХусидовВ.Д., Филиппов В.Н. Уравнения пространственных колебаний восьмиосных вагонов. Труды МИИТа, вып. 399, 1972, с. 27-41.

34. Данилов В.Н., ХусидовВ.Д., Филиппов В.Н., Козлов И.В. Исследование некоторых вопросов динамики восьмиосных вагонов с опиранием кузова на скользуны двухосных тележек. Труды МИИТа, вып. 530, 1976, с. 29-37.

35. Данилов В.Н., Двухглавов В.А., ХусидовВ.Д., Филиппов В.Н., Козлов И.В. Некоторые результаты применения численных методов к исследованию нелинейных колебаний вагонов. Труды МИИТа, вып. 610, 1978, с. 85-93.

36. Двухглавов В. А., Филиппов В.Н., ХусидовВ.Д., Козлов И.В.

37. Исследование динамических качеств грузовых вагонов на тележках для156скоростей движения до 140 км/ч. Тезисы докладов к Всесоюзной научно-технической конференции «Борьба с шумом и вибрацией на железнодорожном транспорте». JL, 1977, с. 88.

38. Ден-Гартог Дж. Механические колебания. Пер. с англ. М., «Физматгиз», 1960. 580 с.

39. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. М., «Физматгиз», 1963. — 400 с.

40. Добычин И.А., Смолянинов А.В., Павлюков А.Э. Основы нелинейной механики рельсовых экипажей. Екатеринбург: НУДО «Межотраслевой региональный центр», 1999. — 265 с.

41. Жуковский Н.Е. Полное собрание сочинений, т. VIII, M.-JL, ОНТИ, НКТП, 1937.-291 с.

42. Жуковский Н.Е. Работа (усилие) русского сквозного и американского несквозного тягового привода при трогании поезда с места и в начале его движения. Бюллетень Экспериментального института путей сообщения. 1919, 13, с 31-57.

43. Золотарский А.Ф., Вершинский С.В. и др. Железнодорожный путь и подвижной состав для высоких скоростей движения. М., «Транспорт», 1964. 272 с.

44. Евстафьев Б.С., Хусидов В.Д., Филиппов В.Н., Сергеев К.А. Исследование возможностей увеличения осевых нагрузок грузовых вагонов. Труды МИИТа, вып. 399, 1972, с. 52-65.

45. Евстафьев Б.С., Хусидов В.Д., Сергеев К.А., Филиппов В.Н. Колебания механической системы с переменными упругими и инерционными параметрами. Труды МИИТа, вып. 368, 1971, с. 18-29.

46. Евстафьев Б.С., Хусидов В.Д., Филиппов В.Н., Сергеев К.А. Исследование возможностей увеличения осевых нагрузок грузовых вагонов. Труды МИИТа, вып. 399, 1972, с. 52-65.

47. Евстафьев Б.С., Хусидов В.Д., Филиппов В.Н., Сергеев К.А. Дальнейшее увеличение грузоподъемности восьмиосных вагонов. Железнодорожный транспорт, №9, 1972, с. 36-41.

48. Ивович В.А. переходные матрицы в динамике упругих систем. М., «Машиностроение», 1969. — 199 с.

49. Исаев И.П., Савоськин А.Н., Коляжнов Ю.В. Прогнозирование надежности рам тележек электроподвижного состава как восстанавливаемых изделий. Труды ДИИТ, вып. 195/24, Днепропетровск, 1977, с. 10-13.

50. Иванов В.Н., Исаев И.П., Панькин Н.А., Якубовский В.К. Определение составляющих сил крипа и условий устойчивости движения колесной пары. Вестник ВНИИЖТ, № 8, 1978, с. 32-36.

51. Калиткин Н.Н. Численные методы. М., «Наука», 1978. 512 с.

52. Карман Т., Био М. Математические методы в инженерном деле. M.-JL, «Гостехиздат», 1948. -415 с.

53. Каудерер Г. Нелинейная механика. М., И.Л., 1961. 778 с.

54. Кобищанов В.В., Антипин Д.Я. Исследование долговечности сварных несущих конструкций вагонов на основе моделирования динамики движения // Наука и техника. Т.З, итоги диссертационных исследований. -М.: РАН, 2004.-С.224-233.

55. Кобищанов В.В., 1 Азарченков А.А., Юхневский А.А. Прогнозирование динамической нагруженности пассажирских вагонов при продольных соударениях // Тяжелое машиностроение.- 2005. № 12 - С. 2527.

56. Ковалев Н.А. Боковые колебания подвижного состава. М., «Транспорт», 1957. 257 с.

57. Конашенко С.И. К вопросу о колебаниях стержней с сингулярной податливостью. Труды ДИИТа, вып. 169/21, Днепропетровск, 1975, с. 39-47.

58. Кондратов В.М. Единые принципы исследования динамики железнодорожных экипажей в теории и практике. М.: «Интекст», 2001. -190 с.

59. Коношенко С.И. К вопросу о сплайн-преобразовании аргумента. Тезисы докладов Всесоюзного совещания «Механика наземного транспорта». Киев, «Наукова думка», 1977, с 88-93.

60. Крылов А.Н. Вибрация судов. М.-Л., ОНТИ, 1948. 403 с.

61. Крылов Н.М., Боголюбов Н.Н. Введение в нелинейную механику. Киев, Изд. АН УССР, 1937. 363 с.

62. Кудрявцев Н.Н. Исследование динамики необрессоренных масс. Труды ВНИИЖТ, вып. 287. М., «Транспорт», 1965.- 168 с.

63. Лазарян В.А. Динамика вагонов. М., «Трансжелдориздат», 1964. -255 с.

64. Лазарян В.А. Исследование неустановившихся режимов движения поездов. М., «Трансжелдориздат», 1949. — 136 с.

65. Лазарян В.А. Колебания железнодорожного состава. Вибрации в технике, т. 3, Колебания машин, конструкций и их элементов. М., «Машиностроение», 1980, с. 398-434.

66. Лазарян В.А., Длугач Л.А., Коротенко М.Л. Устойчивость движения рельсовых экипажей. Киев, «Наукова думка», 1972. — 200 с.

67. Львов А.А., Ромен Ю.С., Кузнецов А.В. и др. Динамика вагонов электропоездов ЭР 22 и ЭР 200 на тележках с пневматическим подвешиванием. Труды ВНИИЖТ, вып. 417, 1970, с. 5-129.

68. Львов А.А., Грачева Л.О. Современные методы исследований динамики вагонов. Труды ВНИИЖТ, вып. 592, 1972, с. 4-88.

69. Ляпунов A.M. Общая задача об устойчивости движения. М.-Л., «Гостехтеориздат», 1950.-471 с.

70. МалкинИГ. Теория устойчивости движения. М., «Наука», 1968. -532 с.

71. Малкин И.Г. Некоторые задачи в теории нелинейных колебаний. М., «Гостехтеориздат», 1956. 492 с.

72. Манашкин JI.A., Юрченко А.В. Исследование с помощью АВМ случайных продольно-изгибных колебаний вагонов при продольных ударах. В кн. Динамика и прочность высокоскоростного наземного транспорта. Киев, «Наукова думка», 1976, с. 31-36.

73. Мандельштам Л.И. Лекции по теории колебаний. М., «Наука», 1972, 470 с.

74. Митропольский Ю.А. Метод усреднения в нелинейной механике. М., «Наука», 1971.-440 с.

75. Мюллер П.К. Математические методы в динамике транспортных средств. В кн. Динамика высокоскоростного транспорта. Пер. с англ. под ред. Т.А. Тибилова. М., «Транспорт», 1988, с. 39-58.

76. МямлинС.В. Моделирование динамики рельсовых экипажей. Д.: Новая идеология, 2002. - 240 с.

77. Николаенко Н.А. Вероятностные методы динамического расчета машиностроительных конструкций. М., «Машиностроение», 1967, 368 с.

78. Осиповский Л.Л. Выбор параметров демпфирования вертикальных колебаний вагонов одинарного подвешивания с учетом упругости кузова. Труды ЛИИЖТа, вып. 268, 1967, с. 3-14.

79. ПанькинН.А., СтесинИ.М., ЦеновВ.П. Колебательные движения экипажей при параметрическом стохастическом возмущении. Вестник ВНИИЖТ, № 1, 1978, с. 27-30.

80. ПановкоЯ.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. Л., «Машиностроение», 1976. — 320 с.

81. Петров Г.И. Оценка безопасности движения вагонов при отклонениях от норм содержания ходовых частей и пути. Дис. . . д-ра тех. наук. М., 2000.

82. Погорелов Д.Ю. Моделирование механических систем с большим числом степеней свободы: Численные методы и алгоритмы: Дисс. . . д-ра физ.-мат. наук: 01.02.01. Брянск, 1994. - 262 с.

83. Погорелов Д.Ю. Оптимальный вывод символьных уравнений движения систем тел / Тез. докл. Международ, совещания по символьно-численному анализу дифференциальных уравнений. Прага, 1997.

84. Погорелов Д.Ю. Дифференциально-алгебраическое уравнение в моделировании систем тел // Труды Международ, коллоквиума по дифференциально-алгебраическим уравнениям. — Гренобль, 1997.

85. Погорелов Д.Ю. О численных методах моделирования систем тел большой размерности // Труды Международной школы по численным методам в теории механизмов. — Варна, 1997.

86. Погорелов Д.Ю. Введение в моделирование динамики систем тел: Учеб. пособие Брянск: БГТУ, 1997. - 156 с.

87. Погорелов Д.Ю. О численных методах моделирования систем тел // Изв. РАН. ЖВМиМФ. - 1995. - № 2.

88. Радченко Н.А. Криволинейное движение рельсовых транспортных средств. Киев, «Наукова думка», 1988. 242 с.

89. Ромен Ю.С. Математическое моделирование влияния перекоса колесных пар на интенсивность износных процессов. Тезисы докладов IX Международной конференции «Проблемы механики железнодорожного транспорта», Днепропетровск, 1996, с 127-128.

90. Светлицкий В.А. Случайные колебания механических систем. М., «Машиностроение», 1976, 215 с.

91. СелиновВ.И. Расчет и конструирование подвешивания вагонов: Монография. М.: Машиностроение-1, 2002. - 250 с.

92. Силаев А.А. Спектральная теория подрессоривания транспортных машин. М., Машгиз, 1963, 167 с.

93. Суслов Г.К. Основы аналитической механики. М., «Гостехиздат», 1944.-655 с.

94. Савоськин А.Н. К выбору методики прочностного и динамического расчета рам тележек электропоездов. Труды МИИТ, вып. 265, М., «Транспорт», 1968, с. 77-98.

95. Соколов М.М. Исследование плавности хода грузовых вагонов в зависимости от типа рессорного подвешивания и рода груза. Автореферат докторской диссертации. Л., 1973, 40 с.

96. Соколов М.М., Хусидов В.Д., Минкин Ю.Г. Динамическая нагруженность вагона. М., «Транспорт», 1981. 207 с.

97. Соколов М.М. Диагностирование вагонов. М., «Транспорт», 1990. -197 с.

98. Тибилов Т.А. О статистическом рассмотрении колебаний подвижного состава. Труды ВНИИЖТ, вып. 51, М., «Транспорт», 1965, с. 1631.

99. Тибилов Т.А. Колебания высокоскоростного рельсового экипажа в условиях постоянно действующих возмущений. Труды МГУ ПС, вып. 912, М., 1997, с. 50-53.

100. Тимошенко С.П. Теория колебаний в инженерном деле. М.-Л., Государственное научно-техническое издательство, 1932, 344 с.

101. Тимошенко С.П. Прочность и колебания элементов конструкций. М., «Наука», 1975, 704 с.

102. Тимошенко С.П., Янг Д.Х., У Уивер. Колебания в инженерном деле. Пер. с англ. под ред. Э.И. Григолюка. М., «Машиностроение», 1985 —472 с.

103. Ушкалов В.Ф., ШерстюкА.К. О построении обобщенных частотных характеристик многомассовых систем с сухим трением. Тезисы докладов Всесоюзного совещания «Механика наземного транспорта», Киев, «Наукова думка», 1977, с. 53-57.

104. Ушкалов В.Ф. Случайные колебания механических систем при сухом и вязком трении. В сб. «Нагруженность, колебания и прочность сложных механических систем». Киев, «Наукова думка», 1977, с. 16-23.

105. Ушкалов В.Ф. Идентификация параметров многомассовой модели одномерной системы. В сб.: Нагруженность, колебания и прочность сложных механических систем. Киев, «Наукова думка», 1977, с. 37-43.

106. УшкаловВ.Ф., Резников JI.M., ИкколВ.С., Трубицкая Е.Ю., Редько С.Ф., Залесский А.И. Математическое моделирование колебаний рельсовых транспортных средств. Под ред. В.Ф. Ушкалова, Киев: "Наукова думка", 1989.-240 с.

107. Филиппов А.П. Колебания деформируемых систем. М., «Машиностроение», 1970. 734 с.

108. Хохлов А.А. Оптимальные законы управления динамическими процессами вагонов. Труды МИИТ. 1981, вып. 679, с. 42-60.

109. Хохлов А.А. Параметры перспективных двухосных тележек вагонов. Труды ВНИИЖТ. 1981, вып. 639, с. 51-60.

110. Хохлов А.А. Построение единой математической модели колебаний многоосных экипажей. Вестник ВНИИЖТ, № 3, 1982, с. 23-25.

111. Хохлов А.А. Решение экстремальных задач динамики вагонов. М., МИИТ, 1982. 105 с.

112. Хусидов В.Д. Колебания грузовых вагонов при нелинейных связях кузова с тележками. Вестник ВНИИЖТ, № 1, 1967, с. 25-30.

113. Хусидов В.Д. Исследования динамики восьмиосных вагонов. Вестник ВНИИЖТ, №2, 1968, с. 34-37.

114. Хусидов В.Д. Решение задач динамики подвижного состава с применением ЭЦВМ. НИИИНФОРТЯЖМАШ, вып. 5-67-13, М., 1967, с. 6-8.

115. Хусидов В.Д. Об использовании численных методов в решении задач нелинейных колебаний. Труды МИИТа, вып. 368, 1971, с. 3-17.

116. Хусидов В.Д., Евстафьев Б.С., Двухглавов В.А., Сергеев К.А., Филиппов В.Н. Исследование динамических качеств вагонов с различными схемами подвешивания. Труды МИИТа, вып. 399, 1972, с. 42-51.

117. Хусидов В.Д., Котуранов В.Н., Сергеев К.А. Метод расчета цельнометаллического кузова полувагона как комбинированной пластинчато-стержневой системы. Труды МИИТа, вып. 422, 1973, с. 67-76.

118. ХусидовВ.Д., Сергеев К.А., Францев А.Н. Метричный алгоритм расчета хребтовых балок полувагонов. Труды МИИТа, вып. 453, 1974, с. 6974.

119. ХусидовВ.Д., Егоров Г.С., Красников В.К. Метод оценки влияния параметров полувагона на массу его кузова. Труды МИИТа, вып. 479, 1975, с. 55-59.

120. Хусидов В.Д., Быков А.И., Красников В.К. Применение численных методов интегрирования к исследованию колебаний стержневых систем. Труды МИИТа, вып. 530, 1976, с. 16-28.

121. ХусидовВ.Д., Сергеев К.А., Егоров Г.С. Анализ напряженно-деформированного состояния различных конструктивных схем рамы восьмиосного полувагона. Труды МИИТа, вып. 530, 1976, с. 46-51.

122. Хусидов В.Д., Красников В.К. Математические модели для исследования поперечных колебаний стержневых элементов кузова вагона. Вестник ВНИИЖТ, №7, 1976, с. 33-36.

123. ХусидовВ.Д., Красников В.К. Некоторые результаты применения численного интегрирования при исследовании поперечных колебаний стержней. Труды ДИИТа, вып. 195/24, Днепропетровск, 1977, с. 61-63.

124. ХусидовВ.Д., Мироненко Е.И., Шмыров Ю.А. Об одном из методов исследования напряженного состояния рамы полувагона при динамическом приложении продольных нагрузок в тяжеловесных поездах в условиях БАМ. Труды МИИТа, вып. 518, 1977, с. 54-63.

125. ХусидовВ.Д. Применение численных методов интегрирования для исследования динамики стержневых конструкций кузовов. В сб.: Вопросы строительной механики кузовов вагонов. Т.П.И., Тула, 1977, с. 99-108.

126. ХусидовВ.Д. Моделирование колебаний стержневых элементов кузовов. Труды МИИТа, вып. 610, 1978, с. 74-84.

127. ХусидовВ.Д., Шмыров Ю.А., Мироненко Е.И. Некоторые исследования напряженного состояния хребтовой балки восьмиосного полувагона при маневровом соударении. Труды МИИТа, вып. 610, 1978, с. 94-98.

128. Хусидов В.Д., Заславский JI.В., Чан Фу Тхуан, Хусидов В.В. Цифровое моделирование колебаний пассажирского вагона при движении по прямым и криволинейным участкам пути. Вестник ВНИИЖТ, №3, 1995, с. 18-25.

129. Хусидов В.Д., Заславский JI.В., Хусидов В.В., Чан Фу Тхуан. Методика прочностного расчета кузовов полувагонов на ПВМ. Вестник ВНИИЖТ, №5, 1995, с. 22-26.

130. Хусидов В.В. Моделирование реакций упругих и демпфирующих элементов рессор тележки КВЗ-ЦНИИ в задачах динамики. Тезисы докладов IX Международной конференции «Проблемы механики железнодорожного транспорта». Днепропетровск, 1996, с. 137-138.

131. Хусидов В.В., Хохлов А.А., Петров Г.И., Хусидов В.Д. Динамика пассажирского вагона и пути модернизации тележки КВЗ-ЦНИИ. / Под ред. А.А. Хохлова-М.: МИИТ, 2001.- 160 с.

132. Челноков И.И., Осиповский JI.JI. Влияние упругости кузова на колебательный процесс вагонов. Труды ЛИИЖТа, вып. 281, 1968, с. 109-123.

133. Челноков И.И., Кошелев В.А. Установление параметров рессорного подвешивания пассажирских вагонов на основе исследований вертикальных колебаний. Труды ЛИИЖТ, вып. 255, 1966, с. 3-27.

134. Челноков И.И. Гидравлические гасители колебаний пассажирских вагонов. М., «Транспорт», 1975. 73 с.

135. Черкашин Ю.М. Динамика наливного поезда. Труды ВНИИЖТ, вып. 543, М., «Транспорт», 1975, 136 с.

136. Шадур JI.A. Вагоны. Конструкция, теория и расчет / Под. ред. JI.A. Шадура. М.: Транспорт, 1980. - 222 с.

137. ШахунянцГ.М. Железнодорожный путь: М., «Трасжелдориздат», 1961.-612 с.

138. Carter F.W. On the action of the Locomotive Driving Wheel // Proc. Roy. Soc. Ser. A.- 1926.-P. 151-157.

139. Koffman J.L. The case for Friction damping in wagon suspensions // J., mad, Rail. Ways. 1971. № 1. - P. 24 - 28.

140. Kalker J.J. Survey of Wheel —. Rail Rolling contact theory / Vehicle System Dynamics. 1979.-P. 317-358.

141. J., Piotrowski J. Some New Results in Rolling Contact // Vehicle System Dynamics. 18 (1989).

142. Xiang Jun, Zeng Qiung-yuan, Lou Ping. Theory of random energy analysis for train derailment // J. Cent. S. Univ. Technol. 2003. - №2. C. 134 — 139.

143. Приказ МПС РФ №41 от 12 ноября 2001 г. «НОРМЫ допускаемых скоростей движения подвижного состава по железнодорожным путям колеи 1520 (1524) мм федерального железнодорожного транспорта»

144. Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных) / М.: ГосНИИВ ВНИИЖТ, 1996