автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Выбор параметров боковых опор кузова и их влияние на ходовые качества грузовых вагонов

ДАВЫДОВ АЛЕКСЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ БОКОВЫХ ОПОР КУЗОВА И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ХОДОВЫЕ КАЧЕСТВА ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 2 ЛЕН 2010

Екатеринбург - 2010

004615590

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский государственный университет путей сообщения» (УрГУПС)

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

СМОЛЬЯНИНОВ Александр Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ПЕТРОВ Геннадий Иванович

кандидат технических наук СВЕРДЛОВ Вадим Борисович

Ведущая организация - Государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)»

Защита диссертации состоится « 03 » декабря 2010 г. в 14ю часов в ауд. 283 на заседании диссертационного совета Д 218.013.01 при Уральском государственном университете путей сообщения (УрГУПС) по адресу: 620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66. Тел./факс: (343) 358-55-10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного университета путей сообщения (УрГУПС).

Автореферат разослан « 01 » ноября 2010 г.

Отзыв на автореферат в 2-х экземплярах, заверенных гербовой печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета по почте.

АСАДЧЕНКО В.Р.

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Вопросы повышения безопасности движения подвижного состава всегда являются актуальными для железнодорожного транспорта, так как это напрямую связано с повышением эффективности перевозок и работы всей системы железнодорожного транспорта.

Опыт эксплуатации показывает, что существующая традиционная схема опирания кузова грузового вагона на ходовые части не обеспечивает безопасную эксплуатацию подвижного состава, что проявляется в склонности к самовозбуждению колебаний виляния и потере устойчивости во время движения на прямых участках пути и в пологих кривых. Наиболее остро данная проблема проявляется применительно к порожним вагонам, для которых наибольшие допускаемые эксплуатационные скорости движения имеют значения меньше конструкционной скорости. В связи с этим возникла проблема создание конструкций, которые бы обеспечивали повышение эксплуатационных скоростей и безопасности движения. Решение данной проблемы возможно за счет внедрения в конструкцию грузовых вагонов дополнительных устройств, одним из которых являются боковые опоры кузова непрерывного контакта.

Внедрение боковых опор непрерывного контакта, сопряжено с необходимостью исследования влияния опор данного типа на ходовые качества грузовых вагонов и разработкой методик выбора рациональных значений параметров опор с учетом особенностей конструкции, эксплуатации и норм содержания подвижного состава и пути отечественных железных дорог. Современные экономические требования обуславливают необходимость разработки новых конструкций более эффективных с одной стороны и в сжатые сроки - с другой стороны. В таких условиях, требующих анализа значительного количества вариантов без изготовления опытных образцов, большое значение приобретает разработка и внедрение методов выбора рациональных значений параметров боковых опор кузова, основанных на результатах численных экспериментов на имитационных моделях.

Кроме выше названного, актуальность настоящей работы обусловлена, с одной стороны, большим интересом к ней в современной науке о взаимодействии подвижного состава и пути, с другой стороны, ее недостаточной разработанностью. Рассмотрение вопросов связанных с данной тематикой носит как теоретическую, так и практическую значимость.

Цель диссертационной работы состоит в разработке и вычислительной реализации методик выбора рациональных значений параметров боковых опор кузова и оценки их влияния на ходовые качества грузовых вагонов.

Для достижения поставленной цели в диссертации решались следующие задачи:

1. Разработать математическую модель движения грузового вагона, оборудованного боковыми опорами непрерывного контакта, по пути произвольного очертания в составе поезда, движущегося в установившемся режиме.

2. Спланировать эксперимент и разработать методику выбора параметров

боковых опор, по результатам анализа динамических и кинематических характеристик движения вагона.

3. Выполнить имитационное моделирование движения грузовых вагонов для выбора рациональных параметров опор.

Объектом исследования в настоящей работе является грузовой вагон, оборудованный боковыми опорами кузова непрерывного контакта.

Предметом исследования являются динамические и кинематические характеристики грузового вагона.

Методологической основой работы является использование методов планирования экспериментов, аналитической механики, имитационного моделирования, анализа случайных функций, статистического анализа, положений теории взаимодействия подвижного состава и пути.

Научная новизна:

1. Разработана математическая модель движения грузового вагона, оборудованного боковыми опорами непрерывного контакта, по пути произвольного очертания в составе поезда, движущегося в установившемся режиме. Модель реализована в аналитической программной среде синтеза уравнений движения «Универсальный механизм».

2. Разработана математическая модель боковой опоры непрерывного контакта, позволяющая учитывать геометрические, упруго-диссипативные и три-бологические параметры опоры.

3. Предложена методика расчета критической скорости по извилистому движению, основанная на анализе устойчивости к возникновению автоколебаний при движении рельсового экипажа, по результатам численных экспериментов на математической модели движения грузового вагона.

4. Предложена методика выбора параметров боковых опор кузова по результатам численных экспериментов.

Практическая ценность:

1. Разработанные в диссертации методики позволяют на стадии проектирования определять рациональные параметры боковых опор кузова грузового вагона при минимальных затратах времени и средств на экспериментальные исследования, выполнять оценку динамических и кинематических характеристик эксплуатируемого подвижного состава, оборудованного боковыми опорами кузова непрерывного контакта, а так же проведение работ по его модернизации.

2. Методами имитационного моделирования выполнены исследования влияния параметров боковых опор кузова на ходовые качества грузовых вагонов и выбраны значения параметров боковых опор, повышающие безопасность движения.

На защиту выносятся:

1. Методика выбора параметров боковых опор кузова вагона при движении по прямым и кривым участкам пути с различными скоростями и при различной загрузке.

2. Результаты исследований влияния параметров боковых опор кузова на ходовые качества грузовых вагонов.

3. Методика расчета критической скорости по извилистому движению, основанная на анализе устойчивости к возникновению автоколебаний при движении рельсового экипажа, по результатам численных экспериментов на математической модели движения грузового вагона.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на следующих конференциях: VIII межвузовской научно-технической конференции «Молодые ученые - транспорту» (Екатеринбург, УрГУПС, 2009), международной научно-практической конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте '2010» (Одесса, 2010), III международной научно-практической конференции «Наука и современность -2010» (Новосибирск, 2010), IV общероссийской научной конференции «Актуальные вопросы современной науки и образования» (Красноярск, 2010); заседаниях кафедры «Вагоны» УрГУПС, 2008-2010 (г. Екатеринбург).

Публикации. По результатам исследований, выполненных в диссертационной работе, опубликовано 12 печатных работ. Статьи опубликованы в научно-технических журналах и сборниках, а так же в сборниках трудов по материалам межвузовских, общероссийских и международных конференций. Четыре научные работы опубликованы в изданиях входящих в перечень ВАК и приравненных к ним.

Структура и объем работы: диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, библиографического списка, включающего 141 наименование, и 4 приложений. Содержит 189 страниц машинописного текста, 80 рисунков, 7 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы основные положения научной новизны и практической значимости работы.

В первом разделе проведен краткий обзор и анализ исследований в области влияния параметров боковых опор кузова на ходовые качества грузовых вагонов. Показано, что большой вклад в исследования по данной тематике внесли следующие отечественные ученые: П.С. Анисимов, М.Ф. Вериго, М.В. Винокуров, JI.O. Грачева, В.Д. Данович, В.А. Двухглавов, Ю.В. Демин, Е.А. Корниль-ев, M.JI. Коротенко, A.A. Кривецкий, В.А. Лазарян, Г.В. Левков, A.M. Орлова, А.Э. Павлюков, A.M. Подбелло, Ю.С. Ромен, A.B. Смольянинов, М.М. Соколов, Б.Я. Тененбаум, И.И. Челноков и другие, а так же зарубежные ученые: Гарг, Вульф, де Патер, Юбелаккер, Одоннелл, Дуккипати и других.

Применение боковых опор непрерывного контакта обеспечивает гашение извилистости движения тележек, что уменьшает склонность к самовозбуждению колебаний виляния и потере устойчивости во время движения на прямых участках пути и в пологих кривых. Фундаментальные исследования по созданию методики и изучению устойчивости различных типов экипажей выполнены В.А. Лазаряном, A.A. Львовым, Ю.В. Деминым, Т.А. Тибиловым, A.A. Хохловым, В.М. Кондрашовым, Г. Шеффелем и другими.

Современное развитие средств вычислительной техники позволяет исследовать влияние боковых опор кузова непрерывного контакта на динамические и кинематические показатели движения вагона на основании численных экспериментов на имитационных моделях. Значительный вклад в исследования по данной тематике внесли следующие ученые: В.Д. Хусидов, Г.И. Петров, М.Ф. Вериго, Ю.В. Демин, В.А. Камаев, А.Я. Коган, В.Н. Котуранов, B.C. Лесничий, C.B. Мямлин, A.M. Орлова, А.Э. Павлюков, Д.Ю. Погорелов, Ю.С. Ромен, В.Г. Рубан, А.В Смольянинов, В.Ф. Ушкалов, A.A. Хохлов, и другие.

На основании анализа вариантов конструктивного исполнения разработана классификация боковых опор кузовов грузовых вагонов.

Второй раздел посвящен разработке математической модели движения грузового вагона, оборудованного боковыми опорами непрерывного контакта, по пути произвольного очертания в составе поезда, движущегося в установившемся режиме. Разработанная модель реализована в аналитической программной среде синтеза уравнений движения «Универсальный механизм».

На основании представления грузового вагона в виде системы недефор-мируемых твердых тел произведен структурный синтез модели и разработаны структурные графы силовых и кинематических связей. В дальнейшем, на основе описания силовых и кинематических связей, получены модели функционирования основных узлов тележки: фрикционный гаситель колебаний; «пятник-подпятник»; связь боковой рамы с буксой; боковая опора кузова; центральное рессорное подвешивание. Полученная в результате расчетная схема состоит из 23 абсолютно твердых тел (рисунок 1).

Инерционные параметры тел задавались массой и моментами инерции относительно осей собственной системы координат жестко связанной с центрами масс тел.

На основании теоремы о движении центра масс и динамических уравнений Эйлера, движение вагона как механической системы в обобщенных координатах описывается системой обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка, с нелинейными правыми частями (в матричном виде):

(о

/=1 i=i (=1

где Mj(q) - матрица масс; kt(q,q)~ вектор-столбец обобщенных сил инерции; Q, - вектор-столбец обобщенных активных сил.

Для описания контактных взаимодействий применялась математическая модель контакта типа «точка-плоскость», представляющая собой связь одностороннего неудерживающего типа. В случае появления контакта контактная сила раскладывается на две: нормальную и силу трения. Для вычисления нормальной реакции использована упруго-диссипативная модель, для вычисления силы трения вводятся два режима: скольжение и упругое сцепление, тем самым обеспечивается непрерывность силовой характеристики и процессов.

Рисунок 1 - Уг расчетной схемы модели движения грузового вагона

Разработанная модель боковой опоры позволяет учитывать следующие параметры: высота боковой опоры относительно привалочной поверхности на надрессорной балке в свободном состоянии; высота боковой опоры относительно привалочной поверхности на надрессорной балке под тарой вагона; величина рабочего хода упругого элемента боковой опоры; величина допускаемых конструкцией опоры угловых и линейных перемещений колпака опоры относительно корпуса; упруго-диссипативные параметры упругого элемента опоры; трибологические параметры контактных поверхностей опоры.

Основные характеристики модели параметризованы при помощи задания их через идентификаторы. Применение параметрического описания позволило моделировать различные варианты конструктивного исполнения опор кузова без необходимости изменения структуры модели (таблица 1).

Таблица 1 - Расчетные схемы боковых опор кузовов грузовых вагонов

Для моделирования движения вагона в составе поезда в расчетной схеме учтены усилия, возникающие в упряжных устройствах смежных вагонов. При этом поезд рассматривается как цепочка шарнирно связанных жестких тел, относительными перемещениями которых можно пренебречь, что позволяет моделировать установившиеся режимы движения поезда. Продольное усилие Nk, k+i в упряжных устройствах, соединяющих вагоны с номерами к и к+1, начиная с головы поезда, в соответствии с методикой разработанной C.B. Вертинским, определяется выражением:

dv " п

NkM\ ~'ш< + '+ Вт>), (2)

/=*+1 ¿=¿+1

где v - скорость движения поезда, м/с; к - коэффициент, учитывающий долю увеличения кинетической энергии поезда за счет вращения колесных пар; m, -масса г-го вагона, начиная с головы поезда, кг; g, - вес г-го вагона, начиная с головы поезда, Н; Ощ - удельное сопротивление движению /-го вагона, Н/кН; Вп - тормозная касательная сила ¿-го вагона, H; п - количество вагонов в поезде.

Соединение вагонов между собой представлено в виде невесомого абсолютно жесткого стержня, шарнирно связанного с вагоном и фиктивным телом. Трение в шарнирах отсутствует. Координаты точки крепления невесомого стержня к исследуемому вагону заданы в системе координат кузова. Усилия, определяемые по формуле (2), приложены к фиктивным телам, которые имеют одну степень свободы, вдоль продольной оси пути. Применение такой схемы позволило сохранить постоянное направление усилий в упряжных устройствах в процессе движения вагона.

Верификация разработанной модели производилась по двум группам показателей: статическим и динамическим. В качестве статических показателей выбраны: осевая нагрузка, вертикальная нагрузка, передаваемая на один буксовый узел, нагрузка на подпятник и контактные усилия во взаимодействии боковых опор со скользунами кузова. Применение данных показателей объясняется тем фактом, что величины выбранных сил не задаются предварительно, а вычисляются непосредственно в процессе интегрирования сформированных уравнений движения. Полученные, по результатам моделирования, значения выбранных статических параметров отличаются от результатов аналитического расчета не более чем на 2% во всем диапазоне изменения жесткости упругого элемента опоры и его начальной деформации.

Для верификации по динамическим показателям использовались данные ходовых испытаний, полученные несколькими авторами независимо друг от друга. Верификация модели по этим параметрам строилась на основании статистических методов. В качестве критерия достоверности принимался тот факт, что в случае адекватного отражения математической моделью свойств реального объекта экспериментальные и расчетные осциллограммы будут принадлежать к одному и тому же ансамблю реализаций случайного процесса. Корректность данной оценки, строится на использовании в процессе моделирования

возмущающих факторов, в виде неровностей рельсовых нитей, адекватных экспериментальным. Проверка принадлежности экспериментальной и расчетной реализаций случайных процессов одному случайному процессу производилась на основании непараметрического двухвыборочного критерия Смирнова. Проверка однородности законов распределения выполнялась по величине статистики:

где х - исследуемый динамический параметр; Г„(х) - функция распределения исследуемого параметра в расчетных данных; Рт(х) - функция распределения исследуемого параметра в экспериментальных данных.

Гипотеза об однородности двух выборок принимается в случае выполнения условия:

где Ы- количество элементов в выборке исследуемого динамического параметра в расчетных данных; М - количество элементов в выборке исследуемого динамического параметра в экспериментальных данных; Ба - квантиль распределения Колмогорова заданного уровня значимости а.

При невыполнении неравенства (4) гипотеза отвергалась. Результаты расчетов по формулам (3-4) показывают, что сравниваемые временные зависимости основных кинематических показателей, полученные экспериментально и расчетным путем, являются однородными при уровне значимости 0,05.

В третьем разделе произведено планирование эксперимента и разработана методика оценки результатов.

Этап планирования эксперимента включал: выбор оцениваемых кинематических и динамических показателей грузового вагона и определение расчетных режимов движения, а так же очередности анализа параметров боковой опоры. Для более качественной оценки влияния параметров опор, в работе, дополнительно к нормативно-установленным (горизонтальное и вертикальное ускорение кузова, коэффициенты динамики, рамная сила, коэффициент запаса устойчивости колеса от вкатывания на головку рельса), применены следующие динамические показатели: угол набегания колеса на рельс, угол поворота над-рессорной балки относительно кузова вагона в плане, угол поворота кузова в плане, реакция в точке контакта: гребень - боковая поверхность рельса, относительный сдвиг боковых рам.

Для сравнительного качественного и количественного анализа динамических показателей предложено использование изменения зависимостей от скорости движения. Значение выбранного показателя для отдельных скоростей движения производилось на основании статистической обработки временных осциллограмм, построенных в процессе моделирования.

В процессе проведения анализа отдельных осциллограмм в работе пред-

п,т

(3)

X

(4)

и

ложено производить дополнительною оценку каждого показателя по количеству «выбросов» значений за пределы трех величин среднеквадратических отклонений. Как показано в работе, наличие подобных выбросов свидетельствует о присутствии факторов вызывающих отклонение от «нормального» закона распределения.

На следующем этапе разработана методика выбора рациональных диапазонов параметров боковых опор, основанная на применении обобщенного показателя к анализу кинематических и динамических параметров движения вагона по прямолинейным и криволинейным в плане участкам пути.

В дальнейшем произведено задание неровностей рельсовых нитей, принятых для проведения численных экспериментов. В работе использованы случайные реализации горизонтальных и вертикальных неровностей рельсовых нитей, рассчитанные на основании спектральных плотностей мощности, рекомендованных руководящими документами.

На заключительном этапе определена последовательность выбора параметров боковых опор и оценки их влияния на ходовые качества грузовых вагонов. Для проведения численных экспериментов приняты следующие неизменяемые параметры боковой опоры: величина статической деформации под тарой вагона (начальная затяжка) - 22 мм, величина рабочего хода - 16 мм. Коэффициенты трения приняты соответствующими паре материалов «сталь по стали».

В четвертом разделе произведен выбор параметров боковых опор непрерывного контакта и приведены результаты численного исследования влияния параметров боковых опор на кинематические и динамические показатели движения грузовых вагонов.

На первом этапе осуществлен выбор параметра вертикальной жесткости упругого элемента боковой опоры и исследование его влияния на ходовые качества вагона. В результате анализа работ, проведенного в первом разделе, выбран диапазон изменения вертикальной жесткости упругого элемента боковой опоры в пределах от 1-Ю5 до 5-106 Н/м. На предварительном этапе, на основании анализа распределения нагрузки между боковыми опорами и узлом «пятник-подпятник», произведена корректировка диапазонов изменения жесткости, которые составили: от МО5 до 1-Ю6 Н/м для порожнего режима и от 5-105 до 5-10 Н/м для груженого режима.

В результате численных экспериментов по моделированию движения грузового вагона по прямолинейным и криволинейным участкам пути, в порожнем и груженом режимах, и последующей статистической обработки результатов, получены зависимости выбранных динамических показателей от скорости движения, некоторые из которых представлены на рисунках 2-5.

В дальнейшем, на основании анализа полученных зависимостей с применением разработанной методики выбора параметров боковых опор, определены рациональные диапазоны величин параметра вертикальной жесткости, которые составили: от 2,5-Ю5 до 6-105 Н/м для порожнего режима и от 2,7-106 до 3-106 Н/м для груженого режима. Исходя из того, что конструкция боковой опоры не позволяет изменять параметр вертикальной жесткости при изменении загрузки

вагона, произведен выбор единого диапазона параметра вертикальной жесткости упругого элемента для всех режимов загрузки. В качестве рациональной величины вертикальной жесткости упругого элемента боковой опоры, для проведении дальнейших исследований, принята величина 5-105 Н/м.

15 20

Скорость. М-С

Рисунок 2 - Зависимость от скорости максимальных горизонтальных ускорений кузова в зоне пятника (груженый, прямая)

15 20

Скорость, м/с

Рисунок 3 - Зависимость от скорости коэффициента запаса устойчивости колеса от вкатывания на головку рельса (груженый, прямая)

ю

ь

I 9

14 16 18 Скорость, м-'с

14 16 18 Скорость. »Л

-Сг=5е5Н/м

-Сг=1ебН/м -*-Сг=5ебН/м

Рисунок 4 - Зависимость от скорости относительного сдвига боковых рам (груженый, кривая 11=600 м)

Рисунок 5 - Зависимость от скорости коэффициента запаса устойчивости

колеса от вкатывания на головку рельса (груженый, кривая 11=600 м)

На следующем этапе проведено исследование влияния параметра вертикальной жесткости на величину критической скорости, под которой понимается минимальная скорость движения по прямому ровному пути, начиная с которой наблюдаются автоколебания рельсового экипажа. В работе отмечена сложность

нахождения величины критической скорости аналитическими методами, что является следствием большого количества степеней свободы и нелинейностей в рассматриваемой колебательной системе «рельсовый экипаж-путь».

Для определения величины критической скорости в диссертации разработана методика расчета, основанная на результатах анализа устойчивости к возникновению автоколебаний при движении рельсового экипажа, по результатам численных экспериментов на математической модели движения грузового вагона. В процессе численных экспериментов моделировалось движение вагона по горизонтальному, ровному во всех плоскостях участку пути. Оценка устойчивости производилась по характеру извилистого движения первой колесной пары после сообщения ей начального поперечного смещения под действием возмущающего воздействия сосредоточенной силы, приложенной вдоль её продольной оси. С целью исключения сообщения вагону дополнительной энергии от действия силы, временная реализация последней представляет собой ограниченный небольшим промежутком времени импульс, по своей форме напоминающий 8-функцию Дирака.

Разработанная методика включает следующие этапы определения критической скорости:

1. Задание семейства сосредоточенных сил имеющих различную увеличивающуюся амплитуду и малую временную реализацию (с шириной порядка 0,2 с);

2. Последовательное моделирование движения вагона для каждой реализации возмущающей сосредоточенной силы по прямому идеально ровному участку пути и определение минимальной скорости возникновения автоколебаний для каждого значения начального смещения колесной пары (рисунки 6-7);

3. Определение величины критической скорости как наименьшей из всех скоростей, полученных на предыдущем этапе.

а) б)

у. мм

15 10 5 0 -5

0123456789 10 "'"-10 -5 0 5 10

а - осциллограмма поперечного перемещения; б - фазовая диаграмма Рисунок 6 - Затухающее колебательное движение первой колесной пары

А л

А г \ 1 \ А Ч

/ у V 1

\ /

У у, м/с '

у, лш

а - осциллограмма поперечного перемещения; б - фазовая диаграмма Рисунок 7 - Автоколебания первой колесной пары

При исследовании влияния параметра вертикальной жесткости на величину критической скорости учтено влияние изменения ширины колеи и расстояния между внутренними гранями колес колесной пары. Расчет величины критической скорости производился для 20 пар сочетаний расстояния между внутренними гранями колес и ширины колеи, выбранных случайным образом. При этом ширина колеи принималась из диапазона 1516 - 1528 мм, а расстояния между внутренними гранями колес из диапазона 1437 - 1443 мм. В процессе проведения численных экспериментов исследовался порожний режим движения вагона как наиболее неустойчивый. При этом величина вертикальной жесткости упругого элемента опоры изменялась в диапазоне от 1-Ю5 до 1-Ю6 Н/м.

В результате проведения численных экспериментов и статистической обработки результатов получена зависимость вероятностных границ величины критической скорости от вертикальной жесткости упругого элемента боковой опоры. Полученные зависимости имеют вид кривых с насыщением. При этом с доверительной вероятностью 97%, можно утверждать, что величина критической скорости вагона, оборудованного боковыми опорами непрерывного контакта, с параметром вертикальной жесткости упругого элемента 5-105 Н/м, лежит в диапазоне 24 - 30 м/с.

На следующем этапе проведен выбор параметра вертикальной диссипации по условию демпфирования колебаний боковой качки. При проведении исследований, в качестве возмущающего воздействия приняты неровности рельсовых нитей, заданные выражением:

п

у(х) = Xя, • С05(2тГС!},Х + <!/(), «Л

где а, - амплитуда /-ой гармонической составляющей, м; о, - частота 1-ой гармонической составляющей, 1/м; щ - фаза /-ой гармонической составляющей, рад.

Частота i-ой гармонической составляющей в (5) определялась по выражению:

1

где ¿1 - длина волны г-ой гармонической составляющей, м.

При расчете горизонтальной неровности рельсовой нити длина волны гармонических составляющих изменялась в диапазоне от 1 до 25 м, с шагом 1 м. При этом для каждой составляющей определена случайная фаза из диапазона (0; 2л). Величина амплитуды для всех гармонических составляющих принята постоянной и равной 1 мм.

Для проведения спектрального анализа применялись частотные формы представления зависимостей углов поворота кузова относительно продольной оси от пройденного пути, в виде амплитудно-частотных характеристик, полученных на основании дискретного преобразования Фурье (ДПФ).

С целью уменьшения эффекта «размытия» спектра в процессе ДПФ, являющегося следствием конечности обрабатываемых массивов, на предварительном этапе, производилось сглаживание экспериментальных данных при помощи весовой (оконной) функции Блэкмена-Харриса, с коэффициентами разложения предложенными Наттоллом.

ф(хп) = Ах-п-Ж(п),п = 0,...,М-1; (7)

0.

где Ах - шаг дискретизации по пройденному пути, м; п - порядковый номер отсчета; W(n) - оконная функция; N-количество измерений; а0, а\, аг, а3 - эмпирические коэффициенты.

При расчете по формуле (8) приняты следующие значения коэффициентов: а0=0,3635819; а,=0,4891775; д2=0,1365995; а3=0,0106411.

Разработанный алгоритм расчета амплитудных спектров колебаний боковой качки кузова реализован в математическом пакете Mathcad.

В процессе проведения экспериментов исследовалось движение вагона со скоростями 10, 15, 20, 25, 30 и 35 м/с, при величине параметра вертикальной жесткости 5-105 Н/м и изменении параметра вертикальной диссипации в диапазоне от 0 до 2,5-Ю5 (Н-с)/м. В результате обработки экспериментальных данных получены амплитудно-частотные спектры колебаний боковой качки кузова и построены зависимости амплитуд колебаний на резонансной частоте от скорости движения.

Анализ полученных зависимостей показал, что с увеличением параметра вертикальной диссипации наблюдается снижение амплитуд колебаний боковой качки кузова на резонансной частоте. По результатам расчета, величина параметра вертикальной диссипации должна составлять не менее 2-105 (Н-с)/м при

значении параметра вертикальной жесткости упругого элемента 5-105 Н/м.

На заключительном этапе осуществлен выбор параметров горизонтальной жесткости и диссипации упругого элемента боковой опоры, а так же продольного зазора между элементами конструкции опоры. С целью исследования влияния продольных зазоров между элементами конструкции опоры разработана расчетная схема боковой опоры с продольным зазором (рисунок 8,а).

действующих на боковую опору Рисунок 8 - Боковая опора постоянного контакта кузова грузового вагона

Из рисунка 8,6 очевидно, что для совместного перемещения колпака опоры и корпуса (при 0 < Хх< ДД необходимо выполнения условия:

Р?п.х<Рупр.х-,С2-К-ц2<Сх-Лх, (9)

где цСдП - коэффициент трения сцепления между колпаком боковой опоры и боковым скользуном кузова; Сх - горизонтальная жесткость упругого элемента боковой опоры, Н/м; Хх - горизонтальная деформация упругого элемента опоры, м.

Если условие (9) не выполняется, то смещения колпака опоры относительно скользуна кузова не происходит. При этом, вместо сил трения между колпаком опоры и скользуном кузова, сопротивление повороту оказывает сила упругости, вызванная горизонтальной деформацией упругого элемента боковой опоры. Величина суммарного момента сопротивления повороту надрессорной балки относительно кузова вагона, возникающего в боковых опорах и подпятнике, может быть определена по формуле:

2 [в У Я3-г1

ГДе И пят

- коэффициент трения скольжения подпятника по пятнику; г - внут-

ренний радиус опорной поверхности подпятника, м; R - наружный радиус опорной поверхности подпятника, м; С2 - вертикальная жесткость упругого элемента боковой опоры, Н/м; Xz - вертикальная деформация упругого элемента опоры, м; ~ коэффициент трения скольжения между колпаком боковой опоры и боковым скользуном кузова; G - вес кузова, H; Ьоп - расстояние от центра подпятника до боковой опоры, м.

В дальнейшем в работе показано, что в случае наличия в конструкции опоры продольных зазоров наблюдается уменьшение момента сопротивления повороту надрессорной балки тележки относительно кузова и произведен расчет минимальных значений параметров горизонтальной жесткости и диссипации, необходимых для исключения данного явления. Полученные в результате расчета величины параметров на порядок превосходят величины аналогичных параметров в вертикальной плоскости. Техническая реализация упругого элемента боковой опоры с данными значениями параметров представляется весьма затруднительной. Исходя из чего, в работе рекомендовано принимать параметры горизонтальной жесткости и диссипации максимально возможными из технически реализуемых для выбранного типа упругого элемента. Для снижения негативного воздействия уменьшения момента сопротивления повороту на динамические показатели движения, с применением разработанной методики выбора параметров боковых опор, произведено определение рациональной величины продольного зазора. Полученный рациональный диапазон продольного зазора составил от 2 до 4 мм.

В пятом разделе приведены результаты моделирования движения грузового вагона, оборудованного боковыми опорами непрерывного контакта с найденными величинами параметров в сравнении с вагоном аналогом, оборудованным типовыми боковыми опорами жесткого типа с зазором 5 мм.

По результатам имитационного моделирования движения вагона были построены графики зависимостей динамических показателей от скорости движения. Анализ полученных зависимостей показывает наличие улучшений основных динамических показателей вагона оборудованного боковыми опорами с выбранными величинами параметров по сравнению с вагоном аналогом.

На заключительном этапе исследования произведен расчет экономической эффективности применения рекомендаций по выбору рациональных значений параметров боковых опор кузова непрерывного контакта и определен ожидаемый экономический эффект, который составил 12275 рубля на вагон в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований произведен выбор рациональных величин параметров боковых опор кузова непрерывного контакта и выполнена оценка их влияния на ходовые качества грузовых вагонов. Нижеприведенные выводы, результаты и рекомендации являются основными составными частями решенной проблемы:

1. Разработана математическая модель движения грузового вагона, оборудованного боковыми опорами непрерывного контакта, по пути произвольного очертания в составе поезда, движущегося в установившемся режиме. Модель реализована в аналитической программной среде синтеза уравнений движения «Универсальный механизм».

2. На основании выделенных параметрических характеристик, разработана обобщенная расчетная схема и математическая модель боковой опоры кузова непрерывного контакта, адаптированная к изменению параметров и позволяющая моделировать различные варианты конструктивного исполнения и технического состояния опор данного типа.

3. На основании результатов численных экспериментов и последующем анализе всего объема исследуемых оценочных факторов, в соответствии с разработанной методикой, определена рациональная величина параметра вертикальной жесткости упругого элемента боковой опоры непрерывного контакта. Данная величина, по условиям получения наилучших динамических показателей вагона в порожнем режиме, находится в диапазоне от 2,5-Ю5 до 6-105 Н/м.

4. Основываясь на результатах спектрального анализа колебаний боковой качки кузова, определена рациональная величина параметра вертикальной диссипации упруго-диссипативного элемента боковой опоры, которая, при вертикальной жесткости упругого элемента 5-Ю5 Н/м, должна составлять не менее 2-105 (Н-с)/м. В процессе решения данной задачи, был разработан и программно реализован алгоритм расчета амплитудно-частотного спектра колебательных процессов, основанный на дискретном преобразовании Фурье применительно к финитной функции, сглаженной весовым окном Блэкмена-Харриса, с коэффициентами разложения предложенными Наттоллом.

5. Произведена оценка влияния продольного зазора между колпаком и корпусом боковой опоры, а так же параметров горизонтальной жесткости и диссипации на ходовые качества грузовых вагонов. Исходя из результатов теоретических и экспериментальных исследований, в качестве оптимальных значений параметров горизонтальной жесткости и диссипации рекомендовано принимать наибольшие значения, из технически реализуемых для выбранного конструктивного варианта боковой опоры. При этом в качестве оптимального значения продольного зазора выбран диапазон 2-4 мм.

6. Разработана и вычислительно реализована методика расчета критической скорости по извилистому движению рельсового экипажа, по результатам численных экспериментов на математической модели, основанная на результатах анализа устойчивости к возникновению автоколебаний. При этом, с доверительной вероятностью 97%, можно утверждать, что величина критической скорости вагона, оборудованного боковыми опорами непрерывного контакта, с параметром вертикальной жесткости упругого элемента 5-105 Н/м, лежит в диапазоне 24 - 30 м/с.

7. Результаты моделирования движения вагона, оборудованного боковыми опорами непрерывного контакта, с выбранными параметрами показывают улучшение основных динамических и кинематических характеристик по сравнению с результатами, полученными для вагона аналога оборудованного боко-

выми опорами жесткого типа, с зазором 5 мм. В порожнем режиме, это выражается в снижении уровня ускорений кузова в зоне пятника: горизонтальных -на 30 % , вертикальных - на 60 %, а так же в увеличении коэффициента запаса устойчивости колеса от вкатывания на головку рельса в среднем на 10 %. В груженом режиме улучшение выражается менее значительно и в среднем составляет 5 - 10 % по основным динамическим показателям.

8. Определен ожидаемый экономический эффект от использования рекомендаций по выбору значений параметров боковой опоры кузова вагона, который составил 12275 рубля на вагон в год.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Давыдов, А. Н. Влияние параметров боковых опор кузова на ходовые качества грузовых вагонов [Текст] / А.Н. Давыдов // Транспорт Урала. - Екатеринбург, 2010. ~№2 (25). - С. 27-29. (издание «Транспорт Урала», входит в Перечень изданий рекомендованных ВАК для публикации научных результатов диссертаций).

2. Давыдов, А. Н., Смольянинов, А. В. Совершенствование расчетной методики оценки и достоверности результатов движения грузового вагона [Текст] / А.Н. Давыдов, A.B. Смольянинов // Транспорт Урала. - Екатеринбург, 2009. -№ 3 (22) - С. 60-62. (издание «Транспорт Урала», входит в Перечень изданий рекомендованных ВАК для публикации научных результатов диссертаций).

3. Давыдов, А.Н. Влияние продольных зазоров в боковых опорах постоянного контакта на ходовые качества грузовых вагонов [Текст] / А.Н. Давыдов // Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте '2010: Сб. науч. тр. по матер. Междунар. науч.-практ. конф. - Одесса: Черномо-рье, 2010. - Т.1. Транспорт. - С. 37-42. (приравнивается к опубликованным работам, отражающим основные научные результаты диссертации (постановление Правительства Российской Федерации от 30 января 2002 г. N 74 «Об утверждении Единого реестра ученых степеней и ученых званий и Положения о порядке присуждения ученых степеней»)).

4. Давыдов, А.Н. Анализ схем опирания кузова грузового вагона на ходовые части [Текст] / А.Н. Давыдов // Наука и современность - 2010: Сб. матер. III Междунар. науч.-практ. конф. / Под общ. ред. С.С. Чернова. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. - Ч. 2. - С. 128-131. (приравнивается к опубликованным работам, отражающим основные научные результаты диссертации (постановление Правительства Российской Федерации от 30 января 2002 г. N 74 «Об утверждении Единого реестра ученых степеней и ученых званий и Положения о порядке присуждения ученых степеней»)).

5. Давыдов, А.Н., Смольянинов, A.B. Анализ геометрических параметров радиальной установки колесных пар в тележке [Текст] / А.Н. Давыдов, A.B. Смольянинов // Безопасность движения, совершенствование конструкции вагонов и ресурсосберегающие технологии в вагонном хозяйстве: Сб. науч. тр. / Под науч. ред. A.B. Смольянинова. - Екатеринбург : Изд-во УрГУПС, 2008. -вып. 61(144).-С. 93-97.

6. Давыдов, А.Н. Определение необходимого сочетания сил, исключающего перевалку кузова на боковые скользуны при движении вагона по криволинейному участку пути [Текст] / А.Н. Давыдов // Безопасность движения, совершенствование конструкции вагонов и ресурсосберегающие технологии в вагонном хозяйстве: Сб. науч. тр. / Под науч. ред. A.B. Смольянинова. - Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2008. - Вып. 61 (144). - С. 98-105.

7. Давыдов, А.Н. Моделирование упругой боковой опоры непрерывного контакта кузова грузового вагона [Текст] / А.Н. Давыдов И Молодые ученые транспорту - 2009: Сб. науч. тр. - Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2009. - 4.1. -С. 49-55.

8. Давыдов, А.Н. Распределение вертикальной нагрузки между подпятником надрессорной балки и упругими боковыми опорами постоянного контакта [Текст] / А.Н. Давыдов // Безопасность движения, совершенствование конструкции вагонов и ресурсосберегающие технологии в вагонном хозяйстве: Сб. науч. тр. / Под науч. ред. A.B. Смольянинова. - Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2010. - Вып. 76 (159). - С. 63-70.

9. Давыдов, А. Н. Разработка математической модели грузового вагона, оборудованного боковыми опорами кузова непрерывного контакта [Текст] / А.Н. Давыдов // Молодой ученый. - Чита, 2010. - №7(18). - С. 30-35.

10. Давыдов, А. Н. Моделирование движения грузового вагона, оборудованного боковыми опорами непрерывного контакта, в составе поезда [Текст] / А.Н. Давыдов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. -М., 2010,-№7.-С. 36-38.

11. Давыдов, А. Н. Классификация боковых опор кузова грузовых вагонов [Текст] / А.Н. Давыдов // Техника и технология. - М., 2010. - №4 (39). - С.

12. Давыдов, А.Н. Методика расчета критической скорости рельсового экипажа по результатам численных экспериментов на имитационных моделях [Текст] / А.Н. Давыдов // В мире научных открытий. - Красноярск, 2010. -Кч 5 (11).-С. 82-85.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ БОКОВЫХ ОПОР КУЗОВА И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ХОДОВЫЕ КАЧЕСТВА ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ

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

38-40.

Давыдов Алексей Николаевич

Формат бумаги 60x84 1/16 Подписано к печати 22.10.10 г. Тираж 100 экз.

Объем 1,25 п.л. Заказ № 767

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

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ОБОСНОВАНИЕ И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ исследований в области влияния боковых опор кузова на ходовые качества рельсовых экипажей.

1.2 Классификация вариантов конструкции боковых опор кузовов грузовых вагонов.

1.3 Постановка цели и задач исследования.

2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ ГРУЗОВОГО ВАГОНА.

2.1 Анализ кинематических связей в модели грузового вагона.

2.2 Анализ силовых связей в модели вагона.

2.2.1 Моделирование контактных взаимодействий. 44'

2.2.2 Моделирование упругих элементов рессорного подвешивания.

2.3 Моделирование боковых опор непрерывного контакта. 50=

2.4 Моделирование продольных усилий в упряжных устройствах, возникающих при движении вагона в составе поезда.

2.8 Верификация модели движения грузового вагона.

Выводы по разделу 2.

3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ОЦЕНКИ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.

3.1 Выбор показателей для оценки влияния параметров боковой опоры на*ходовые качества грузовых вагонов.

3.2 Разработка методики выбора параметров боковых опор по результатам численных экспериментов.

3.3 Выбор параметров криволинейного участка пути для проведения численных экспериментов.

3.4 Задание возмущающего воздействие в виде неровностей рельсовых нитей.

3.5 Разработка методики оценки экспериментальных данных.

3.6 Разработка методики проведения численных экспериментов по выбору параметров боковых опор кузова.

Вопросы повышения безопасности движения подвижного состава всегда являются актуальными для железнодорожного транспорта, так как это напрямую связано с повышением эффективности перевозок и работы всей системы железнодорожного транспорта.

Опыт эксплуатации показывает, что существующая традиционная схема опирания кузова грузового вагона на ходовые части не обеспечивает безопасную эксплуатацию подвижного состава, что проявляется в склонности к самовозбуждению колебаний виляния и потере устойчивости во время движения на прямых участках пути и в пологих кривых. Данное явление оказывает негативное влияние на безопасность движения, а в некоторых случаях приводит к сходу подвижного состава с рельсов. Наиболее актуально эта проблема проявляется применительно к порожнему подвижному составу. В практике эксплуатации отечественного подвижного состава имеются факты сходов исправных порожних грузовых вагонов на исправной рельсовой колее, при отсутствии нарушений в режимах вождения поездов. С целью поддержания надлежащего уровня безопасности, в настоящее время введено ограничение скорости движения грузовых поездов, в которых имеются порожние вагоны. Данная- мера является вынужденной необходимостью, в связи с невозможностью полного исключения вероятности сходов.

Решение рассмотренной проблемы возможно за счет внедрения в конструкцию грузовых вагонов дополнительных устройств, одним из которых являются боковые опоры кузова непрерывного контакта. Внедрение боковых опор непрерывного контакта, сопряжено с необходимостью исследования влияния опор данного типа на ходовые качества грузовых вагонов и разработкой методик выбора рациональных значений параметров опор с учетом особенностей конструкции, эксплуатации и норм содержания подвижного состава и пути отечественных железных дорог. На сегодняшний день, большинство, применяющихся в практике отечественного вагоностроения, вариантов конструкции боковых опор кузова непрерывного контакта являются разработками зарубежных фирм. Не смотря на то, что опоры данного типа успешно применятся в конструкции зарубежных грузовых вагонов, перенос их в конструкцию отечественных вагонов сопряжен с решением целого ряда проблем, обусловленных конструктивными различиями тележек. Зарубежные тележки имеют более жесткую связь между буксовыми узлами и боковыми рамами, а так же между боковыми рамами и надрессорной балкой, что приводит к увеличению жесткости каркаса тележки и значительному уменьшению перекоса контура тележки в плане. При этом, не смотря на наличие теоретических исследований и результатов испытаний, на сегодняшний день, не существует единой методики выбора параметров боковых опор постоянного контакта для различных типов подвижного состава. Современные экономические требования обуславливают необходимость разработки новых конструкций более эффективных с одной стороны и в сжатые сроки - с другой стороны. В таких условиях, требующих анализа значительного количества вариантов без изготовления опытных образцов, большое значение приобретает разработка и внедрение методов выбора рациональных значений параметров боковых опор кузова, основанных на результатах численных экспериментов на имитационных моделях. Современное развитие средств вычислительной техники и методов имитационного моделирования делает возможным решение подобных задач на основании численных экспериментов на математических моделях, что позволяет снизить экономические затраты и уменьшить временные сроки решения.

Исходя из вышесказанного, вытекает необходимость определения методики для выбора рационального диапазона параметров боковых опор кузова, с учетом особенностей конструкции, эксплуатации и норм содержания подвижного состава и пути отечественных железных дорог.

Объектом исследования в настоящей работе является грузовой вагон, оборудованный боковыми опорами кузова непрерывного контакта. Предметом исследования являются динамические и кинематические характеристики грузового вагона.

Общая методика исследований построена на методах планирования экспериментов, аналитической механики, имитационного моделирования, анализа случайных функций, статистического анализа, положений теории взаимодействия подвижного состава и пути.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

1. Разработана математическая модель движения грузового вагона, оборудованного боковыми опорами непрерывного контакта, по пути произвольного очертания в составе поезда, движущегося в установившемся режиме. Модель реализована в аналитической программной среде синтеза уравнений движения «Универсальный механизм».

2. Разработана математическая модель боковой опоры кузова непрерывного контакта, позволяющая учитывать геометрические, упруго-диссипативные и трибологические параметры опоры.

3; Предложена новая, методика расчета критической скорости по извилистому движению, основанная на результатах анализа устойчивости к возникновению автоколебаний при движении рельсового экипажа, по результатам численных экспериментов на математической модели движения грузового вагона.

4. Определены рациональные величины параметров боковых опор кузова непрерывного контакта, на основании численных экспериментов.

Практическая ценность проведенных исследований состоит в том, что:

1. Разработанные в диссертации методики позволяют на стадии проектирования определять рациональные параметры боковых опор кузова грузового вагона при минимальных затратах времени и средств на экспериментальные исследования, выполнять оценку динамических и кинематических характеристик эксплуатируемого подвижного состава, оборудованного боковыми опорами кузова непрерывного контакта, а так же проведение работ по его модернизации.

2. Методами имитационного моделирования выполнены исследования влияния параметров боковых опор кузова на ходовые качества грузовых вагонов и выбраны значения параметров боковых опор, повышающие безопасность движения.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Методика выбора параметров боковых опор кузова вагона при движении по прямым и кривым участкам пути с различными скоростями и при различной загрузке.

2. Результаты исследований влияния параметров боковых опор кузова на ходовые качества грузовых вагонов.

3. Методика расчета критической скорости по извилистому движению, основанная на анализе устойчивости к возникновению автоколебаний при движении рельсового экипажа, по результатам численных экспериментов на математической модели движения грузового вагона.

По результатам исследований, выполненных в диссертационной работе, опубликовано 12 печатных работ, в научных журналах, научно-технических сборниках и сборниках материалов межвузовских, общероссийских и международных научных конференций. Четыре научные работы опубликованы в изданиях входящих в перечень Высшей» аттестационной комиссии и приравненных к ним.

Автор считает своим долгом выразить признательность научному руководителю, доктору технических наук, профессору А.В. Смольянинову, за неоценимую помощь, внимание и поддержку в работе, всему коллективу кафедры «Вагоны» ГОУ ВПО УрГУПС за создание условий при выполнении работы, а так же доктору технических наук А.Э. Павлюкову за научные консультации, конструктивные замечания и ценные советы.

Выводы по разделу 5

1. Проведены сравнительные эксперименты с вагоном оборудованным боковыми опорами непрерывного контакта, с выбранными величинами параметров, и вагоном-аналогом, оборудованным боковыми опорами жесткого типа.

2. Оборудование вагона боковыми опорами непрерывного контакта приводит к улучшению кинематических и динамических параметров при движении по прямому участку пути в порожнем режиме. Это выражается в уменьшении на 30% горизонтальных и на 60% вертикальных ускорений кузова в зоне пятника, снижении величин коэффициентов вертикальной динамики по нагрузке на рессорный комплект в 1,7 раза и увеличении коэффициента запаса устойчивости колеса от вкатывания на головку рельса в среднем на реакций в точке контакта: гребень — боковая поверхность рельса на 9% по сравнению с вагоном аналогом, оборудованным боковыми опорами жесткого типа. Вместе с тем в груженом режиме выбранные параметры боковых опор не оказывают существенного влияния на основные динамические и кинематические характеристики вагона, при движении по прямому участку пути.

3. Вагон, оборудованный боковыми опорами непрерывного контакта с выбранными параметрами имеет лучшие кинематические и динамические характеристики в сравнении с вагоном, оборудованным боковыми опорами жесткого типа при движении по криволинейным участкам пути. Это выражается в уменьшении уровня ускорений кузова в зоне пятника (на 30 % горизонтальных и на 90% вертикальных в порожнем режиме, а так же на 20% горизонтальных в груженом режиме), уменьшении коэффициентов вертикальной динамики по нагрузке на рессорный комплект (на 75% в порожнем и на 50% в груженом), а так же в увеличении значений коэффициентов запаса устойчивости колеса от вкатывания на головку рельса (на 10% в порожнем режиме и на 15% в груженом). Вместе с тем, вагон, оборудованный боковыми опорами непрерывного контакта имеет больший момент сопротивления повороту тележки относительно вагона, это определяет увеличение на 12% (0,006 рад) величин углов набегания колес на рельс, а так же в росте на 5% (0,4 кН) величин рамных сил при движении вагона по криволинейному участку пути в порожнем режиме.

4. Результаты сравнительных экспериментов подтверждают правильность выбора параметров боковых опор кузова и эффективность разработанной методики их выбора.

5. Разработана методика расчета экономической эффективности правильного выбора рациональных параметров боковых опор, основанный на вероятностной оценке снижения годовых эксплуатационных расходов.

6. Ожидаемый экономический эффект от рационального выбора параметров боковых опор составляет 12275 рублей на вагон в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований произведена оценка влияния боковых опор кузова непрерывного контакта на ходовые качества грузовых вагонов и произведен выбор рациональных величин параметров опор данного типа.

Нижеприведенные выводы, результаты и рекомендации являются основными составными частями решенной проблемы:

1. Разработана математическая модель движения грузового вагона, оборудованного боковыми опорами непрерывного контакта, по пути произвольного очертания в составе поезда, движущегося в установившемся режиме. Модель реализована в аналитической программной среде синтеза уравнений движения «Универсальный механизм».

2. На основании выделенных параметрических характеристик, разработана обобщенная расчетная схема и математическая модель боковой опоры кузова непрерывного контакта, адаптированная к изменению параметров и позволяющая моделировать различные варианты конструктивного исполнения и технического состояния опор данного типа.

3. Разработанная математическая модель движения вагона обладает высокой степенью детализации и учета реальной геометрии тел, что позволяет использовать ее для изучения влияния параметров боковых опор кузова непрерывного контакта на динамику и безопасность движения подвижного состава с учетом возникающих в эксплуатации износов и повреждений.

4. Разработано теоретическое обоснование способа оценки достоверности математической модели по согласию законов распределения случайных реализаций динамических и кинематических характеристик, полученных при испытаниях и в расчетах на модели, на предмет установления факта принадлежности этих реализаций одному случайному процессу. Корректность данной оценки строится на применении в ходе численных экспериментов возмущающих факторов движения аналогичных экспериментальным.

5. Разработана методика выбора диапазона рациональных значений параметра боковых опор кузова по отдельным динамическим и кинематическим характеристикам, основанная на сравнении результатов полученных для движения вагона в прямых и криволинейных в плане участках пути.

6. На основании результатов численных экспериментов и последующем анализе всего объема исследуемых оценочных факторов, в соответствии с разработанной методикой, определена рациональная величина параметра вертикальной жесткости упругого элемента боковой опоры непрерывного контакта. Данная величина, по условиям получения наилучших динамических показателей вагона в порожнем режиме, находится в диапазоне от 2,5-105 до 6-105 Н/м.

7. Основываясь на результатах спектрального анализа колебаний боковой качки кузова, определена рациональная величина параметра вертикальной диссипации упруго-диссипативного элемента боковой опоры, которая, при вертикальной жесткости упругого элемента 5-105 Н/м, должна составлять не менее 2-105 (Н-с)/м.

В процессе решения данной задачи, был разработан и программно реализован алгоритм расчета амплитудно-частотного спектра колебательных процессов, основанный на дискретном преобразовании Фурье применительно к финитной функции, сглаженной весовым окном Блэкмена-Харриса, с коэффициентами разложения предложенными Наттоллом.

8. Произведена оценка влияния продольного зазора между колпаком и корпусом боковой опоры, а так же параметров горизонтальной жесткости и диссипации на ходовые качества грузовых вагонов. Исходя из результатов теоретических и экспериментальных исследований, в качестве оптимальных значений параметров горизонтальной жесткости и диссипации, рекомендовано принимать наибольшие значения, из технически реализуемых для выбранного конструктивного варианта боковой опоры. При этом в качестве оптимального значения продольного зазора выбран диапазон 2 — 4 мм.

9. Разработана и вычислительно реализована методика расчета критической скорости по извилистому движению рельсового экипажа, по результатам численных экспериментов на математической модели, основанная на результатах анализа устойчивости к возникновению автоколебаний.

10. В результате серии численных экспериментов определены величины критических скоростей движения вагона по возникновению автоколебаний извилистого движения. Результаты моделирования показывают, что увеличение вертикальной жесткости упругого элемента, боковой опоры приводит к увеличению критической скорости. При этом, с доверительной вероятностью 97%, можно утверждать, что величина критической скорости вагона, оборудованного боковыми опорами непрерывного контакта, с параметром вертикальной жесткости упругого элемента 5-105 Н/м, лежит в диапазоне 24 — 30 м/с.

11. Результаты сравнительного испытания вагона, оборудованного боковыми опорами непрерывного контакта, с выбранными параметрами с результатами, полученными для вагона аналога оборудованного боковыми опорами жесткого типа, с зазором 5 мм, показывают улучшение основных динамических и кинематических характеристик при движении по прямолинейным и криволинейным в плане участкам пути. В порожнем режиме, это выражается в снижении уровня ускорений кузова в зоне пятника: горизонтальных - на 30 % , вертикальных — на 60 %, а так же в увеличении коэффициента запаса устойчивости колеса от вкатывания на головку рельса в среднем на 10 %. В груженом режиме улучшение выражается менее значительно и в среднем составляет 5 - 10 % по основным динамическим показателям.

12. Определен годовой ожидаемый экономический эффект от использования рекомендаций по выбору значений параметров боковой опоры кузова вагона, который составил 12275 рублей на вагон в год.

1. Ермаков, В.М. О сходах порожних вагонов Текст. / В.М. Ермаков, В.О. Певзнер // Железнодорожный транспорт. — 2002. №3. — С. 29-33.

2. Демин, Ю.В. Автоколебания и устойчивость движения рельсовых экипажей Текст. / Ю.В. Демин, Л.А. Ддугач, М.Л. Коротенко, О.М. Маркова. -Киев: Наукова думка, 1984. 159 с.

3. Кондрашев, В.М. Критерий устойчивости экипажа против схода с рельсов Текст. / В.М. Кондрашев // Труды ЦНИИ МПС: сб. науч. тр. / ЦНИИ МПС. -М.: Транспорт, 1976. вып. 548. - С. 75-86.

4. Кондрашев, В.М. Энергетический критерий устойчивости экипажей против схода колес с рельсов Текст. / В.М. Кондрашев // Вестник ВНИИЖТ. -1979.-№4.-С. 15-20.

5. Лазарян, В. А. Динамика вагонов Текст. / В. А. Лазарян. М.: Транспорт, 1964. - 250 с.

6. Лазарян, В.А. Колебания железнодорожного состава Текст. / В.А. Лазарян // Вибрации в технике: в 6 т. Т.З: Колебания машин, конструкций и их элементов. -М.: Машиностроение, 1980. С. 398-434.

7. Лазарян В.А. Определение параметров четырехосного полувагона, при которых его движение устойчиво Текст. / В.А. Лазарян, М.Л.

8. Коротенко, A.A. Львов // Проблемы динамики и прочности железнодорожного подвижного состава: межвуз. сб. науч. тр. / ДИИТ. — Днепропетровск : Б.и., 1966. — Вып. 62. С. 3-25.

9. Лазарян, В.А. Собственные колебания тележечных грузовых вагонов Текст. / В.А. Лазарян // Динамика транспортных средств: избр. тр. — Киев: Наукова думка, 1985 С. 132-140.

10. Лазарян, В.А. Исследования по динамике рельсовых экипажей Текст. / В.А. Лазарян. Днепропетровск : [б. и.], 1973. - 173 с.

11. Лазарян В.А. Устойчивость движения рельсовых экипажей Текст. / В.А Лазарян, Л.А. Длугач, М.Л Коротенко. Киев: Наук. Думка, 1972. - 196 с.

12. Тибилов, Т. А. Асимптотические методы исследования колебаний подвижного состава Текст. / Т. А Тибилов // Труды Ростовского-на-дону инта инженеров железнодорожного транспорта. — М.: Транспорт, 1970. вып. 78.-224 с.

13. Хохлов, A.A. Анализ устойчивости движения восьмиосного вагона Текст. / A.A. Хохлов // Труды Хабаровского ин-та инженеров железнодорожного транспорта: сб. науч. тр. — Хабаровск: Б.и., 1967. — вып. 29-С. 342-349.

14. Черкашин, Ю.М. Об устойчивости движения железнодорожного подвижного состава Текст. / Ю.М. Черкашин, A.A. Шестаков // Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.- д. трансп.: сб. науч. тр. — М.: Транспорт, 1982. вып. 649. - С. 42-49.

15. Шеффель, Г. Новая конструкция подвешивания железнодорожных вагонов Текст. / Г. Шеффель // Железные дороги мира. 1975. - №4. - С. 1522.

16. Шеффель, Г. Устойчивость при вилянии с боковым относом и способность подвижного состава вписываться в кривые Текст. / Г. Шеффель // Железные дороги мира. — 1974. №12. - С. 32-46.

17. Винокуров, М.В. Исследования колебаний и устойчивости вагонов Текст. : сб. науч. тр. / М.В. Винокуров. — Днепропетровск : Б.и., 1939. — вып. 12.-392 с.

18. О параметрах перспективной двухосной тележки грузовых вагонов Текст. / П.С. Анисимов, М.Ф. Вериго, Л.О. Грачева, A.B. Кузнецов, Л.Д. Кузьмич, A.A. Львов, М.М. Соколов // Труды ВНИИ вагоностроения: сб. науч. тр. -М. : Б.и., 1973. вып. 20. - С. 3-21.

19. Вериго, М.Ф. Модернизация рессорного подвешивания тележек типа МТ-50 / М.Ф. Вериго, Л.О. Грачева, П.С. Анисимов // Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.- д. трансп.: сб. науч. тр. М. : Транспорт, 1968. — вып. 373.-112 с.

20. Труды Днепропетровского ин-та инженеров железнодорожного транспорта им. М.И. Калинина ; вып. 205/26).

21. Двухглавов, В.А. Тележка грузовых вагонов с улучшенными динамическими качествами Текст. / В.А. Двухглавов, П.С. Анисимов, Г.В. Левков, В.Д. Данович // Железнодорожный транспорт. 1978. - №12. — С.48-49.

22. Павлюков А.Э. Прогнозирование нагруженности ходовых частей грузовых вагонов повышенной грузоподъёмности методами имитационногомоделирования Текст.: дис. . д-ра. техн. наук. Екатеринбург, УрГУПС, 2002. - 370 с.

23. Орлова А.М. Влияние конструктивных схем и параметров тележек на устойчивость, ходовые качества и нагруженность грузовых вагонов Текст.: дис. . д-ра. техн. наук. СПб, ПГУПС, 2008. - 403 с.

24. Гарг, В.К. Динамика подвижного состава Текст.: пер. с. англ. / В.К. Гарг, Р.В. Дуккипати ; под ред. Н.А. Панькина. М.: Транспорт, 1988. -391 с.

25. O'Donnell, В. Making the case for long travel constant contact side bearings Электронный ресурс. // Interface — the journal of wheel/rail interaction. 2005, №8 Режим доступа: http://www.interfacejournal.com/features/07-05/ccsb/ 1 .html

26. Wolf, G. Vehicle Side Bearings: Function, Performance and Maintenance Электронный ресурс. // Interface the journal of wheel/rail interaction. 2005, №4 — Режим доступа: http://www.interfacejournal.com/features/04-05/side bearings/1 .html

27. Wolf, G. The truck bolster bowl: Is it a bowl or a bearing Электронный ресурс. // Interface the journal of wheel/rail interaction. 2005, №10 — Режим доступа: http://www.interfacejournal.com/features/09-05/ctrbowl/1 .html

28. Обобщение передового опыта тяжеловесного движения: вопросы взаимодействия колеса и рельса Текст.: пер. с англ. / У. Дж. Харрис, С.М. Захаров, Дж. Ландгрен, [и др.]; Междунар. ассоц. тяжеловес, движения. -М.: Интекст, 2002. 408 с.

29. Де Патер, А.Д. Боковые колебания рельсовых экипажей Текст.: пер. с. англ. / А.Д. Де Патер // Динамика высокоскоростного транспорта: сб. науч. тр. / под. ред. Т.А. Тибилова. М. : Транспорт, 1988. — С. 119-155.

30. Вершинский, С.В. Динамика вагона Текст. / С.В. Верпшнский, В.Н. Данилов, В.Д. Хусидов. М.: Транспорт, 1991. — 360 с.

31. Вериго, М.Ф. Имитационное моделирование сил взаимодействия экипажа и пути Текст. / М.Ф. Вериго, Г.И. Петров, В.В. Хусидов // Бюллетень ОСЖД. 1995. - № 6. - С. 3-8.

32. Демин, Ю.В. Математическое моделирование и динамика подвижного состава железных дорог Текст. / Ю.В. Демин, А.Ю. Черняк, Р.Ю. Демин // Зал1зничний транспорт Украши. — 2007. — №4. — С. 3-8.

33. Камаев A.A. Основы моделирования взаимодействия подвижного состава и пути в кривых Текст. / A.A. Камаев // Труды Брянского института транспортного машиностроения: сб. науч. тр. — Брянск: Б.и., 1961. — вып. 19. -С. 44-56.

34. Котуранов, В. Н. Математическое моделирование процессов нетягового рельсового подвижного состава Текст. : учеб. пособие / В. Н. Котуранов, В. Д. Хусидов, Б. А. Алексюткин. — М. : [б. и.], 1993. 108 с.

35. Лесничий, B.C. Компьютерное моделирование задач динамики железнодорожного подвижного состава Текст.: учеб. пособие в 3 ч. 4.1: Основы моделирования в программном комплексе MEDYNA / B.C. Лесничий, A.M. Орлова. СПб.: ПГУПС, 2001. - 32 с.

36. Лесничий, B.C. Компьютерное моделирование задач динамики железнодорожного подвижного состава Текст.: учеб. пособие в 3 ч. Ч. 3:

37. Моделирование динамики грузовых вагонов в программном комплексе MEDYNA / B.C. Лесничий, A.M. Орлова. СПб.: ПГУ11С, 2002. - 35 с.

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

39. Погорелов, Д.Ю. О численных методах моделирования движения систем твердых тел Текст. / Д.Ю. Погорелов // Журнал вычислительной математики и математической физики. — 1995. — № 4. — С. 501-506.

40. Моделирование пространственных колебаний поезда Текст. / C.B. Мямлин, Е.А. Письменный, В.В. Жидко, И.В. Юрцевич // Вестник ВНИИЖТ. 2008.-№ 3-С. 45-47.

41. Мямлин, C.B. Программа моделирования пространственных колебаний подвижного состава Текст. / C.B. Мямлин // Зал1зничний транспорт Украши. 2000. - № 3. - С. 52-54.

42. Мямлин C.B. Моделирование динамики рельсовых экипажей Текст. / C.B. Мямлин. — Д;: Новая идеология, 2002. — 240 с.

43. Погорелов,: Д.Ю. Компьютерное моделирование динамики рельсовых экипажей Текст. / Д.Ю. Погорелов // Сб. докл. междунар. конгресса «Механика и трибология транспортных систем — 2003»: в 2 т. — Ростов-на-Дону, Б.и., 2003. Т. 2. - С. 226-232.

44. Погорелов, Д.Ю. Введение в моделирование динамики систем тел Текст.: учеб. пособие. / Д.Ю. Погорелов. Брянск: Изд-во БГТУ, 1997. -156с.'

45. Динамический анализ и синтез механизмов с использованием программы UM Текст. / Погорелов Д.Ю. [и др.]. — Брянск: Изд-во БГТУ, 1997.-16 с.

46. Рубан, В.Г. О методе численного решения систем нелинейных алгебраических уравнений в задачах транспортной механики Текст. / В.Г. Рубан. Ростов н/Д, 1987. - 22 с. - Деп. в ВИНИТИ, № 9097-В87.

47. Смольянинов, А. В. Моделирование необрессоренных частей рельсовых экипажей на примере тележки грузового вагона Текст. / А. В.

48. Смольянинов, И. А. Добычин, Т. А. Юдакова. // Вестник Академии транспорта. Уральское отделение. Курган : КГУ, 1999. — С. 22.

49. Математическое моделирование колебаний рельсовых транспортных средств Текст. / В.Ф. Ушкалов [и др.]. — Киев: Наук, думка, 1989.- 240 с.

50. Динамика пассажирского вагона и пути модернизации тележки КВЗ-ЦНИИ Текст. / В.В. Хусидов, A.A. Хохлов, Г.И. Петров, В.Д. Хусидов ; под редакцией A.A. Хохлова. М.: МИИТ, 2001. - 160 с.

51. Цифровое моделирование колебаний пассажирского вагона при движении по прямым и криволинейным участкам пути Текст. / В.Д. Хусидов, JI.B. Заславский, Тхуан Чан Фу, В.В. Хусидов // Вестник ВИИИЖТ.- 1995 — №3. — С. 18-25.

52. Методика компьютерной оценки безопасности движения подвижного состава Текст. / Хусидов В.Д., Ромен Ю.С., Петров Г.И. [и др.].1. М.: МПС, 1999.

53. Черняк, А.Ю. Применение компьютерного моделирования для определения вероятных причин схода с рельсов грузовых вагонов Текст. / А.Ю. Черняк // Зал1зничний транспорт Укра'ши. 2009. — №3. - С. 49-52.

54. Моделирование системы колесо-рельс: Текст. // Железные дороги мира. • • 2005. №2. - С. 45-52.

55. Полякову В; А. Тензорное моделирование движения железнодорожного поезда Текст. / В. А. Поляков // Колебания и динамические качества железнодорожного подвижного состава: межвуз. сб. научн. тр. Днепропетровск, Б.и., 1989. - С. 85-94.

56. Шихлён, В.О. Колебания сложных экипажей при движении по пути сослучайными возмущениями Текст.: пер. с англ. / В.О. Шихлен // Динамика высокоскоростного транспорта: сб; науч. тр. / под. ред. Т.А. Тибилова. М.: Транспорт, 1988. - С. 110-119.

57. Данилов, . В.И. Уравнения пространственных колебаний восьмиосных вагонов Текст. / В.И. Данилов, В.Д. Хусидов, В.Н. Шишлов //

58. Труды Моск. ин-т инженеров ж.-д. трансп.: сб. научн. тр. — М. : б. и., 1972. — №399.-С. 18-23.

59. Коган, А.Я. Вертикальные динамические силы, действующие на путь Текст. / А.Я. Коган // Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.- д. трансп.: сб. науч. тр. — М. : Транспорт, 1969. — вып. 402. — 206 с.

60. Расчеты железнодорожного пути на вертикальную динамическую нагрузку Текст. / А.Я. Коган [и др.] // Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.- д. трансп.: сб. науч. тр. — М. : Транспорт, 1973. вып.502. — 79с.

61. Вериго, М.Ф. Взаимодействие пути и подвижного состава Текст. / М.Ф. Вериго, А .Я. Коган. М.:Транспорт, 1986. - 559 с.

62. Installation and inspection pocket guide Электронный ресурс. / Miner Enterprises, Inc. Электрон, дан. (1 файл). - version 4.0, 2009. — Режим доступа: http://www. minerent.com/pdf/sidebearingpocketguide.pdf

63. Product Guide Электронный ресурс. / A. Stucki Company. -Электрон, дан. (1 файл). rev. 06, 2006. — Режим доступа: http://www.stucki.com/literature/ PocketGuide06.pdf

64. Maintenance manual Электронный ресурс. / Standard Car Truck Company. — Электрон, дан. (1 файл). — rev. 08, 2004. — Режим доступа: http://www.sctco.com/pdf,rfullmanual.pdf.

65. Installation Manual M-976 Retrofit Kit Super Service Ridemaster Trucks / Amsted Rail Group. Электрон, дан. (1 файл). - rev. 07, 2004. - Режим доступа: http://www.asfglobal.com/latestupdates.asp.

66. Лукин, В.В. Вагоны: Общий курс: учебник для вузов / В.В. Лукин, П.С. Анисимов, Ю.П. Федосеев. М. : Маршрут, 2004. - 424с.

67. Патент 3981548 США, МПК B61F 5/02. Side bearing assembly / Snyder Richard С. (Michigan City, IN); Pullman Incorporated (Chicago, IL). - N 05/937685; Заяв. 28.08.1978; Опубл. 07.10.1980. -4 с.

68. Давыдов, А. H. Классификация боковых опор кузова грузовых вагонов Текст. / А.Н. Давыдов // Техника и технология. М., 2010. — №4 (39).-С. 38-40.

69. Патент 4130066 США, МПК B61F 5/02. Friction side bearing assembly / Mulcahy; Harry W. (Griffith, IN); AMSTED Industries Incorporated (Chicago, IL). -N 05/797519; Заяв. 16.05.1977; Опубл. 19.12.1978. - 8 с.

70. Патент 3981548 США, МПК B61F 5/14. Constant contact side bearing/ Robert W. MacDonnel, Otto A. Shander; R. W. Mac Company (Crete, IL). -N05/580667; Заяв. 27.05.1975; Опубл. 21.09.1976. - 8 с.

71. Патент 4318347 США, МПК B61F 5/14. Shiftable particle spheroidal side bearing / Watson Thomas H. (Bonita, CA); Pullman Incorporated (Chicago, IL). -N06/116684; Заяв. 30.01.1980; Опубл. 09.03.1982. -4 с.

72. Патент 5046865 США, МПК B61F 5/14. Side bearing / Gatnarek Bruce (Glenshaw, PA); A. Stucki Company (Pittsburgh, PA). - N 07/405,416; Заяв. 11.09.1989; Опубл. 10.09.1991. - 12 с.

73. Патент 4080016 США, МПК B61F 5/02. Railway truck side bearing / Wiebe Donald (Sewickley, PA); A. Stucki Company (Pittsburgh, PA). - N 05/732021; Заяв. 13.10.1976; Опубл. 21.03.1978. -7 с.

74. Патент 6148734 США, МПК B61F 5/14. Elastomeric bearing with softening spring rate / Gwinn James T. (Fairview, PA); Lord Corporation (Cary, NC). -N 09/080984; Заяв. 19.05.1998; Опубл. 21.11.2000. - 14 с.

75. Патент 5601031 США, МПК B61F 5/14. Constant contact side bearing / Carlson Robert L. (Skokie, IL); Miner Enterprises, Inc. (Geneva, IL). — N 08/260290; Заяв. 14.06.1994; Опубл. 11.02.1997. - 5 с.

76. Патент 4859089 США, МПК B61F 5/14. Railway truck side bearing / Wright James F. (Washington, PA); A. Stucki Company (Pittsburgh, PA). - N 07/144,667; Заяв. 12.01.1988; Опубл. 22.08.1989. - 13 с.

77. Патент 2006/0042498 США, МПК B61F 3/00. Side bearing for railway car / Ralph H. Schorr (Edwardsville, IL), Daniel J. Schniers (Damiansville, IL); AMSTED Industries Incorporated (Chicago, IL). - N 10/925812; Заяв. 25.08.2004; Опубл. 02.03.2006. - 6 с.

78. Патент 6644214 США, МПК B61F 5/14. Constant contact side bearing / Schorr Ralph H. (Granite City, IL); ASF-Keystone, Inc. (Granite City, IL).-N 10/246325; Заяв. 18.09.2002; Опубл. 11.11.2003. - 16 с.

79. Патент 5806435 США, МПК B61F 5/02. Side bearings for truck bolsters / Pitchford Terry L. (St. Louis, MO); AMSTED Industries Incorporated (Chicago, IL). -N08/709389; Заяв. 06.09.1996; Опубл. 15.09.1998. - 13 с.

80. Патент 6141853 США, МПК B61F 5/14. Method of manufacturing and energy absorption apparatus for a railroad car / O'Donnell William P. (Plainfield, IL); Miner Enterprises, Inc. (DE). - N 09/204484; Заяв. 03.12.1998; Опубл. 07.11.2000. - 9 с.

81. Харыбин, И.А. Совершенствовать ходовую часть грузовых вагонов Текст. / Харыбин И.А., Орлова A.M., Додонов A.B. // Вагоны и вагонное хозяйство. 2009. - №1(17)/ - С. 26-29.

82. Орлова, A.M. Сравнение вариантов модернизации тележек грузовых вагонов по техническим и экономическим параметрам Текст. / A.M. Орлова // Транспорт Урала. 2008. - №3(18)/ - С. 31-35.

83. Игембаев, Н.К. Анализ конструкций тележек грузовых вагонов, созданных в России Текст. / Н.К. Игембаев // Транспорт Урала. — 2009. -№4(23).-С. 76-78.

84. Морчиладзе, И.Г. Сравнение конструктивных схем отечественной и зарубежной тележек для грузовых вагонов Текст. / И.Г. Морчиладзе, М.М. Соколов, A.B. Додонов // Железные дороги мира. — 2004. №8. - С. 4852.

85. Ромен, Ю.С. Динамические качества грузовых вагонов на тележках с осевыми нагрузками до 25 тс Текст. / Ю.С. Ромен, A.B. Заверталюк, A.B. Коваленко // Вестник ВНИИЖТ. 2006 - № 3. - С. 21-26.

86. Давыдов, А. Н. Разработка математической модели грузового вагона, оборудованного боковыми опорами кузова непрерывного контакта Текст. / А.Н. Давыдов // Молодой ученый. Чита, 2010. - №7(18). - С. 3035.

87. Михеев, Г.В. Компьютерное моделирование динамики систем абсолютно твердых и упругих тел, подверженных малым деформациям: дис. . канд. техн. наук / Г.В. Михеев. — Брянск : БГТУ, 2004. 155 с.

88. Погорелов, Д.Ю. Моделирование контактных взаимодействий в задачах динамики систем тел. Текст. / Д.Ю. Погорелов, А.Э. Павлюков, Т.А.

89. Юдакова, C.B. Котов // Динамика, прочность и надежность транспортных машин: сб. науч. тр. — Брянск: БГТУ, 2001. — С. 11—23.

90. Универсальный механизм. Руководство пользователя Электронный ресурс. / Погорелов Д.Ю. Электрон, дан. (19 файлов). -Брянск, 2009. — Режим доступа: http://www.mnlab.ru/downloadrus.htm

91. ГОСТ 9036-88 Колеса цельнокатаные. Конструкция и размеры Текст. -Введ. 1990-01-01. — М. : Изд-во стандартов, 1989. 16 с.

92. ГОСТ Р 51685-2000 Рельсы железнодорожные. Общие технические условия Текст. Введ. 2001-07-01. - М. : Стандартинформ, 2006.-27 с.

93. Давыдов, А.Н. Моделирование упругой боковой опоры непрерывного контакта кузова грузового вагона Текст. / А.Н. Давыдов // Молодые ученые транспорту 2009: Сб. науч. тр. — Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2009. -4.1. - С. 49-55.

94. Вертинский, C.B. Динамика вагона Текст.: учебник для вузов / С. В. Вершинский, В. Н. Данилов, В. Д. Хусидов ; ред. С. В. Вершинский. -М. : Транспорт, 1991. 360 с.

95. Правила тяговых расчётов для поездной работы Текст. — М.: Транспорт, 1985. 287 с.

96. Давыдов, А. Н. Моделирование движения грузового вагона, оборудованного боковыми опорами непрерывного контакта, в составе поезда Текст. / А.Н. Давыдов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. — М., 2010. — № 7. — С. 36-38.

97. Большее, JI.H. Таблицы математической статистики Текст. / JI.H. Болынев, Н.В. Смирнов. — М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983. — 416 с.

98. Емельянов, A.A. Имитационное моделирование экономических процессов Текст.: учеб. пособие / A.A. Емельянов, Е.А. Власова, Р.В. Дума ; под. ред. А.А.Емельянова. — М.: Финансы и статистика, 2002. 368 с.

99. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути Текст.: ЦП-774. -М.: Транспорт, 1972. 224 с.

100. Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытания на прочность и ходовые качества Текст.: РД 24.050.37.95. М.: Б. и., 1995. -102 с.

101. Нормы допускаемых скоростей движения подвижного состава по железнодорожным путям колеи 1520 (1524) мм федерального железнодорожного транспорта Текст.: Приказ МПС № 41 от 12.11.01 — М.: Транспорт, 2001. 127 с.

102. Железнодорожный путь Текст. / Т.Г. Яковлева, С.И. Карпущенко, H.H. Клинов, H.H. Путря, М.П. Смирнов. — М.: Транспорт, 1999. 405 с.

103. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации Текст.: ЦРБ 756. - М.: Техинформ, 2000 - 192 с.

104. Расчетные неровности железнодорожного пути для использования при исследованиях и проектировании пассажирских и грузовых вагонов Текст.: РД 32.68-96 М.: ВНИИЖТ, 1996. - 17 с.

105. Давыдов, А. Н., Смольянинов, А. В. Совершенствование расчетной методики оценки и достоверности результатов движения грузового вагона Текст. / А.Н. Давыдов, A.B. Смольянинов // Транспорт Урала. Екатеринбург, 2009. - № 3 (22) - С. 60-62.

106. Давыдов, А. Н. Влияние параметров боковых опор кузова на ходовые качества грузовых вагонов Текст. / А.Н. Давыдов // Транспорт Урала. Екатеринбург, 2010. - №2 (25). - С. 27-29.

107. Бидерман, В Л. Теория механических колебаний Текст. / B.JI. Бидерман. — М.: Высшая школа, 1980. — 408 с.

108. Давыдов, А.Н. Методика расчета критической скорости рельсового экипажа по результатам численных экспериментов на имитационных моделях Текст. / А.Н. Давыдов // В мире научных открытий. Красноярск, 2010.5 (11).-С. 82-85.

109. Макс, Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях Текст.: в 2 т. Т.1 / Ж. Макс ; под ред. Н.Г. Волкова. М.: Мир, 1983.-312 с.

110. Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов Текст. / А. Б. Сергиенко СПб.: Питер, 2002. - 608 с.

111. Гридюшко, В. И. Вагонное хозяйство Текст.: учеб. пособие для вузов ж.-д. трансп. / В. И. Гридюшко, В. П. Бугаев, Н. 3. Криворучко ; под ред. В. И. Гридюшко, Ю. С. Подшивалова. — М. : Транспорт, 1988. 294 с.

112. Годовой отчет ОАО «Российские железные дороги» 2008 Электронный ресурс. / ОАО «РЖД» — Электрон, дан. (1 файл). М, 2009. -Режим доступа: http://ir.rzd.ru/isvp/public

113. Стратегические направления научно-технического развития ОАО «Российские железные дороги» на период до 2015 г.(«Белая книга» ОАО «РЖД») Электронный ресурс. / ОАО «РЖД» Электрон, дан. (1 файл). - М, 2007. — Режим доступа: http://doc.rzd.ru/isvp/

114. Прайс-лист ООО «СФАТ-РЯЗАНЬ» Электронный ресурс. / ООО «СФАТ-РЯЗАНЬ» Электрон, дан. - Рязань, 2009. - Режим доступа: http://www.sfat.ryazan.ru/prices.htm

115. Прейскурант 10-01: Тарифы на перевозки грузов и услуги инфраструктуры, выполняемые российскими железными дорогами: Тарифное руководство № 1(4.1, 2). — М.: Юртранс, 2003. — 663 с.

116. Открытое акционерное общество «Первая грузовая компания» Годовой отчет 2009 Электронный ресурс. / ОАО «ПГК» — Электрон, дан. (1 файл). — М, 2009. Режим доступа: http://www.pgkweb.ru

117. Сг=1е5Ни -Ш-Сг=2.5е5Нм -®-Сг=5е5Ны -*-Сг=~5е5Нм -•-Сг=1е6Нма первая колесная пара, б - третья колесная пара Рисунок А.2 - Зависимость от скорости максимальных углов набеганияколеса на рельс (порожний режим)i4000035000I2 « 35000н ^