К ВОПРОСУ О МЕТОДИКАХ ОЦЕНКИ НЕКОТОРЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ ДВИЖЕНИИ

Одной из самых важных проблем, точное и окончательное решение которой до сих пор не было найдено, является проблема возникновения колебаний виляния вагонов при движении по прямому или кривому участку пути большого радиуса. Такое неустойчивое движения часто приводило к авариям и крушениям. Кроме того, поскольку такой вид движения является результатом конструктивного исполнения экипажей, оно всегда присутствует при движении поездов. Неизбежность возникновения эффекта виляния и его высокая опасность для безопасности движения делает проблему особенно актуальной.

Интенсивность виляния вагонов и локомотива зависит от той скорости, с которой движется поезд. Критическая скорость определяется так называемыми коэффициентами крипа. По своему физическому смыслу коэффициенты крипа равны производным функций сил трения в местах контакта колёс и рельсов от относительных скоростей скольжения [1, c 87]. Особое значение имеют величины этих коэффициентов, вычисленные при равенстве нулю продольных и поперечных скоростях:

http://meridian-journal.ru/uploads/2669-1.PNG

Т – продольная сила;

Н – поперечная сила;

Проблеме численного определения величин коэффициентов К1 и К2 посвящено множество работ. Широкое распространение получила следующая методика, разработанная ВНИИЖТ:

где S - площадь пятна контакта, зависящая от геометрии поверхностей катания колеса и вертикальной нагрузки, направленной от колеса на рельс (м2)

 

v - коэффициент Пуассона;

Е - модуль упругости стали (Па);

http://meridian-journal.ru/uploads/2669-3.PNG

 

Зная геометрические и физические параметры элементов конструкции подвижного состава, можно оценить величины исследуемых коэффициентов по вышеизложенной методике.

Если:

http://meridian-journal.ru/uploads/2669-4.PNG

То выполняя вычисления, согласно изложенной методике, можно получить следующие результаты:

http://meridian-journal.ru/uploads/2669-5.PNG

http://meridian-journal.ru/uploads/2669-6.PNG

Помимо вышеизложенной методики, широко известен другой метод оценки, предложенный Ф. Картером [2, 36]. При использовании этой методики представляется возможным определить максимальное значение коэффициента крипа, используя которое в дальнейшем можно получить и минимальное, воспользовавшись эмпирической формулой.

 

Как можно заметить, полученные значения отношений коэффициентов крипа весьма значительно различаются. Опыт испытаний свидетельствует о том, что первый метод оценки лучше согласуется с результатами экспериментов. При его использовании теоретические значения располагаются ближе к экспериментальным.

Однако точная математическая модель отыскания коэффициентов крипа ещё не была получена. Её разработка является актуальной задачей, решение которой в значительной мере повлияет на безопасность движения поездов и позволит по-новому взглянуть на привычные конструктивные элементы подвижного состава, на этот раз, принимая во внимание параметры динамических процессов, происходящих при высоких скоростях его движения.

Библиографический список

  1. Котуранов В.Н., Козлов М. П. Технологическая последовательность экспертных оценок рабочих качеств универсального грузового вагона (на примере цистерны модели 15-1443): Учебное пособие. / В.Н. Котуранов., М. П. Козлов; – М.: МИИТ, 2013. – 147 с.
  2. Беспалько, С. В. К вопросу о моделировании продольных колебаний цистерны, частично заполненной жидкостью. / С. В. Беспалько // Вестник ВНИИЖТ. - 1999. - №4. - с. 35 - 40.