CC BY
12
иркутский государственный университет путей сообщения
от -3,6х10-5до -14,0х10-5. Наибольшее значение деформаций сжатия зафиксировано в сечении ПК00+10«восгок»г наименьшее - в сечении ПК40 + 17«восток». Деформации растяжения 1,4 х10-5 выявлены в сечении ПК40+10 «запад», на южной стороне пути. Деформации бетона справа и слева от пути отличаются незначительно, в пределах точности измерений.
Переход от деформаций к напряжениям сочтен нецелесообразным, так как деформа-тивные характеристики (модуль упругости, коэффициент Пуассона) в условиях сложной пространственной работы и развитии повреждений в материале и конструкциях представляется определить весьма сложным.
Таким образом, анализ продольных деформаций в стенах и путевом бетоне показывает, что тоннель подвержен неравномерному пространственному деформированию. Можно предположить, что вдоль оси действуют продольные силы, создавая области большего сжатия в районе 0 и 40 пикетов восточного участка и области растяжения — в районе западного участка. Общая синхронность дефор-
мирования путевого бетон и стен обделки по длине тоннеля совпадает, но на отдельных участках имеет разный характер, что свидетельствует о возможном изгибе тоннеля в плане и разрыве их конструктивных связей.
Положение геометрии колеи систематически проверяется вагоном - путеизмерите-лем, геодезическими съемками ТОС. Тем не менее, мониторинг деформаций позволяет в прогностическом режиме отслеживать работу конструкций в диапазонах малых деформаций.
БИБЛИОГРАФИЯ
1.
Метод фотоупругости // Под ред. Хесина Г.Л. -Т 1.-М.:Стройиздат, 1975. - 460 с.
2. Сахаров В.И., Исайкин А.С., Моргунов А.Н., Старчевский А.В. Фотоупругие датчики деформаций при обследовании конструкций и сооружений //Экспериментальная механика (Хесинские чтения). — М.: Изд-во МГСУ, 2001. — С. 115 - 123.
ДамбаевЖ.Г., Новосельцев В.П., Новосельцев П.В. УДК 631.533.17
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТРОГАНИЯ С МЕСТА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО СОСТАВА
Целью работы является разработка способа экспериментального исследования движения железнодорожного состава и оценка на этой основе тягово-сцепных свойств локомотива.
В основу предлагаемого эксперимента положен метод непосредственного измерения перемещения состава относительно неподвижного объекта, в качестве которого может быть принята цифровая камера, закрепленная на неподвижной опоре. Камера фиксирует положение состава через равные промежутки времени (рис. 1).
Наиболее удобно пользоваться этим способом при изучении процесса трогания с мес-
та. В этом случае порядок выполнения эксперимента следующий:
1. укрепляем на локомотиве мерную линейку;
2. выбираем нужный интервал времени на цифровой камере;
3. устанавливаем цифровую камеру на неподвижное основание, так чтобы она находилась против начала шкалы;
4. включаем цифровую камеру с одновременным началом движения локомотива;
5. подключаем цифровую камеру к компьютеру и при его помощи считываем перемещение состава как функцию от времени;
6. заполняем таблицу 1.
Рис. 1. Снимки процесса трогания с места железнодорожного состава.
При определении скорости и ускорения имеем в виду, что скорость есть производная от закона перемещения т.е.
dS
V=—; (1)
dt
ускорение - производная от скорости
dV
а; (2) dt
сила инерции движущегося состава, массой m
рин = m а (3)
сила тяги равна сумме сил сопротивления и инерции
Р = Рин + Ps . (4)
Достоинство предлагаемого метода заключается в том, что он фиксирует абсолютное перемещение состава, позволяет определить его абсолютную скорость и ускорение. Результаты эксперимента могут быть представлены в виде таблицы 1.
Точность измерения параметров движения можно обеспечить соответствующим подбором временного интервала цифровой камеры. В эксперименте, который выполнялся автором, был принят временной интервал Лг=0,5 секунды. При изучении записи цифровой камеры на компьютере можно, достаточно отчетливо, выделить отрезок 8Б = 1 мм. Следовательно, абсолютная погрешность измерения перемещения равна 8Б = 1 мм. = 0,001 м.
Абсолютная погрешность измерения скорости составляет
ЛУ = — = 00011 = 0,002 м / с. (5)
Лг 05
Средняя скорость перемещения по результатам наших экспериментов равна Уср = 054 м / с.
Результаты эксперимента.
Табл. 1
Время, t Перемещение, S
Приращение перемещения
сек м
м
t1 = At
Si
AS1 = S1
t2 = 2-At S2
AS2 S2-S1
tn = n-At
Sn
ASn=Sn-Sn_1
Средняя скорость Vв г-том интервале времени
м/с
V -
AS1 At
V = AS2
At
v
At
Приращение скорости
Среднее ускорение а в г-том интервале времени
м/с
м/с2
AV1=Vj
AV
а =■
AV =V -V
ц v 2 v 2 v 1
At
а, =-
AV2 At
AV =V-V 1
n_n n-1
а„ =-
AVn
At
Сила инерции в г-том интервале времени
Н
F , = a,-m
ин1 1
F =a,-m
ин2 1
F =a -m
инп 1
Сила тяги
Н
F=F 1-W
t1_ин1_
F=F 2-W
t2 ин2
Ft =F -W
tn_инп_
иркутским государственный университет путей сообщения
Табл. 2
Данные эксперимента трогания с места железнодорожного состава массой 330 тонн.
Время 1 сек 0,25 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
Б м 0,015 0,061 0,142 0.269 0,453 0,697 0,995 1,342 1,753 2,226 2,76
АБ м 0,015 0,046 0,081 0.127 0,184 0,214 0,298 0,347 0,411 0,473 0,534
V м/с 0,03 0,091 0.161 0,253 0,367 0,489 0,596 0,695 0.821 0,946 1,068
АV м/с 0,03 0,061 0,07 0,092 0,114 0,122 0,107 0,099 0,126 0,125 0,122
а м/с2 0,06 0,122 0,14 0.184 0,227 0,245 0,213 0.197 0.252 0,249 0,245
F ин Н 19,8 40,3 46,2 60.72 74.9 80.85 70,3 65.0 83.16 82,17 80,85
Н 26,4 46,9 52,8 67,32 81,5 87,45 76,9 71.6 89.76 88,77 87,45
При этом определены:
• относительная погрешность измерения скорости
5У = — = 002 = 0,0037 = 0,37%. (6) ^Ср 0,54
• абсолютная погрешность измерения ускорения
л 5У 0,002 , 2 Аа =-= —-= 0,004 м/ с ; (7)
М 0,5
• среднее ускорение
аср = 0,2 м / с2;
• относительная погрешность измерения ускорения
0004
(8)
5а = Аа = 0004 = 0,02 = 2%%.
0,2
На горизонтальном участке пути авторами был выполнен ряд натурных экспериментов трогания с места железнодорожного состава массой 330 тонн, ведомого маневровым тепловозом ТГМ - 23. Результаты этого эксперимента представлены в таблице 2.
По результатам одного из экспериментов, выполненных в номинальном режиме работы тепловоза, построен график перемещения железнодорожного состава (рис. 2). Используя дифференциальные зависимости между перемещением, скоростью и ускорением [2] построим графики изменения скорости (рис.3) и ускорения (рис. 4), где средняя скорость на г-ом участке
Vе р , (9)
(АБг. - приращение перемещения состава на г -ом участке; А1— приращение времени); среднее ускорение на г - ом участке АV
ас р , (ю)
г Аг
(А Vi - приращение скорости на г - ом участке; А1 — приращение времени).
На рис. 4 в момент времени г = 2,5 с, ускорение движения уменьшается, так как происходит проскальзывание колесной пары тепловоза. Сила тяги в этот момент равна
Рис. 2. График перемещения железнодорожного Рис. 3. График изменения скорости железнодо-состава. рожного состава.
МЕХАНИКА. ТРАНСПОРТ. МАШИНОСТРОЕНИЕ
Рис. 4. График изменения ускорения железнодорожного состава.
Ft = та + W = 93000 Н, где ш= 3,3-105 кг. - масса состава;
а = 0,245 м/с2 - ускорение;
W= 11 800 Н - сила сопротивления движению. Можно определить также, что коэффициент сцепления
р
4, = —^ = 0,211, (11) шлЯ
где шлд = 440 кН - сцепной вес локомотива ТГМ-23.
Во время проскальзывания, которое длилось около одной секунды, сила сцепления между колесом и рельсом уменьшалась с 93 кН до 76,5 кН, а коэффициент сцепления уменьшился до 0,17. В дальнейшем сила сцепления восстановилась до уровня 95 кН.
Скорость проскальзывания можно определить, исходя из следующих соображений:
- при отсутствии проскальзывания ускорение в конце третьей секунды было бы равно а1 = 0,263 м/с2;
- фактически из-за проскальзывания оно оказалась равным а2 = 0,213 м/с2;
- скорость проскальзывания Уск = Ла-г;
- относительная скорость проскальзывания:
Уж _ 005 0,6
_ск
V
100% = 4%.
На рис. 5 показана тяговая характеристика, то есть зависимость касательной силы тяги локомотива от скорости движения состава на самом начальном этапе движения до скорости 0,4 м/с (1,44 км/час), который не охватывается паспортной тяговой характеристикой тепловоза ТГМ-23. Из рисунка 4 видно, что номинальная тяговая характеристика начинается со скорости 0,5 м/с, и при этой скорости обе тяговые характеристики - экспериментальная и паспортная номинальная совпадают. Это дает основание утверждать, что полученная экспериментальная тяговая характеристика близка к номинальной паспортной характеристике. В результате эксперимента получены следующие результаты:
- за первые пять секунд скорость движения достигает 1 м/с (3,6 км/ч);
- сила тяги, создаваемая тепловозом ТГМ -23 равна ¥к = 100 кН;
Рис. 5. Тяговая характеристика тепловоза ТГМ-23.
1 - экспериментальная тяговая характеристика при массе состава 330 тонн и силе сопротивления движения 11800 кН; 2 - паспортная тяговая характеристика при номинальном режиме работы тепловоза; 3 - паспортная тяговая характеристика при форсированном режиме работы тепловоза.
иркутский государственный университет путей сообщения
-мощность, развиваемая маневровым тепловозом:
N = РКУ= 100 кВт;
- коэффициент сцепления в условиях данного эксперимента: = 0,22.
Основные выводы.
1. Предлагаемый способ экспериментального исследования процесса трогания с места позволяет получить достоверную и надежную информацию по основным параметрам движения железнодорожного состава, в том числе:
- графики перемещения, изменения скорости и ускорения движения состава;
- силу тяги и ее зависимость от скорости;
- мощность, развиваемую локомотивом;
- коэффициент сцепления между ведущим колесом и рельсом;
- относительную скорость проскальзывания.
2. Этот способ можно рекомендовать для оценки эксплуатационных качеств локомоти-
вов в реальных условиях предприятии железнодорожного транспорта.
3. В настоящей работе предлагалось оценить возможности экспериментального исследования процесса движения железнодорожного состава в момент трогания с места.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Каталог 18-3-78 «Тепловозы СССР» Лист № 19. Москва. НИИИНФОРМ-ТЯЖМАШ 1978 г. - 360 с.
2. Кузьмич В.Д., Руднев B.C., Френкель С.Я. Теория локомотивной тяги: Учебник для вузов ж.-д. транспорта / Под ред. В.Д. Кузьмича. - М: Издательство «Маршрут», 2005.-448 с.
3. Правила тяговых расчетов для поездной работы. - М.:Транспорт, 1985.-287 с.
4. Новосельцев П. В. Разработка тягового транспортного средства для маневровых работ на малодеятельных станциях. Дисс. к.т.н. ОмГУПС. Омск. - 2006. - 196 с.
Печенкина В.В., Арбатская Н.А. УДК 658.011.56
АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ_
Данная работа посвящена моделированию и анализу основных показателей работы железных дорог с целью выбора контролируемых параметров при создании корпоративной системы менеджмента качеством (СМК) ОАО «РЖД». Создание СМК ОАО "РЖД" основывается на международном стандарте для системы управления процессом проверки качества ISO 9000, который объединяет пять стандартов.
1. ISO 9001 - Модель контроля качества в Проектировании, Разработке, Производстве, Монтаже и Обслуживании;
2. ISO 9002 - Модель контроля качества в области Производства, Монтажа и Обслуживания;
3. ISO 9003 - Модель для обеспечения качества при контроле и испытаниях готовой продукции;
4. ISO 9000-1 - Общие руководства по Выбору и Использованию;
5. ISO 9004-2 - Управление качеством и элементы Системы качества - Указания.
ISO 9000 особенно выделяет важность использования статистических методов в системе управления качеством. Основные принципы SPC (Статистический Контроль Процесса) просты для понимания и легко применимы. Из девяти базовых требований, предъявляемых к производственному процессу стандартом ISO 9000, можно выделить следующие:
1. Корректирующие и упреждающие действия, которые должны основываться на любых жалобах потребителей, ошибках в обслуживании, записях по качеству и т.д. Создание карт контроля качества позволяет выявить изменения основных (ключевых) показателей
