CC BY
36
Чтобы трибоэлементы при качении выдерживали сотни миллионов циклов взаимодействия, они должны быть выполнены с соблюдением класса точности или иметь возможность приработки. Очевидно, что колеса и рельсы не могут изготавливаться по высокому классу точности. Возможность же приработки быстро уменьшается по мере повышения твердости и снижения пластичности стали. Поэтому в сложившихся условиях критическая деформация на твердых сталях накапливается даже быстрее, чем на мягких.
Согласно рис.5 при твердости 331НВ резко увеличивается износ образца колеса. Не означает ли это, что существует граница допускаемого роста твердости? Подобные исследования и результаты были получены Сосновским Л.А. и Сенько В.И.: при эксплуатации рельсов Р50, если значение твердости приближалось к 350-400НВ, то на дорожке качения неизбежно появлялись трещины, а поверхностный слой материала сильно охрупчивался.
В данном случае снижение износа достигается при значениях твердости 311 НВ и 363НВ.
Однако необходимо отметить, что увеличение твердости цельнокатаного колеса грузового вагона увеличило его ресурс в два раза, о чем свидетельствуют испытания образцов, изготовленных из твердого и серийного колеса (рис.6).
. ?
i.' Л . 11 / r /
:::
------::: JSS
1 с
Рис.6. Испытания до разрушения серийного колеса и колеса повышенной твердости
На кривой изнашивания можно выделить три участка, соответствующие трем стадиям изнашивания: 1 -начальное изнашивание, наблюдаемое при приработке поверхностей деталей, 2 (прямолинейный участок)
- установившееся изнашивание, наблюдаемое при нормальной эксплуатации сопряжения, 3 - процесс резкого возрастания скорости изнашивания, соответствующий стадии катастрофического изнашивания.
В данной работе проанализированы дефекты цельнокатаных колес грузовых вагонов, возникающие в процессе эксплуатации. Установлено, что с применением колес повышенной твердости увеличилось количество выщербин и ползунов.
На основании результатов проведенных лабораторных исследований разработаны математические модели, с помощью которых можно прогнозировать величину износа и рассчитать возможный срок эксплуатации.
Установлено, что выбор оптимальной твердости поверхности катания колеса представляет собой сложную задачу, решение которой должно осуществляться системно с учетом различных параметров: от самопроизвольного роста твердости колеса в процессе контактного взаимодействия до технологии механической обработки.
На основании результатов проведенных лабораторных исследований разработаны математические модели, с помощью которых можно спрогнозировать величину износа и, как следствие, рассчитать возможный срок эксплуатации.
Библиографический список
1.Крагельский И.В. Трение и износ / И.В.Крагельский. -М.:Машиностроение,1968-480 с.
2.Сосновский Л.А. Проблема колесо- рельс с позиции три-бофатики / Л.А.Сосновский, В.И.Сенько // Железнодорожный транспорт. - 2007. - №1. - С. 38-44.
3. Триботехника антифрикционных, фрикционных и сцепных устройств. Методы и средства триботехнических испытаний. Справочник по триботехнике. Т.3. / под ред. М.Хебды, А.В. Чичинадзе.- М.: Машиностроение,1992.-730 с.
4. Шадура Л.А. Вагоны / Л.А.Шадура, И.И.Челноков, Л.Н.Никольский и др.; под ред. Л.А.Шадура. М.:Транспорт, 1980. - 439 с.
5. Нормы для расчета и проектирования новых и модернизированных вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм / ВНИИВ-ВНИИЖТ. - М., 1983 - 260 с.
6. Расчет вагонов на прочность / под ред. Л.А. Шадура. - М.: Машиностроение,1971. - 432 с.
7. Трение, износ и смазка / под ред. А.В. Чичинадзе.- М.: Машиностроение, 2003. - 575 с.
УДК 338:656:711
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ УЛИЧНО-ДОРОЖНЫХ СЕТЕЙ
М.Л.Петрович1
ЗАО «Петербургский НИПИград»
191023, г. Санкт-Петербург, ул. Зодчего Росси, 1/3
Статья посвящена принципам моделирования улично-дорожных сетей. Предложена классификация моделей развития улично-дорожных сетей. Ил. 1. Табл. 1.
Ключевые слова: улично-дорожные сети, моделирование, базисный план.
1 Петрович М.Л. - директор бюро территориальных информационных систем и градостроительного моделирования, тел.: 8812-710-48-38, e-mail: petrovich@nipigrad.spb.ru.
Petrovich M.L., a director of the bureau of territorial information systems and town-planning modeling, tel.: 8-812-710-48-38, e-mail:petrovich@nipigrad.spb.ru.
MODELLING OF DEVELOPMENT OF STREET NETWORKS M.L. Petrovich
Close Corporation "Peterburgsky Research and Design Institute of Town-planning Designing" 1/3, Zodchiy Rossi St., St.Petersburg, 191023
The article is devoted to the principles of street networks modeling. The classification of street networks development models is offered. 1 figure. 1 table
Key words: street networks, modeling, a basic plan.
Под развитием улично-дорожных сетей понимается новое строительство улиц, дорог, узловых элементов сетей, их реконструкция, а также введение ограничений на использование улиц, дорог и узлов. Задача развития улично-дорожных сетей возникает при освоении новых территорий под застройку, изменении функционального назначения территорий, решении задач разгрузки узких мест в транспортной сети, решении задач повышения безопасности движения. С помощью специализации улиц, например с помощью
Классы и категории моделей, применяющихся для
отвода транзитного движения на обходные дороги, решают задачи повышения качества среды жизнедеятельности. С помощью особого устройства въездных дорог во времена строительства городов-крепостей добивались надежной защиты от неприятельских войск. В настоящее время деятельность по устройству общественных площадей, торгово-пешеходных и музейных улиц имеет цель повышения статуса населенного пункта в системе расселения, строительство кольцевых дорог ведет к повышению уровня деловой
панирования развития улично-дорожных сетей
Класс моделей Категория моделей Существенные признаки Область применения в задачах развития улично-дорожных сетей
1. Вербальные 1.1. Нормативные Текст нормативных документов Регламентация действий по проектированию
1.2. Литературно-художественные Текст литературных произведений Постановка задачи развития, создание идеального образа города
2. Знаковые 2.1. Иероглифические Знаковый образ сети, «иероглиф» Представление символического существа улично-дорожной сети
2.2. Иконографические Знаковый образ улично-дорожной сети, вписанный в знаковый образ территории Представление схемы улично-дорожной сети на карте города, в проектном чертеже генерального плана
3. Инженерно-технические 3.1. Картографические многослойные Графическое послойное изображение элементов сети совместно с элементами картографической модели местности Исследование особенностей фактического состояния сети
3.2. Графоаналитические землеустроительные Основные элементы модели - границы земельных участков, границы зон действия сервитутов, зон резервирования Исследование вопросов собственности, стоимости земли,планирование развития отдельных элементов сети
3.3. Графоаналитические планировочно -градостроительные Основные элементы модели - планировочные оси и красные линии Градостроительное проектирование (разработка планировочных решений)
3.4. Графоаналитические объемно -градостроительные Пространство улиц, городской ландшафт, доминанты, пространственные коридоры и барьеры, представленные в формализованном виде Градостроительное проектирование (разработка объемно-пространственных решений)
3.5. Графоаналитические транспортные Элементы сети отображаются с помощью элементов графа (дуг и узлов) Проектирование транспортных сетей, схем организации движения
4. Экономико-математические 4.1. Математические Сеть представлена в виде таблиц узлов и связей с характеризующими их функциональными зависимостями Расчет нагрузки на элементы сети
4.2.Экономические Описание сети и отдельных элементов в экономических терминах Финансово-экономическое планирование развития сети
активности в городе, помогает включению городского транспортного узла в международные транспортные коридоры. Строительные и ограничительные мероприятия на улично-дорожной сети являются не только дорогостоящими, но и практически всегда затрагивают государственные и общественные интересы, связаны с изменением условий пользования недвижимостью, требуют согласований с владельцами объектов инженерной инфраструктуры, поэтому развитие улично-дорожных сетей требует тщательного планирования таких мероприятий.
фессиональной среде организаторов дорожного движения для выработки проектных решений используют математические модели формирования и распределения транспортных потоков в транспортной сети. Улично-дорожная сеть в этих моделях представляется с помощью графоаналитических моделей. С точки зрения финансиста модель развития улично-дорожной сети - это модель, в которой главное место занимают финансовые потоки. Многообразие моделей отражает многообразие участников градостроительной деятельности, специфику интересов и задач, свя-
Модель базисного плана - графоаналитической обобщающей модели -для решения задач развития улично-дорожной сети. Объекты модели:
R - регион расселения;
Т - территория квартала (внутреннего субрегиона);
РТ1 - характеристический центр квартала (внутреннего субрегиона);
РЕ* - характеристические центры внешних субрегионов;
й1 - неизменяемые участки дорог;
й2 - строящиеся или ликвидируемые участки дорог;
й3 - участки внешних дорог;
РЕ*- узлы связи внешних субрегионов с дорогами;
РТ* - узлы связи внутренних субрегионов с дорогами.
В ходе планирования развития улично-дорожных сетей применяют различные модели, которые помогают выработке и принятию необходимых решений в рамках поставленных задач. Всем известны образные модели «радиально-кольцевой» и «прямоугольной» схем развития улично-дорожных сетей. Государственные деятели представляют развитие улично-дорожной сети с помощью моделей общественных отношений. Урбанисты-планировщики будут рассматривать строительство новых улиц и дорог как инструмент развития территории городов, а применяемые им модели будут отражать связь улиц и окружающей застройки. В про-
занных с развитием улично-дорожных сетей. По мере развития городского социума, усложнения городского пространства количество и специфика моделей будет возрастать. Вместе с тем, процесс «дивергенции» моделей должен сопровождаться и процессом их «конвергенции», созданием (или развитием) некоторой обобщающей модели, которая позволяет объединить усилия различных действующих лиц, заинтересованных в развитии улично-дорожных сетей. Обобщающая модель должна интегрировать показатели, которые характеризуют развитие сети, должна быть понятна специалистам разных групп деятельности.
Нами предпринят поиск обобщающей модели развития улично-дорожной сети. Исходным шагом для поиска послужила систематизация известных моделей, применяемых для решения задач развития улич-но-дорожных сетей, по факторам, характеризующим особенности формы представления объекта моделирования, и специфике решаемых задач. В результате систематизации было выделено 4 класса и 11 категорий моделей (по 2 - 5 категории в каждом классе) -см. таблицу.
Исследование особенностей каждой категории моделей приводит к выводу о том, что в качестве основы для обобщающей модели целесообразно выбрать комплекс из планировочно-градостроительной и транспортной графоаналитических моделей - «базисный план транспортной сети и территории». «Базисный план» представляет собой схему, состоящую из «базисных линий» - осей улиц и дорог, и оконтуренных ими территорий «базисных кварталов».
Модель комплексного представления транспортной сети и территории была впервые предложена в 1980-х годах, использована для построения земельно-кадастрового членения городских земель в 1990-х годах. В настоящее время применяется для решения ряда транспортно-градостроительных и информационных задач [Мягков, Пальчиков, Федоров, 1989]. Сравнение графоаналитической модели с другими видами моделей свидетельствует о ее адекватности условиям поставленной задачи. Находящаяся перед ней в иерархии моделей иконическая модель не содержит аналитической информации, а находящаяся после нее математическая модель не содержит знаковой информации.
На рисунке приведена формальная модель базисного плана с указанием основных ее объектов. Модель представлена в расширенной по сравнению с ранее использовавшейся версии. Кроме улично-дорожной сети и кварталов («внутренних субрегионов»), в нее включены территории города («региона расселения»), характеристические центры квартала и внешних субрегионов, узлы связей внешних и внутренних субрегионов.
Базисные линии и базисные кварталы снабжены набором атрибутивной информации, характеризующей современное и планируемое состояние улиц, дорог и городской территории. В состав атрибутов современного состояния обычно включаются: названия объектов, тип современного использования территории, численность населения и рабочих мест, ширина в линиях застройки (красных линиях), тип поперечного профиля, характеристики транспортных потоков, характеристики застройки. Атрибуты проектного состояния - тип действий по переходу к проектному состоянию (новое строительство, реконструкция, регулирование использования), планируемое функциональное использование территории, планируемая численность населения и рабочих мест, проектный класс магистрали, ширина в красных линиях, тип поперечного профиля и размеры его отдельных элементов, нагрузка от транспортных потоков. Новым атрибутом, который предложен в рамках данного исследования, является вероятность перехода объекта (улицы, дороги, территории) к проектному состоянию.
Объекты «базисного плана» так или иначе присутствуют в моделях других классов и категорий. Иероглифическая модель улично-дорожной сети является по сути выборкой наиболее значимых объектов базисного плана. С иконографическими моделями, используемыми при разработке генеральных планов городов, базисная модель связана через характеристики типа функционального назначения территории базисных кварталов и функционального назначения элементов улично-дорожной сети. С математическими моделями, используемыми для расчета потоков в транспортной сети, базисный план связан посредством «базисного графа» - математической модели улично-дорожной сети и системы «транспортных районов».
Библиографический список
1. Мягков В.Н. Математическое обеспечение градостроительного проектирования / В.Н.Мягков, Н.С.Пальчиков, В.П.Федоров ; под ред. Б.Л. Овсиевича. - М.: - Наука, 1989. - 145 с.
УДК 629.113.001
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТОРМОЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ С ABS НА ПОЛНООПОРНОМ ДИАГНОСТИЧЕСКОМ СТЕНДЕ С БЕГОВЫМИ БАРАБАНАМИ
Е.М.Портнягин1, А.И.Федотов2, А.В.Бойко3
Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрена математическая модель процесса торможения автомобиля с ABS на полноопорном тормозном стенде с беговыми барабанами. Математически описаны процессы перекатывания колес автомобиля по барабанам стенда и перераспределения массы автомобиля по осям при торможении.
1Портнягин Евгений Михайлович, аспирант, тел.: 405136, 89501206161, e-mail: siccda@mail.ru. Portnyagin Evgeniy Mihailovich, a postgraduate, tel.: 405136, 89501206161, e-mail: siccda@mail.ru.
2Федотов Александр Иванович, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой автомобильного транспoрта, тел.: email: fai@istu.edu.
Fedotov Alexander Ivanovich, a doctor of technical sciences, a professor, the head of the Chair of Automobile Transport. e-mail: fai@istu.edu.
3Бойко Александр Владимирович, кандидат технических наук, старший преподаватель, тел.: 360045, e-mail: veator@rambler.ru.
Boiko Alexander Vladimirovich, an associate professor, a senior lecturer, tel.: 360045, e-mail: veator@rambler.ru.
