Научная статья на тему 'Оценка влияния параметров силовых характеристик поглощающих аппаратов на силы между вагонами поезда'

Оценка влияния параметров силовых характеристик поглощающих аппаратов на силы между вагонами поезда Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
130
31
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МОДЕЛЬ ПОЕЗДА / ПОГЛОЩАЮЩИЙ АППАРАТ / СИЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА / ПРОДОЛЬНАЯ СИЛА / МАНЕВРОВОЕ СОУДАРЕНИЕ ВАГОНОВ / ОДНОРОДНЫЙ СОСТАВ / TRAIN MODEL / DAMPING APPARATUS / FORCE CHARACTERISTIC / LONGITUDINAL FORCE / SHUNTING COLLISION OF CARS / UNIFORM COMPOSITION

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Сахаров Павел Анатольевич

Рассмотрено влияние силовых характеристик поглощающих аппаратов на величину максимальных продольных сил, возникающих между вагонами. С помощью компьютерной программы MSC.ADAMS выполнено имитационное моделирование маневрового соударения вагонов и переходных процессов в движущемся поезде. Определены зависимости максимальных сил столкновения вагонов при различных скоростях движения от формы силовых характеристик упругих элементов. Произведена оценка работы различных амортизаторов при трогании поезда с мести, электрическом торможении и движении через переломы продольного профиля пути. Показано, что амортизаторы с быстро нарастающей линией нагрузки приводят к возникновению и распространению вдоль поезда больших сил ударного характера, а при пологой характеристике к их снижению за счет увеличения амплитуды упругих колебаний, распространяемых вдоль поезда. Для снижения продольных сил в поезде предложено использовать высокоэнергоемкие поглощающие аппараты, скорость нарастания силы в которых существенно зависит от скорости сжатия амортизатора.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Сахаров Павел Анатольевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ESTIMATION OF THE INFLUENCE OF DAMPING DEVICES FORCE CHARACTERISTICS ON THE FORCES BETWEEN TRAIN CARS

The paper considers the influence of the force characteristics of the damping apparatus on the value of the maximal longitudinal forces arising between the cars. Using the computer program MSC.ADAMS, we performed the simulation of shunting collisions of cars and train transient movement modes. The dependences of the maximal forces at cars' collision at various velocities on the shape of the elastic elements' force characteristics are determined. The operation of various shock dampers for the case of the train starting off electric braking and movement through the parts of the longitudinal track profile was estimated. It is shown that shock dampers with a rapidly growing line of load lead to the emergence and propagation of large shock forces along the train, while a slow growth of the force leads to their reduction due to the amplitude increase in elastic vibrations propagated along the train length . We propose to use high-energy-damping devices to reduce the longitudinal forces in the train, which are characterized by the force slew rate substantially depending on the compression velocity of the shock damper.

Текст научной работы на тему «Оценка влияния параметров силовых характеристик поглощающих аппаратов на силы между вагонами поезда»

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Хусаинов, Е. К. Методика определения уставок защиты контактной сети постоянного тока в вынужденном режиме с использованием короткозамыкателя КЗКС-3,3 [Текст] / Е. К. Хусаинов, Ю. В. Кондратьев // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2019. - № 3 (39). - С. 68 - 78.

Khusainov Ye. K., Kondratiev Yu. V. Contact network protection settings methodology DC in formed mode using short-cutter KZKS-3,3. Journal of transsib railway studies, 2019, vol. 3, no. 39, pp. 68 - 78 (In Russian).

УДК 629.4.016.12:004.94

П. А. Сахаров

Белорусский государственный университет транспорта (БелГУТ), г. Гомель, Беларусь

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОГЛОЩАЮЩИХ АППАРАТОВ НА СИЛЫ МЕЖДУ ВАГОНАМИ ПОЕЗДА

Аннотация. Рассмотрено влияние силовых характеристик поглощающих аппаратов на величину максимальных продольных сил, возникающих между вагонами. С помощью компьютерной программы MSC.ADAMS выполнено имитационное моделирование маневрового соударения вагонов и переходных процессов в движущемся поезде. Определены зависимости максимальных сил столкновения вагонов при различных скоростях движения от формы силовых характеристик упругих элементов. Произведена оценка работы различных амортизаторов при трогании поезда с мести, электрическом торможении и движении через переломы продольного профиля пути. Показано, что амортизаторы с быстро нарастающей линией нагрузки приводят к возникновению и распространению вдоль поезда больших сил ударного характера, а при пологой характеристике - к их снижению за счет увеличения амплитуды упругих колебаний, распространяемых вдоль поезда. Для снижения продольных сил в поезде предложено использовать высокоэнергоемкие поглощающие аппараты, скорость нарастания силы в которых существенно зависит от скорости сжатия амортизатора.

Ключевые слова: модель поезда, поглощающий аппарат, силовая характеристика, продольная сила, маневровое соударение вагонов, однородный состав.

Pavel A. Sakharov

Belarusian State University of Transport (BelSUT), Gomel, Belarus

ESTIMATION OF THE INFLUENCE OF DAMPING DEVICES FORCE CHARACTERISTICS ON THE FORCES BETWEEN TRAIN CARS

Abstract. The paper considers the influence of the force characteristics of the damping apparatus on the value of the maximal longitudinal forces arising between the cars. Using the computer program MSC.ADAMS, we performed the simulation of shunting collisions of cars and train transient movement modes. The dependences of the maximal forces at cars' collision at various velocities on the shape of the elastic elements' force characteristics are determined. The operation of various shock dampers for the case of the train starting off electric braking and movement through the parts of the longitudinal track profile was estimated. It is shown that shock dampers with a rapidly growing line of load lead to the emergence and propagation of large shock forces along the train, while a slow growth of the force leads to their reduction due to the amplitude increase in elastic vibrations propagated along the train length . We propose to use high-energy-damping devices to reduce the longitudinal forces in the train, which are characterized by the force slew rate substantially depending on the compression velocity of the shock damper.

Keywords: train model, damping apparatus, force characteristic, longitudinal force, shunting collision of cars, uniform composition.

Движение поездов связано с возникновением больших динамических сил между вагонами. Наибольших значений продольные силы достигают при переходных процессах в период трогания, торможения или движения по сложному профилю пути; они оказывают существенное влияние на устойчивость движения вагонов. Особенно актуален этот вопрос для тяжеловесного движения, тенденция к развитию которого прослеживается во всем мире [1].

Большие масса и длина поезда способствуют появлению больших значений продольных сил, которые могут при неблагоприятных обстоятельствах привести к сходу подвижного состава с рельсов. Снижению больших значений продольных сил содействует как грамотное обоснованное управление движением поезда, так и характеристики вагонов, в частности, параметры их поглощающих аппаратов. Проводится обширная работа по совершенствованию последних, много научных статей посвящено исследованию конструктивных особенностей и характеристик амортизаторов удара, их влияния на движение поезда.

В диссертационной работе [2] автором рассмотрены новые конструкции фрикционных поглощающих аппаратов, энергоемкость которых повышается за счет дополнительных поверхностей трения, а стабильность работы и улучшение эксплуатационных показателей - за счет использования во фрикционной части упругой распорной системы вместо клиновой. На основе имитационного моделирования продольной нагруженности вагонов сделан вывод о том, что использование модернизированных поглощающих аппаратов приводит к снижению продольных нагрузок по сравнению с серийными амортизаторами до 30 %, их работа более эффективна при маневровых соударениях и переходных режимах движения, а вероятность параметрического отказа ниже на 60 %.

Перспективы совершенствования поглощающих аппаратов железнодорожных вагонов рассмотрены в работе [3]. Отмечается возможность повышения их надежности за счет получения рабочей характеристики аппарата с высокой степенью заполнения. Перспективным в этом направлении указывается применение упругих элементов из высокопрочных полиуре-тановых эластомеров. Модернизация таких поглощающих аппаратов рассмотрена в статье [4]. Представлены результаты статических стендовых и копровых испытаний, а также испытаний по соударению вагонов. Сделан вывод о возможности повышения энергоемкости амортизатора путем увеличения хода аппарата до 120 мм и силы начальной затяжки до 70 -200 кН. Утверждается, что данные изменения возможны без существенного изменения конструкции.

Моделирование работы поглощающих аппаратов представлено в работах [5, 6]. В работе [5] рассмотрено моделирование гидрогазовых поглощающих аппаратов с учетом влияния температурных и других физических явлений. Отмечается достаточно большая энергоемкость таких аппаратов и значительный коэффициент рассеивания энергии. Предлагается использовать математическую модель аппарата и алгоритм программной реализации при моделировании пространственных колебаний рельсовых экипажей. Сравнительная характеристика турбулентной и ламинарной модели эластомерного амортизатора удара, представленная в работе [6], позволила сделать вывод о меньшем расхождении расчетных данных последней с экспериментальными значениями, на основании чего авторы рекомендуют использовать ламинарную модель для поглощающих аппаратов такого типа.

Оценить зависимость характеристик аппаратов с полимерными элементами от температуры окружающей среды позволяет модель, предложенная в источнике [7]. Путем экспериментальных исследований авторы определили начальную затяжку аппарата при различных температурах и установили влияние температурного фактора на эффективность работы полимерных элементов. Значительное увеличение энергоемкости полимерных поглощающих аппаратов различных конструктивных исполнений в сравнении с фрикционными амортизаторами отмечается в работе [8]. Показано, что соударение вагонов со скоростью 12 км/ч приводит к росту продольных сил не более 2500 кН.

Оценка влияния эксплуатационных факторов на эффективность работы поглощающих аппаратов автосцепки рассмотрена в работах [9, 10]. В диссертационной работе [9] разработана математическая модель фрикционно-полимерного аппарата, учитывающая влияние температуры окружающей среды, скорости соударения, релаксации полимеров и фактора износа. Сделан вывод о том, что наибольшее влияние на показатели работы амортизатора удара оказывает низкая температура, при которой силы между вагонами могут повышаться до 30 %. Статистическое распределение продольных сил сжатия, действующих на грузовой

вагон с учетом эксплуатационных факторов, представлено в работе [10] и позволяет более точно оценить эффективность работы поглощающих аппаратов.

Сравнительная оценка работы различных амортизаторов представлена в источнике [11]. Анализ результатов моделирования показал, что максимальные продольные силы в поезде, возникающие в период трогания и торможения, снижаются на 15 - 20 % при использовании фрикционно-полимерных поглощающих аппаратов по сравнению с пружинно-фрикционными, а аналогичные значения для гидрополимерных амортизаторов ниже на 30 - 40 %.

Целью настоящей статьи является определение наиболее оптимальных с точки зрения минимизации продольных сил в поезде характеристик поглощающих аппаратов. Для достижения поставленной цели построены математическая и компьютерная модели движения поезда, описание которых приведено в источнике [12]. Схема действия сил на локомотив и вагоны представлена на рисунке 1. На схеме использованы следующие обозначения: п - количество вагонов в составе поезда; т1, т- масса локомотива и ^го вагона соответственно (к = 1, 2, ..., п); g -ускорение свободного падения; V - скорость движения локомотива; ^ - силы, действующие со стороны межвагонных соединений; а1, ^ - уклон пути, по которому движется локомотив и ^й вагон; ^ - силы сопротивления движению ^го вагона; N1, N - нормальные реакции рельсов на локомотив и ^й вагон; R - сила сопротивления движению локомотива (включая тормозную силу при использовании режима электрического торможения); F - сила тяги локомотива.

Рисунок 1 - Схема действия сил на локомотив и вагоны поезда

Для учета влияния зазоров в автосцепных устройствах сила взаимодействия между ваго-

нами определяется в соответствии с выражением

У „ п.. Л

Т =

С,

я

+ Т

Ш я

е

h

5

и

5

5

h + Г 2

, если яя > 0;

0, я е

5 5

2; 2

(1)

С

я

я е

55

- h —;— 22

и

55

-; h + -

2

2

, если дд < 0,

где Сн, Ср - коэффициент жесткости аппарата при нагрузке и разгрузке соответственно;

я, я - сжатие и скорость сжатия аппарата;

пн, пр - показатель степени при нагрузке и разгрузке;

h - максимальный ход поглощающих аппаратов межвагонного соединения;

5 - суммарный зазор в межвагонном соединении;

Тон, Т0р - сила начальной затяжки поглощающего аппарата при нагрузке и разгрузке.

При сжатии поглощающего аппарата сила увеличивается по линии нагрузки, характеристики которой в соответствии с формулой (1) зависят от показателя степени пн. В представленной работе рассмотрено влияние данного показателя на продольные силы, возникающие между вагонами. Максимальный ход поглощающих аппаратов принят 90 мм (180 мм для

2

п

р

двух аппаратов межвагонного соединения). Коэффициенты жесткости Сн подобраны таким образом, чтобы сила закрытия всех аппаратов была одинаковой, равной 2800 кН. На рисунке 2 показаны некоторые линии нагрузки поглощающих аппаратов при Т0н = 0.

Значения максимальной энергоемкости амортизаторов удара в зависимости от пн и Т0н представлены в таблице.

3000 кН -" 2000 J 500 -1000 -т 500 "

о -I

0 20 40 60 80 100 1 20 140 мм 180

q -►

Рисунок 2 - Линии нагрузки поглощающих аппаратов при показателе степени: 1 - 0,1; 2 - 0,5; 3 - 1,0; 4 - 2,0; 5 - 3,5

Максимальная энергоемкость поглощающих аппаратов межвагонного соединения, кДж

Сила начальной затяжки поглощающих аппаратов, кН Показатель степени пн

0,1 0,3 0,5 0,75 1 1,5 2 2,75 3,5

0 462 389 341 292 254 203 169 135 114

200 463 400 352 306 272 225 193 162 141

400 468 407 362 322 291 248 218 188 169

Проведено моделирование столкновения двух вагонов массой 100 т, оборудованных поглощающими аппаратами, характеристики которых представлены в таблице. Рассматривалось соударение неподвижного вагона и движущегося по прямому горизонтальному участку пути с начальными скоростями 0,5, 1, 2, 3 м/с. Для скоростей 1 и 2 м/с на рисунке 3 показаны графики изменения силы в поглощающих аппаратах с Т0н = 0. При скорости 1 м/с минимальные силы возникли в поглощающих аппаратах с показателем степени более единицы, а при скорости 2 м/с - в аппаратах с пя от 0,5 до 2.

2500 кН 2000

1500

1000

Т 500

0

0 0,05 0,10 м 0,15 0 0,05 0,10 0,15 м 0,20 q -► q--

а б

Рисунок 3 - Изменение сил сжатия амортизаторов вагонов, соударяющихся с начальными скоростями 1 м/с (а) и 2 м/с (б), при показателе степени пн: 1 - 0,1; 2 - 0,3; 3 - 0,5; 4 - 0,75; 5 - 1,0; 6 - 1,5; 7 - 2,0; 8 - 2,75; 9 - 3,5

Зависимости максимальных продольных сил в автосцепках соударяющихся вагонов от показателя степени пн их амортизаторов представлены на рисунке 4. Анализ представленных зависимостей показал следующее:

при скоростях соударения менее 1 м/с (соответствует воспринимаемой энергии 25 кДж) наименьшие силы возникают в аппаратах с пн более 1;

при столкновении вагонов со скоростью 2 м/с (100 кДж) графики изменения максимальных сил зависят от величины начальной затяжки Т0н, существенно увеличивающей энергоемкость аппаратов с высоким пн. Для Т0н = 0 силы минимальны при показателе степени от 0,5 до 1,5, для Т0н = 200 кН - от 0,5 до 2,75, а для Т)н = 400 кН - при Пн более 1;

скорость столкновения вагонов 3 м/с (225 кДж) приводит к сжатию поглощающих аппаратов на величину конструкционного хода при показателе степени более 1,25; 1,5; 2 соответственно для аппаратов с начальной затяжкой 0, 200, 400 кН. Минимальные силы возникают в аппаратах с пя = 0,5.

а б в

Рисунок 4 - Максимальные силы между вагонами, оборудованными поглощающими аппаратами с силой начальной затяжки 0 (а), 200 кН (б), 400 кН (в), при скорости столкновения вагонов: 1 - 0,5 м/с; 2 - 1 м/с; 3 - 2 м/с; 4 - 3 м/с

На основании анализа результатов моделирования можно сделать вывод о том, что оптимальность формы нагрузочной характеристики с точки зрения минимизации продольных сил между вагонами зависит от величины воспринимаемой поглощающим аппаратом энергии. Если вводимая энергия невелика, то наименьшая продольная сила возникнет в аппаратах с высоким показателем степени пн (при вогнутом вверх графике линии нагрузки). По мере увеличения воспринимаемой энергии оптимальное значение показателя степени постепенно снижается, принимая значение 0,5 (выпуклый вверх график линии нагрузки) при энергии соударения вагонов 225 кДж. Данные выводы сделаны на основании анализа работы поглощающих аппаратов с максимальным ходом 90 мм и требуют уточнения для амортизаторов с другим максимальным ходом.

Соударение движущихся вагонов с неподвижными происходит во время их роспуска с горок. Максимальная скорость соударения регламентируется стандартом [13] и не должна превышать 5 км/ч (1,4 м/с). Однако фактически этот показатель значительно выше [14] и в отдельных случаях скорость может достигать 10 - 16 км/ч. Для обеспечения сохранности грузов и подвижного состава при маневровых операциях целесообразно на вагоны устанавливать поглощающие аппараты с высокой энергоемкостью, показатель степени пн которых близок к 0,5.

Для оценки работы поглощающих аппаратов с рассматриваемыми силовыми характеристиками в процессе движения поезда проведено имитационное моделирование. Исследована модель поезда массой 9000 т (100 вагонов по 90 т) при движении через переломы профиля пути в режиме выбега, при трогании его с места и торможении локомотивом на прямом горизонтальном участке пути, а также при движении через перелом 10 %о в режиме электродинамического торможения. Большое влияние на продольную нагруженность состава при этом оказывают зазоры в межвагонных соединениях. Увеличение зазоров до 40 - 80 мм приводит к возникновению сил ударного характера, превышающих управляющее воздействие (силу тяги или торможения) на величину до 50 % и более [15]. На основании представленных в работе [16] результатов исследований можно судить о наличии в автосцепках вагонов зазоров от 45 до 65 мм. Для сопоставления эффективности работы исследуемых поглощающих аппа-

ратов (с Г0н = 200 кН) в наиболее сложных эксплуатационных условиях рассмотрена модель поезда с зазорами между вагонами 65 мм. Данные зазоры характерны для вагонов, находящихся в длительной эксплуатации.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Трогание с места состава рассмотрено для случая резкого увеличения силы тяги от нуля до 500 кН. Рассчитаны значения продольных сил в поезде при переходном процессе длительностью 50 с. Изменение максимальных сил растяжения в составе от момента начала действия внешней силы представлено на рисунке 5. Для каждого типа поглощающего аппарата время начала действия силы тяги смещено относительно предыдущего на 30 с, что обеспечило наглядность графического отображения результатов.

О

-250 Тты -500 -750 -1000 -1250 -1500

•• -1750 кН -2250

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 С 300

t -►

Рисунок 5 - Изменение максимальных сил растяжения в поезде при резком трогании с места и показателей степени амортизаторов пн: 1 - 0,1; 2 - 0,3; 3 - 0,5; 4 - 0,75; 5 - 1,0; 6 - 1,5; 7 - 2,0; 8 - 2,75; 9 - 3,5

На основании представленных на рисунке 5 графиков можно сделать вывод о том, что минимальные продольные силы возникли в поезде, оборудованном амортизаторами удара с показателем степени 1,5. При уменьшении (или увеличении) показателя степени относительно значения 1,5 происходит рост продольных сил ударного характера, соответствующий этому отклонению.

Моделирование движения поезда в режиме электрического торможения локомотивом с начальной скорости 80 км/ч и тормозной силой 500 кН дало схожие с предыдущими расчетами результаты с той лишь разницей, что в поезде при этом возникли сжимающие продольные усилия, а не растягивающие. Объясняется это тем, что при моделировании трогания и торможения зазоры в автосцепках в момент начала действия внешней силы принимались выбранными наполовину и их влияние на результаты расчетов в обоих случаях было одинаковым.

Согласно исследованиям, результаты которых приведены в статье [17], плавное изменение тормозной силы способствует снижению продольной нагруженности в поезде, особенно при движении через переломы продольного профиля пути. Для более полной оценки работы исследуемых амортизаторов рассмотрено движение поезда через перелом профиля 10 %о в режиме электрического торможения при плавном увеличении тормозной силы от 0 до 500 кН в течение 10 с. Результаты расчетов представлены в виде графиков изменения максимальных сжимающих сил на рисунке 6. Как и в предыдущих вычислительных экспериментах, наилучшим образом проявили себя поглощающие аппараты с показателями степени от 1 до 2.

Рассмотрено влияние переломов профиля пути на силы между вагонами движущегося в режиме выбега поезда при различных поглощающих аппаратах. Моделирование движения с площадки на подъем 10 %о и далее на площадку (при радиусе сопряжения элементов в вертикальной плоскости 15 км) показало, что наименее склонны к возникновению и росту продольных ударных сил в данных условиях амортизаторы удара с наибольшим показателем степени. Так, максимальные силы сжатия при пн = 3,5 составили 239 кН, а растяжения -

1 Jr- пЦ гЧ-сГ ■ 1— i id-НШГ

Ly jil k t А \ А \ s щ \ 1 V \ 0

г VL \ J V2_ \ /

Р1

316 кН. Соответствующие показатели для пн = 1,0 выросли до 462 и 594 кН, а при пн = 0,1 достигли значений 1817 и 1934 кН.

Рисунок 6 - Изменение максимальных сжимающих сил в поезде при плавном торможении на переломе профиля пути 10 %о и показателе степени амортизаторов пн: 1 - 0,1; 2 - 0,3; 3 - 0,5; 4 - 0,75; 5 - 1,0;

6 - 1,5; 7 - 2,0; 8 - 2,75; 9 - 3,5

Зависимости максимальных продольных сил от показателя степени амортизаторов для рассмотренных режимов движения представлены на рисунках 7 и 8. Анализ результатов моделирования неустановившегося движения поезда показал, что в большинстве случаев наименьшие продольные силы ударного характера возникают в вагонах, оборудованных амортизаторами с вогнутыми вверх линиями силовых нагрузочных характеристик, т. е. при пн более 1,5. При высоких показателях степени амортизаторы преобразуют энергию внешних воздействий в продольные упругие колебания в большей степени, чем поглощающие аппараты с пн < 1, что приводит к большим сжатиям и растяжениям поезда по длине при переходных процессах движения и способствует снижению ударных сил. В то же время составы, оборудованные амортизаторами с пн < 1, склонны к возникновению нарастающих от головы к хвосту поезда ударных сил и оттяжке хвостовой части вагонов.

Рисунок 7 - Зависимость максимальных сил сжатия в поезде от показателя степени пн амортизаторов при резком трогании с места (1); движении через переломы профиля 10 % в режиме выбега (2); плавном торможении на переломе профиля 10 % (3); резком торможении на площадке (4)

о

г -500 -

пмж

-1000 --1500 -- кН --2500 -

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

%-*

Рисунок 8 - Зависимость максимальных сил растяжения в поезде от показателя степени пн амортизаторов при резком трогании с места (1); движении через переломы профиля 10 %о в режиме выбега (2); плавном торможении на переломе профиля 10 % (3); резком торможении на площадке (4)

Таким образом, результаты исследований показали, что при переходных процессах движущегося поезда и маневровых соударениях с невысокими скоростями (до 1 м/с) продольные силы между вагонами минимальны при амортизаторах с показателем степени пн > 1. Однако при высоких скоростях соударения, характерных для роспуска вагонов с горки, преимуществом обладают поглощающие аппараты с пн < 1, отличающиеся большей энергоемкостью. При ударах с энергией более 225 кДж в амортизаторах с показателем степени выше 1,5 - 2,3 (в зависимости от силы начальной затяжки поглощающего аппарата) возникают силы, превышающие предельно допустимое значение 3 МН. Ввиду сказанного выше можно рекомендовать к использованию высокоэнергоемкие поглощающие аппараты, угол наклона силовой характеристики которых зависит от скорости сжатия амортизатора, а показатель степени пн близок к единице. Не рекомендуются силовые характеристики очень большой, а также малой жесткости, так как при неустановившихся режимах движения первые способствуют росту продольных сил ударного характера, а вторые - распространению упругих продольных сил вдоль поезда и увеличению длительности их действия.

Список литературы

1. Захаров, С. М. Развитие тяжеловесного движения в мире [Текст] / С. М. Захаров, К. П. Шенфельд // Вестник науч.-исслед. ин-та ж.-д. трансп. / Науч.-исслед. ин-т ж.-д. трансп.

- М. - 2013. - № 4. - С. 9 - 18.

2. Васильев, А. С. Повышение эффективности фрикционных поглощающих аппаратов автосцепки за счет применения эластомерных распорных узлов [Текст]: Автореферат дис... канд. техн. наук: 05.22.07 / Васильев Алексей Сергеевич. - Брянск, 2013. - 19 с.

3. Перспективы совершенствования поглощающих аппаратов железнодорожных вагонов [Текст] / Г. В. Артюх, Е. И. Иванов и др. // Защита металлургических машин от поломок: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Приазовский гос. техн. ун-т. - Мариуполь, 2012. - Вып. 14. -С. 174 - 179.

4. О некоторых результатах испытаний поглощающего аппарата эластомерного типа разработки ДИИТа [Текст] / Е. П. Блохин, В. Н. Плахотник и др. // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского нац. ун-та ж.-д. трансп. им. академика В. Лазаряна / Днепропетровский нац. ун-т ж.-д. трансп. им. академика В. Лазаряна. - Днепропетровск. - 2005.

- № 8. - С. 23 - 25.

5. Манашкин, Л. А. Поглощающий аппарат с переменной массой рабочего тела [Текст] / Л. А. Манашкин, С. В. Мямлин // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского нац. ун-та ж.-д. трансп. им. академика В. Лазаряна / Днепропетровский нац. ун-т ж.-д. трансп. им. академика В. Лазаряна. - Днепропетровск. - 2005. - № 8. - С. 70 - 78.

6. Кеглин, Б. Г. Совершенствование математической модели эластомерного амортизатора удара [Текст] / Б. Г. Кеглин, М. Г. Войновский // Вестник Брянского гос. техн. ун-та / Брянский гос. техн. ун-т. - Брянск. - 2013. - № 1. - С. 27 - 35.

7. Болдырев, А. П. Разработка математической модели и расчет характеристик поглощающего аппарата автосцепки с полимерными элементами при различных температурах окружающей среды [Текст] / А. П. Болдырев, П. Д. Жиров // Вестник Брянского гос. техн. ун-та / Брянский гос. техн. ун-т. - Брянск. - 2010. - № 4. - С. 55 - 58.

8. Wu Q., Yang X., Cole C., Luo S. Modelling polymer draft gears, Vehicle System Dynamics, 2016, vol. 54, no. 9, pp. 1208 - 1225.

9. Жиров, П. Д. Оценка влияния эксплуатационных факторов на эффективность работы поглощающих аппаратов автосцепки [Текст]: Автореферат дис... канд. техн. наук: 05.22.07 / Жиров Павел Дмитриевич. - Брянск, 2012. - 19 с.

10. Жиров, П. Д. Расчет статистического распределения нагрузок, действующих на грузовой вагон, и оценка критериев эффективности с учетом эксплуатационных факторов [Текст] / П. Д. Жиров // Вестник Брянского гос. техн. ун-та / Брянский гос. техн. ун-т. -Брянск. - 2011. - № 3. - С. 38 - 42.

11. Халаев, А. А. Эффективность применения полимерных материалов в поглощающих аппаратах автосцепки [Текст] / А. А. Халаев, Э. А. Фатьков // Вестник науч.-исслед. ин-та ж.-д. трансп. / Науч.-исслед. ин-т ж.-д. трансп. - М., 2009. - № 2. - С. 39 - 42.

12. Shimanovsky A., Sakharau P. Investigation of the Longitudinal Track Profile Influence on the Forces Acting in the Train Inter-car Connections Using the MSC.ADAMS Software, CEUR Workshop Proceedings, 2019, vol. 2353, pp. 555 - 569.

13. ГОСТ 22235 - 2010. Вагоны грузовые магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Общие требования по обеспечению сохранности при производстве погрузочно-разгрузочных и маневровых работ [Текст]. - Введ. 2011.05.01. - М.: Стандартинформ, 2011. - 18 с.

14. Васильев, А. С. Экспериментальные исследования современных фрикционных амортизаторов удара подвижного состава железных дорог [Текст] / А. С. Васильев, А. П. Болдырев // Известия Самарского научного центра Российской академии наук / Самарский научный центр Российской академии наук. - Самара. - 2013. - Т. 15. - № 4-2. - С. 507 - 510.

15. Шимановский, А. О. Влияние зазоров в автосцепных устройствах на продольные силы в межвагонных соединениях однородного поезда [Текст] / А. О. Шимановский, П. А. Сахаров // Механика машин, механизмов и материалов / Объединенный ин-т машиностроения Национальной академии наук Беларуси. - Минск. - 2019. - № 2 (47). - С. 42 - 50.

16. Blochinas E., Dailydka S., Lingaitis L., Ursuliak L. Nestacionarieji ir kvazistatiniai gelezinkelio traukini^ judejimo rezimai, Vilnius, 2016, 168 p.

17. Сахаров, П. А. Исследование продольных сил в грузовых поездах при движении через переломы профиля пути в режиме электрического торможения [Текст] / П. А. Сахаров // Вестник Белорусского гос. ун-та транспорта: Наука и транспорт / Белорусский гос. ун-т транспорта. - Гомель. - 2019. - № 1 (38). - С. 59 - 62.

References

1. Zakharov S. M., Shenfel'd K. P. Global development of heavy-haul railway traffic [Razvitie tiazhelovesnogo dvizheniia v mire]. Vestnik nauchno-issledovatel'skogo instituta zheleznodorozh-nogo transporta - Vestnik of the Railway Research Institute, 2013, no. 4, pp. 9 - 18.

2. Vasil'ev A. S. Povyshenie effektivnosti friktsionnykh pogloshchaiushchikh apparatov avtostsepki za schet primeneniia elastomernykh raspornykh uzlov (Increase of efficiency of friction draft gear of auto coupling due to application of elastomeric spacers). Extended Abstract of Ph. D. Sc. Thesis, Bryansk, 2013, 19 p.

3. Artiukh G. V., Ivanov E. I., Sergienko Iu. V., Korchagina T. V., Lysenko V. V. Prospects of perfection of suctive vehicles of railway carriages [Perspektivy sovershenstvovaniia pogloshchaiushchikh apparatov zheleznodorozhnykh vagonov]. Zashchita metallurgicheskikh mashin ot

polomok: mezhvuzovskii tematicheskii sbornik nauchnykh trudov - Protection of metallurgical machines from breakdowns: interuniversity thematic collection of scientific works, 2012, Vol. 14, pp. 174 - 179.

4. Blokhin E. P., Plakhotnik V. N., Savchuk O. M., Zabolotnyi A. N., Bubnov V. M., Kabach-nyi V. P. Some Test Results of the Absorbing Apparatus Elastomeric Type Development of DIIT [O nekotorykh rezul'tatakh ispytanii pogloshchaiushchego apparata elastomernogo tipa razrabotki DIITa]. Nauka i progress transporta. Vestnik Dnepropetrovskogo natsional'nogo universiteta zheleznodorozhnogo transporta imeni akademika V. Lazariana - Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 2005, no. 8, pp. 23 - 25.

5. Manashkin L. A., Miamlin S. V. Absorbing Device with Variable Mass of the Working Fluid [Pogloshchaiushchii apparat s peremennoi massoi rabochego tela]. Nauka i progress transporta. Vestnik Dnepropetrovskogo natsional'nogo universiteta zheleznodorozhnogo transporta imeni akademika V. Lazariana - Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 2005, no. 8, pp. 70 - 78.

6. Keglin B. G., Voinovskii M. G. Mathematical model of perfection Elastomeric shock absorbers [Sovershenstvovanie matematicheskoi modeli elastomernogo amortizatora udara]. Vestnik Brianskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta - Bulletin of Bryansk state technical university, 2013, no. 1, pp. 27 - 35.

7. Boldyrev A. P., Zhirov P. D. Development of mathematical model and calculation of characteristics of spring buffer with polymeric components at different environmental temperatures [Raz-rabotka matematicheskoi modeli i raschet kharakteristik pogloshchaiushchego apparata avtostsepki s polimernymi elementami pri razlichnykh temperaturakh okruzhaiushchei sredy]. Vestnik Brianskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta - Bulletin of Bryansk state technical university, 2010, no. 4, pp. 55 - 58.

8. Wu Q., Yang X., Cole C., Luo S. Modelling polymer draft gears, Vehicle System Dynamics, 2016, vol. 54, no. 9, pp. 1208 - 1225.

9. Zhirov P. D. Otsenka vliianiia ekspluatatsionnykh faktorov na effektivnost' raboty poglosh-chaiushchikh apparatov avtostsepki (Assessment of the impact of operational factors on the efficiency of the absorbing devices of the automatic coupling). Extended Abstract of Ph. D. Sc. Thesis, Bryansk, 2012, 19 p.

10. Zhirov P. D. Calculation of statistical distribution of longitudinal loadings acting on a freight car, and an estimation of criteria of efficiency with the account and without operational factors [Raschet statisticheskogo raspredeleniia nagruzok, deistvuiushchikh na gruzovoi vagon, i otsenka kriteriev effektivnosti s uchetom ekspluatatsionnykh faktorov]. Vestnik Brianskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta - Bulletin of Bryansk state technical university, 2011, no. 3, pp. 38 - 42.

11. Khalaev, A. A., Fat'kov E. A. Efficiency of polymer materials application in auto-coupling absorbing devices [Effektivnost' primeneniia polimernykh materialov v pogloshchaiushchikh appa-ratakh avtostsepki]. Vestnik nauchno-issledovatel'skogo instituta zheleznodorozhnogo transporta -Vestnik of the Railway Research Institute, 2009, no. 2, pp. 39 - 42.

12. Shimanovsky A., Sakharau P. Investigation of the Longitudinal Track Profile Influence on the Forces Acting in the Train Inter-car Connections Using the MSC.ADAMS Software, CEUR Workshop Proceedings, 2019, vol. 2353, pp. 555 - 569.

13. Vagony gruzovye magistral'nykh zheleznykh dorog kolei 1520 mm. Obshchie trebovaniiapo obespecheniiu sokhrannosti pri proizvodstve pogruzochno-razgruzochnykh i manevrovykh rabot, GOST 22235-2010 (Freight cars for 1520 mm gauge main line railways. General requirements for safety in loading-unloading and shunting operations, State Standart 22235-2010). Moscow, Standartinform, 2011, 18 p.

14. Vasil'ev A. S., Boldyrev A. P. The Experimental Studies of Modern Frictional Blow Shock-Absorbers of the Railroads Rolling Stock [Eksperimental'nye issledovaniia sovremennykh frik-

tsionnykh amortizatorov udara podvizhnogo sostava zheleznykh dorog]. Izvestiia Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk - Academic Journal "Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences", 2013, Vol. 15, no. 4-2, pp. 507 - 510.

15. Shimanovsky A. O., Sakharov P. A. Effect of Gap Clearances in Automatic Coupling Devices on Longitudinal Forces in Intercar Connections of Homogeneous Train [Vliianie zazorov v avtostsepnykh ustroistvakh na prodol'nye sily v mezhvagonnykh soedineniiakh odnorodnogo poezda]. Mekhanika mashin, mekhanizmov i materialov - International Scientific and Technical Journal "Mechanics of Machines, Mechanisms and Materials", 2019, no. 2 (47), pp. 42 - 50.

16. Blochinas E., Dailydka S., Lingaitis L., Ursuliak L. Nestacionarieji ir kvazistatiniai gelezinkelio traukini^ judèjimo rezimai, Vilnius, 2016, 168 p.

17. Sakharov P. A. Investigation of the Longitudinal Forces on the Freight Trains Moving Through the Changes of the Longitudinal Track Profile in the Mode of Electric Braking [Issledo-vanie prodol'nykh sil v gruzovykh poezdakh pri dvizhenii cherez perelomy profilia puti v rezhime elektricheskogo tormozheniia]. Vestnik Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta transporta: Nauka i transport - Bulletin of the Belarusian State University of Transport: Science and Transport, 2019, no. 1 (38), pp. 59 - 62.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ

Сахаров Павел Анатольевич

Белорусский государственный университет транспорта (БелГУТ).

Кирова ул., д. 34, г. Гомель, 246653, Беларусь.

Аспирант кафедры «Техническая физика и теоретическая механика», БелГУТ.

Тел.: +375 (0232) 95-29-41.

E-mail: sahpa@mail.ru

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

Сахаров, П. А. Оценка влияния параметров силовых характеристик поглощающих аппаратов на силы между вагонами поезда [Текст] / П. А. Сахаров // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2019. - № 3 (39). - С. 78 - 88.

INFORMATION ABOUT AUTHOR

Sakharov Pavel Anatolyevich

Belarusian State University of Transport (BelSUT),

34, Kirova st., Gomel, 246653, Belarus.

PhD student of Technical Physics and Theoretical Mechanics Department, BelSUT.

Phone: +375 (0232) 95-29-41.

E-mail: sahpa@mail.ru

BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Sakharov P. A. Estimation of the Influence of Damping Devices Force Characteristics on the Forces Between Train Cars. Journal of Transsib Railway Studies, 2019, vol. 3, no. 39, pp. 78 - 88 (In Russian).

УДК 621.311

В. П. Ступицкий, И. А. Худоногов, В. А. Тихомиров, О. В. Лобанов

Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, Российская Федерация

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОЙ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

Аннотация. Эксплуатационная надежность хозяйства электрификации и электроснабжения и связанная с ней безопасность движения в основном определяются техническим состоянием контактной сети - элемента, который чрезвычайно сложно каким-либо образом резервировать. Состояние устройств контактной сети Восточно-Сибирской железной дороги косвенно характеризуется периодами электрификации участков. Оборудование контактной сети, введенное в эксплуатацию в 1960 - 1970 гг., выработало свой проектный ресурс, не в достаточной мере обладает требуемой нагрузочной способностью и снижает надежность работы электрифицированного участка.

В статье представлено, что целью повышения надежности работы электрооборудования в процессе эксплуатации устройств электроснабжения является прогнозирование состояния ее элементов, в частности,

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.