основі аналізу конструкції екіпажної частини вагона дизель-поїзда ДПКр-2 виробництва Крюківського вагонобудівного заводу в роботі передбачається побудувати його механічну модель, яка буде використана при дослідженні динамічних властивостей екіпажу, з максимальним відображенням особливостей конструкції та способів навантаження. Методика. Пневматична ресора механічної моделі вагона дизельпоїзда ДПКр-2, як основний елемент центрального ресорного підвішування, моделюється за допомогою вузла Кельвіна-Фойгта. Даний вузол включає в себе паралельно розташовані пружний та в'язкий елементи. Гідравлічні гасники коливань, які використовуються як у центральному, так і в буксовому ресорному підвішуванні, моделювались як в'язкий елемент. При проведенні досліджень жорсткість пневматичної ресори, яка пов'язана зі зміною її ефективної площі при деформації, приймалась рівною нулю. Результати. У даній статті проведено аналіз конструкції екіпажної частини вагона дизель-поїзда ДПКр-2. Наведені механічні моделі його основних вузлів, а саме: у центральному ресорному підвішуванні-модель пневматичної ресори. Враховуючи особливості конструкції екіпажної частини вагона дизель-поїзда ДПКр-2, була розроблена його механічна модель, яка в подальшому використана при дослідженні динамічних властивостей екіпажів. Наукова новизна. Вперше для вагона дизель-поїзда ДПКр-2 розроблена механічна модель із урахуванням особливостей взаємодії окремих елементів його конструкції. Було запропоновано як пневматичну ресору використати вузол Кельвіна-Фойгта, що включає в себе паралельно розташовані пружний та в'язкий елементи. Практична значимість. На основі запропонованої механічної моделі буде складено систему звичайних диференціальних рівнянь руху екіпажної частини вагона дизель-поїзда ДПКр-2 (математична модель). Цю модель у подальшому планується використовувати при дослідженні динамічної взаємодії колісної пари екіпажної частини вагона дизель-поїзда з рейковою колією на прямих та кривих ділянках колії. Ключові слова: дизель-поїзд; механічна модель; математична модель; пневматична ресора; ресорне підвішування Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту, 2017, № 6 (72) ЕКСПЛУАТАЦІЯ ТА РЕМОНТ ЗАСОБІВ ТРАНСПОРТУ
Удосконалено метод теоретичного визначення направляючої сили з урахуванням дiї поперечних сил крипа та кута нахилу направляючої сили до вертикальної осi. Встановлено, що при визначеннi направляючої сили потрiбно перевiряти зазор мiж гребенем колеса та головкою рейки, що важко здiйснити без комп'ютерного моделювання. При визначеннi рамної сили на осi колiсної пари застосований комплексний пiдхiд, який враховує геометричнi нерiвностi рейкової колiї як у вертикальнiй, так i в горизонтальнiй площинi; поздовжнi та поперечнi сили крипа в точцi контакту «колесо-рейка»; вплив сумiжних колiсних пар вагона дизель-поїзда. Отримано залежностi рамної та направляючої сили вiд швидкостi руху екiпажу та величини амплiтуди горизонтальної нерiвностi рейкової колiї. Встановлено, що пiд час руху в прямiй дiлянцi колiї збiльшення швидкостi руху вiд 0 м/с до 50 м/с призводить до зростання числового значення рамної та направляючої сили вiдповiдно: 1-а колiсна пара-до 8,3 кН, 2-га колiсна пара-19,37 кН; 1-а колiсна пара-до 31,38 кН, 2-га колiсна пара-до 46,83 кН. Збiльшення амплiтуди горизонтальної нерiвностi рейкової колiї, яке є однiєю iз першопричин появи вимушених коливань надресорної будови транспортного екiпажу, також призводить до зростання числових значень сил взаємодiї рухомого складу з рейковою колiєю. Все це може призвести до пiдвищеного силового впливу колiсної пари на рейкову колiю та негативного впливу на основнi критерiї безпеки руху. Дослiджено вплив швидкостi руху екiпажу на величину поперечних сил крипа. Встановлено, що при збiльшеннi швидкостi руху екiпажу вiд 0 м/с до 50 м/с цi сили зростають в дiапазонi: I колiсна пара-вiд 0 до 15,75 кН; II колiсна пара-вiд 0 до 29,22 кН. Це говорить про неможливiсть нехтуванням поперечними силами крипа при визначеннi направляючої сили. Виконано порiвняння числових значень направляючої сили, визначених за рiзними методиками. Встановлено, що методика, яка використовується при проведеннi судових залiзнично-транспортних експертиз, дозволяє проводити нижню оцiнку виконання умови сходу колеса з рейки. При цьому розрахунки за формулою, яка була удосконалена у данiй роботi, дають можливiсть отримувати результати, найбiльш наближенi до реальних умов експлуатацiї. Проведено порiвняння експериментального та теоретичного розрахункового значення рамної сили на першiй колiснiй парi вагона дизель-поїзда, а також показано їх практичне спiвпадiння. Вiдхилення порiвнюваних значень рамної сили знаходиться у межах 7,2 % Ключовi слова:дизель-поїзд, рамна сила, колiсна пара, направляюча сила, залiзнична колiя, нерiвнiсть
The authors of the article analyzed existing software systems that are used to study the dynamic behavior of rolling stock, and also emphasized the importance of using a computer experiment to implement this task. An improved spatial mathematical model of the dynamic behavior of a freight wagon when it interacts with a rail track is considered, and it is proposed to study it using an object-oriented approach using the Maple software package. To accomplish this task by writing procedures, separate modules (subprograms) were created that included differential equations of motion for the individual components of the object under study. Based on existing procedures, the main module was created, which reflected the sequence of performing certain functions (calling up the necessary information, especially the use of logic, methods for solving the problem, as well as visualizing the results). Using the created modules in the Maple software package, a computer experiment was used to study the dynamic behavior of a freight car when it interacted with a rail, and also showed the possibility of taking into account the influence of individual parameters of its technical condition on its dynamic behavior.
The problem of the interaction of rolling stock with the rail track has been analyzed in the present paper. It has been established that in the process of transport science development a number of methods for determining the causes of wheel pairs derailment are developed, which, in a varying degree, take into account the peculiarities of their interaction. The problem of choosing the most accurate method for estimating the causes of rolling stock derailment becomes more complicated because of the lack of sufficient experimental data that would allow us to verify the adequacy of the models. The indicators of stability of the wheel against derailment, which are used on the railways of Ukraine and Europe, have been examined. Their dependences on the speed of movement were derived. It has been established that the increase of the speed of motion leads to the increase of the interaction power of the rolling stock with the rail track, which may, under certain operational parameters, provoke its derailment. As a result of the calculations, it has been shown that the use of norms for car design and calculation used on Ukrainian railways can lead to an inadequate estimation of traffic safety parameters, since it does not take into account the unevenness of the railway track. It has been established that the requirements of BS EN 14363: 2005 European norms are stricter in comparison with the norms for calculation and evaluation of the bearing elements strength and dynamic qualities of motor-vehicle rolling stock used on Ukrainian railways. A comparison of the experimentally and theoretically calculated values of the stability margin coefficient against wheel derailment of the first wheel pair of the diesel train car was carried out.
The paper studies the possibility of using previously developed by the authors spatial mathematical model of the modern diesel train DPKr-2 for parameters determination, with the help of which the dynamic properties of the mechanical part are evaluated. The dependences of maximum accelerations of the body in the vertical and horizontal planes, the coefficients of vertical and horizontal dynamics both in the primary and in the secondary suspension on the speed of the car movement, the amplitude and the length of geometrical unevenness of the railway track were obtained. It is established at what speeds, depending on the parameters of geometrical unevenness of the railway track, the phenomenon of resonance and danger for the diesel train car movement appears. For a particular length of geometrical unevenness, the maximum permissible value of its amplitude over the entire range of speed movement, where the coefficients of vertical and horizontal dynamics in the primary suspension do not exceed permissible limits, has been studied. The adequacy of the mathematical model is checked by comparing the results obtained during calculations with the experimental ones.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.