Анатолий Николаевич САВОСЬКИН, д-р техн. наук, профессор, кафедра электропоездов и локомотивов,
127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9.
Author ID: 528727.
Anatoliy N. SAVOSKIN, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Electric Trains and Locomotives Department,
9, bldg. 9, Obraztsova Str., Moscow, 127994.
Author ID: 528727.
Наталия Сергеевна ЛАВЛИНСКАЯ, аспирант, кафедра электропоездов и локомотивов,
127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9.
Nataliya S. LAVLINSKAYA, Postgraduate, Electric Trains and Locomotives Department,
9, bldg. 9, Obraztsova Str., Moscow, 127994.
Введение. Для решения задач динамики рельсовых экипажей необходимо задать кинематическое возмущение их колебаний, в качестве которого используют эквивалентные вертикальные и горизонтальные геометрические неровности левого и правого рельсов. Для формирования такого четырехмерного возмущения выполняют генерацию реализаций многомерного случайного процесса, на основе авто- и взаимных корреляционных функций или спектральных и взаимных спектральных плотностей реальных записей неровностей рельсового пути. Работа посвящена уточнению вероятностных характеристик возмущений, вызывающих колебания рельсовых экипажей, и разработке нового, упрощенного метода их генерации.
Материалы и методы. В работе выполнены вероятностный анализ длительных (свыше 14 км) записей натурных неровностей рельсового пути и аппроксимация полученных вероятностных характеристик аналитическими выражениями, соответствующими дифференцируемым случайным процессам. Параметры этих процессов найдены методом наименьших квадратов. Новым способом реализована генерация случайного процесса неровностей для координаты пути с помощью многомерного формирующего фильтра, импульсные характеристики которого найдены по аналитическим выражениям авто- и взаимных корреляционных функций.
Результаты. Были получены уточненные значения параметров вероятностных характеристик неровностей рельсового пути, которые могут быть использованы для задания возмущений колебаний рельсовых экипажей при решении задач динамики. Предложен упрощенный метод генерации неровностей для аргумента координаты пути, который обеспечивает высокую сходимость с данными, полученными ранее.
Обсуждение и заключение. Полученные вероятностные характеристики могут быть использованы для генерации многомерного случайного процесса неровностей при исследовании колебаний различных типов рельсовых экипажей, возникающих при их движении с различными скоростями. Предложенный упрощенный метод генерации позволяет сократить время, затраченное на задание возмущений при моделировании.
Introduction. Solving the dynamics problems of rail cabs requires specifying the kinematic disturbance of their oscillations represented through equivalent vertical and horizontal geometric irregularities of the left and right rails. The formation of such four-dimensional disturbance involves the generation of multivariate random processes based on auto- and cross-correlation functions or spectral and cross-spectral densities of actual recordings of rail track irregularities. The paper refines the probabilistic properties of the disturbances that cause rail cab oscillations and develops a new simplified method for their generation.
Materials and methods. The paper provides a probabilistic analysis of long-term (over 14 km) recorded natural rail track irregularities and an approximation of the obtained probabilistic properties with analytical expressions corresponding to differentiable random processes. The parameters of these processes were found by the least-square method. The new method generated random irregularities for the track coordinate using a multivariate shaping filter whose impulse characteristics were found with analytical expressions of auto- and cross-correlation functions.
Results. The authors refined the probabilistic values of rail track irregularities that may be used to specify disturbances of rail cab oscillations when solving dynamics problems and proposed a simplified irregularity generation method for the track coordinate argument that provides high convergence to the previously obtained data.
Discussion and conclusion. The received probabilistic characteristics may be applied to generate a multivariate random irregularities when examining the oscillations of different type rail cabs occurring at different speeds movement. The proposed simplified generation method reduces the time for simulating disturbances.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.