Предложения по разработке референтной методики измерения боковых сил

Введение. Рассмотрены предпосылки для выбора наиболее целесообразной применительно к процедуре установления условий обращения подвижного состава на сети железных дорог референтной методики экспериментального определения (измерения) боковой (горизонтальной поперечной) силы, действующей в зоне контакта колеса и головки рельса, — одного из важных силовых факторов взаимодействия подвижного состава и элементов верхнего строения железнодорожного пути. Представлена в обобщенном виде совокупность способов экспериментальной оценки боковых сил на основе измерения деформаций рельсов, нашедших применение в работах аттестованных испытательных центров железнодорожной техники России и государств Содружества.

Материалы и методы. В качестве критериев обоснованности выбора референтной методики измерений по совокупности известных экспериментальных методик предлагается принимать статистические оценки погрешности измерений, установленные действующими межгосударственными нормативными актами. Определение референтной методики измерений предполагает проведение целенаправленных экспериментов с аналогичными условиями, в том числе по типам испытуемого подвижного состава, параметрам устройства и конструкции верхнего строения пути измерительного участка, метеорологическим параметрам и др. В соответствии с требованиями нормативных документов Росстандарта применяются процедуры, которые наряду с требованиями, предъявляемыми к условиям проведения экспериментов, включают в себя также выбор и обоснование опорного значения измеряемого показателя, сравнения статистических оценок погрешности измерения боковых сил.

Результаты. Представлены условия проведения калибровочных экспериментов. Описаны способы статистической обработки экспериментальной информации различных рассмотренных методик измерения боковых сил, позволяющих обосновать выбор референтной методики измерений.

Обсуждение и заключение. Представленный способ определения референтной методики измерения боковых сил воздействия колеса на головку рельса по деформациям рельса учитывает требования нормативных документов Росстандарта и может найти применение при экспериментальном оценивании показателей взаимодействия в механической системе ≪колесо — рельс≫.

1. О безопасности железнодорожного подвижного состава: технический регламент Таможенного союза: ТР ТС 001/2011: утв. решением Комиссии Таможенного союза от 15 июля 2011 г. № 710. М., 2011. 66 с.

2. О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта: технический регламент Таможенного союза: ТР ТС 002/2011: утв. решением Комиссии Таможенного союза от 15 июля 2011 г. № 710. М., 2011. 72 с.

3. ГОСТ Р 55050–2012. Железнодорожный подвижной состав. Нормы допустимого воздействия на путь и методы испытаний: нац. стандарт Российской Федерации: дата введения 2013-07-01. М.: Стандартинформ, 2013. 24 с.

4. Железнодорожный путь и подвижной состав для высоких скоростей движения / А. Ф. Золотарский [и др.]; под ред. М. А. Чернышева. М.: Транспорт, 1964. С. 261–263.

5. Технические требования к проектируемым локомотивам по условиям прочности, динамики и воздействия на путь. М.: ВНИИЖТ, 1964. С. 10–11.

6. О внесении изменений в Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений»: федер. закон от 21 июля 2014 г. № ФЗ-254 // Собрание законодательства Российской Федерации. 2014. № 30 (Ч. I). Ст. 4255.

7. ГОСТ Р ИСО 5725-6–2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Ч. 6. Использование значений точности на практике: дата введения 2002-11-01. М.: Госстандарт России, 2002. 52 с.

8. ГОСТ Р 8.763–2011. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки. Основные положения: нац. стандарт Российской Федерации: дата введения 2013-01-01. М.: Стандартинформ, 2013. 20 с.

9. ГОСТ 33760–2016. Железнодорожный подвижной состав. Методы контроля показателей развески: межгос. стандарт: введен в действие в качестве нац. стандарта Российской Федерации приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 мая 2016 г. № 350-ст: дата введения 2017-02-01. М.: Стандартинформ, 2016. 12 с.

10. Алексеев Г. М. Исследование зависимости боковых и рамных сил локомотивов // Динамические качества и воздействие на путь локомотивов: сб. ст. М.: Транспорт, 1975. С. 78–84. (Труды ВНИИЖТ; вып. 542).

11. Ромен Ю. С., Тихов М. С. Объем информации для установления допустимых скоростей движения по результатам комплексных испытаний // Подвижной состав ХХI века: идеи, требования, проекты: сб. науч. ст. / Петербургский гос. ун-т путей сообщения. СПб.: ПГУПС, 2007. C. 87–94.

12. ГОСТ 33788–2016. Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и динамические качества: межгос. стандарт: введен в действие в качестве нац. стандарта Российской Федерации приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 июля 2016 г. № 856-ст: дата введения 2017-05-01. М.: Стандартинформ, 2017. 48 с.

13. ГОСТ 34451–2018. Моторвагонный подвижной состав. Методика динамико-прочностных испытаний: межгос. стандарт: введен в действие в качестве нац. стандарта Российской Федерации приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 мая 2019 г. № 192-ст: дата введения 2019-12-01. М.: Стандартинформ, 2019. 28 с.

14. Лужнов Ю. М. Сцепление колес с рельсами (природа и закономерности). М.: Интекст, 2003. 144 с.

15. Вериго М. Ф., Коган А. Я. Взаимодействие пути и подвижного состава. М.: Транспорт, 1986. 558 с.

16. Заверталюк А. В. Взаимодействие с рельсовой колеей тележки грузового вагона при износах узлов опирания: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.22.07. М.: ВНИИЖТ, 2002. 23 с.

17. Ромен Ю. С. Динамика железнодорожного экипажа в рельсовой колее. Методы расчета и испытаний. М.: ВМГ-Принт, 2014. С. 180–186.

18. Moreau А. La verification de la sécurité contre le déraillement sur la voie spécialisée de Villeneuve-Saint-Georges // Révue Générale des Chemins de Fer. 1987. April. P. 25–32.

19. Решетилов С. И. Воздействие на стрелочные переводы подвижного состава при различных профилях колесных пар: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.22.06. М.: ВНИИЖТ, 1987. 19 с.

20. Schlumpf Н. Messungen mit Dehungsmessstreifen bei den SBB // Technische Rundschau. 1955. No. 26. S. 35–41.

21. Влияние вертикальной нагрузки при измерении горизонтальных сил в пути / Э. И. Даниленко [и др.] // Вестник Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 1979. № 1. C. 41–44.

22. Ершков О. П. Установление коэффициентов, учитывающих боковой изгиб и кручение рельсов // Взаимодействие пути и подвижного состава и вопросы расчетов пути: сб. тр. ЦНИИ МПС. М.: Трансжелдориздат, 1955. С. 289–327.

23. Ершков О. П. Расчет поперечных горизонтальных сил в кривых. М.: Транспорт, 1966. С. 9. (Труды ВНИИЖТ; вып. 301).

24. Гапанович В. А. Вопросы взаимодействия подвижного состава и инфраструктуры при тяжеловесном движении // Железнодорожный транспорт. 2016. № 10. С. 10–15.

25. Ромен Ю. С., Суслов О. А., Баляева А. А. Определение сил взаимодействия в системе колесо — рельс на основе измерения напряжений в шейке рельса // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2017. Т. 76, № 6. С. 354–361. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2017-76-6-354-361.

26. Вериго М. Ф. Применение математической статистики в обработке опытных данных: учеб.-метод. пособие. Новосибирск: НИИЖТ, 1964. С. 111–112.

27. ГОСТ Р ИСО 15193–2007. Изделия медицинские для диагностики in vitro. Измерение величин в пробах биологического происхождения. Описание референтных методик выполнения измерений: нац. стандарт Российской Федерации: дата введения 2009-07-01. М.: Стандартинформ, 2008. 20 с.

28. Требования к референтным методикам аналитических измерений в технологических процессах / Р. Ф. Бакеева [и др.] // Вестник технологического университета. 2015. Т. 18, № 14. С. 104–110.