Preview

Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ)

Расширенный поиск
Том 80, № 3 (2021)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.21780/2223-9731-2021-80-3

127-135 54
Аннотация

Рассмотрен вопрос изменения напряженно- деформированного состояния железобетонных шпал в зависимости от величины нагрузок на ось и требований к режимам их стендовых ресурсных испытаний. Данный вопрос весьма актуален, поскольку в настоящее время на отдельных участках сети (направления Восточного полигона) из-за высокой грузонапряженности увеличиваются воздействия на путь и возрастают нагрузки на ось. Такое изменение влечет за собой необходимость в пересмотре требований к методикам определения и подтверждения ресурса всех элементов пути, в том числе режимов нагружения железобетонных шпал при их стендовых испытаниях. Для определения влияния нагрузки на ось были проведены измерения фактического напряженно-деформированного состояния железобетонных шпал, уложенных на прямом участке Экспериментального кольца АО «ВНИИЖТ». Нагружение было реализовано обращающимся составом из 72 вагонов и специально сформированным опытным сцепом из локомотива и трех вагонов с нагрузкой на ось 23,5; 25 и 27 тс соответственно. Проведенные измерения позволили получить зависимости изменения напряжений и деформаций от изменения нагрузки на ось, а также выявить реологические особенности взаимодействия железобетонных шпал и балластного слоя. Полученные результаты измерений были использованы в качестве базовых напряжений и деформаций для расчета режимов нагружения в стендовых ресурсных испытаниях. Цель расчета — достижение максимальной идентичности напряженного состояния при нагружении шпал на стенде их напряженному состоянию при реальной эксплуатации. Дополнительно были проведены опытные стендовые нагружения железобетонной шпалы, в ходе которых реализованы полученные расчетом режимы и измерено ее напряженно- деформированное состояние. Результаты сравнения напряженного состояния железобетонной шпалы, полученные при натурных измерениях в пути и в процессе нагружения на стенде, показали их идентичность, что подтвердило адекватность расчетных режимов нагружения. Итоговым результатом работы стали режимы нагружения для стендовых испытаний железобетонных шпал, учитывающие влияние величины нагрузки на ось.

136-140 47
Аннотация

Снижение интенсивности бокового износа рельсов по-прежнему остается важной задачей отраслевой науки. В рамках решения этой задачи проводятся исследования влияния на износ рельсов геометрии рельсовой колеи, интенсивности силового взаимодействия колес и рельсов, трибологических характеристик контактирующих поверхностей. В статье основное внимание уделено влиянию на износ геометрии рельсовой колеи, а именно подуклонки рельсов. Сформулировано определение стабильности подуклонки рельсов, позволяющее перейти к оценке этого показателя как по времени, так и по длине участка пути. Оценка стабильности подуклонки по времени проводилась на основе экспериментальных данных, полученных в ходе натурных исследований, проведенных в 2019–2020 гг. на Московской железной дороге. В результате оценки этих данных была построена зависимость изменения средних значений и среднеквадратического отклонения по- дуклонки рельсов на участке от времени. Средние значения и среднеквадратическое отклонение подуклонки на исследуемом участке рассматриваются в данной статье как совокупность параметров, позволяющих дать оценку стабильности подуклонки. Помимо этих параметров, предложено оценивать стабильность подуклонки рельсов по длине участка на основании отвода подуклонки и среднеквадратического отклонения. Оценка стабильности подуклонки рельсов по длине участка проводилась с использованием расчетов, выполненных в программном комплексе «Универсальный механизм». В результате расчетов были получены значения рамных и боковых сил и произведена оценка их максимальных и средних значений на участке. Это позволило ответить на вопрос: как влияет отвод подуклонки рельсов на уровень силового взаимодействия в точке контакта колес и рельсов, а значит, и на интенсивность изнашивания?

141-151 52
Аннотация

Представлен анализ нормативных документов и научных публикаций, касающихся подтверждения конструкционной скорости подвижного состава. Материал изложен с позиции методического подхода к установлению конструкционной скорости на уровне максимального значения, достигнутого в ходе динамико-прочностных испытаний объекта и его испытаний по воздействию на путь и соответствующего требованиям технической документации. Значения показателей прочности и динамических качеств вагонов, полученные в ходе испытаний на участках пути с характеристиками, установленными в методиках испытаний, должны соответствовать требованиям нормативных документов. Вместе с тем в эксплуатации ходовые части вагона, геометрия рельсовой колеи и конструкция верхнего строения пути в основном имеют состояние, отличное от того, при котором проводились испытания. Исходя из этого, для обеспечения безопасности движения в эксплуатации на пути различного состояния и конструкции устанавливаются допускаемые скорости движения. Так, для грузовых вагонов с трехэлементными тележками максимальная скорость движения, особенно в порожнем состоянии, ограничивается по причине ухудшения их динамических качеств, связанного с изменением в эксплуатации проектных параметров и характеристик элементов тележки и их жесткостных связей. Из-за ухудшения динамических качеств конструкционная скорость не может быть реализована в том числе и на пути, соответствующем требованиям методик испытаний, на котором она изначально подтверждалась. Приемлемые с точки зрения безопасности максимальные допускаемые скорости движения грузовых вагонов традиционно устанавливаются по результатам испытаний, проводимых с середины прошлого века. При внедрении инновационных грузовых вагонов с тележками новой конструкции для оценки безопасности движения потребуется выполнение большого количества экспериментов и наработка опыта эксплуатации, при которых необходимо определить влияние различных факторов на безопасность движения. По сути, необходимо заново пройти весь экспериментальный путь установления скоростей движения, но за короткое время, что экономически весьма затратно. Исходя из изложенного, для исключения рисков, связанных с нарушением безопасности, подтверждения конструкционной скорости и с целью снижения затрат при внедрении нового подвижного состава предложена натурно-виртуальная методика, предусматривающая применение компьютерного моделирования, при которой конструкционная скорость движения, указанная в технической документации, устанавливается на стадии разработки подвижного состава с учетом эксплуатационной вариативности ходовых частей экипажа и состояния пути.

152-159 44
Аннотация

Поиск путей оптимизации конструкции кузова является важным этапом проектирования новых вагонов электропоездов. Снижение массы кузова приводит к облегчению сопряженных с ним частей подвижного состава, сокращению энергозатрат на эксплуатацию и уменьшению износа в системе «колесо — рельс». Снижение массы кузова возможно за счет назначения оптимальной жесткости его основным несущим элементам. Повышение жесткости кузова при неизменной массе также является важной задачей для получения нормативных динамических качеств кузова вагона.

Приведен способ оптимизации конструкции кузова, основанный на расчете значения его первой частоты собственных изгибных колебаний. Расчет выполнен методом конечных элементов с использованием упрощенной балочно-оболочечной параметрической модели. В рамках оптимизационных расчетов рассмотрены 3125 рабочих вариантов сечений основных несущих элементов конструкции с разной жесткостью — обвязки и поперечных балок рамы, межоконных стоек и поперечных балок крыши. Проанализирована чувствительность значения частоты собственных колебаний к изменению жесткости основных несущих элементов без учета изменения массы. Получено, что наибольшее влияние на значение частоты оказывает жесткость обвязки и поперечных балок рамы. Показано, что соотношение жесткостей основных несущих элементов не остается постоянным для оптимальных вариантов конструкции и зависит от конструктивного исполнения кузова, целевых значений его массы и жесткости. При ограничении массы возможно выбрать конструкции, которые характеризуются наибольшей общей жесткостью кузова и являются наиболее оптимальными с точки зрения технологичности. При ограничении значений частоты собственных колебаний возможен выбор конструкции кузова с наименьшей массой металла. Представленный подход позволяет принять решения по модификации кузова исходя из требуемых параметров массы и (или) частоты собственных изгибных колебаний. Данный подход может использоваться при предпроектных исследованиях кузовов нового пассажирского подвижного состава.

160-167 42
Аннотация

При эксплуатации железнодорожного крана в кривых участках пути возможны сход колесных пар ходовых тележек крана с рельсовой колеи при его смещении в процессе вывешивания на выносных опорах, непопадание колесной пары ходовой тележки на рельсовую колею после выполнения работ и снятия крана с выносных опор, что значительно сказывается на выполнении погрузо-разгрузочных работ. Одной из причин возникновения подобных опасных ситуаций является не строго горизонтальное положение неповоротной платформы железнодорожного крана.

Железнодорожные грузоподъемные краны входят в состав восстановительных поездов, предназначенных для ликвидации последствий сходов с рельсов подвижного состава. Приоритетной задачей для восстановительных поездов является сокращение времени ликвидации последствий транспортных происшествий, которого можно добиться за счет применения новых или усовершенствованных приспособлений или методов.

В статье описывается система автоматической стабилизации (горизонтирования) платформы грузоподъемного крана на железнодорожном ходу (на примере крана типа ЕДК 500/1) при его движении в кривых участках пути (рассматривается движение железнодорожного крана на относительно небольших скоростях (до 50 км/ч)).

С целью исследования модернизированной технической системы (грузоподъемный кран, оснащенный системой автоматической стабилизации платформы) проводится ее математическое имитационное моделирование. На начальном этапе в системе автоматизированного проектирования SolidWorks создается твердотельная цифровая модель железнодорожного крана в сочетании с участком железнодорожного пути; разработанная твердотельная модель транслируется в среду SimMechanics MATLAB. Далее с целью повышения адекватности моделирования разработанная динамическая модель дорабатывается при помощи интеграции библиотек программы MATLAB (SimMechanics, SimHydraulics, Fuzzy Logic Toolbox и др.) для учета взаимодействия элементов различной физической природы. Приводятся результаты моделирования модернизи- рованной технической системы, которые подтверждают целесообразность использования системы стабилизации на желез- нодорожных грузоподъемных кранах при прохождении кривых участков пути.

168-181 38
Аннотация

В статье отражены важнейшие направления работы и вклад ученых отделения экономики и финансов ВНИИЖТ (ныне научного центра «Экономика комплексных проектов и тарифообразование») в развитие экономической науки на железнодорожном транспорте со времени основания отделения в 1944 г. до настоящего времени.

Теоретические основы измерения экономической эффективности капитальных вложений и новой техники в народном хозяйстве страны были созданы заведующим отделения академиком Т. С. Хачатуровым, затем адаптированы применительно к условиям железнодорожного транспорта заведующим отделением д-ром техн. наук, проф. А. Е. Гибшманом, заведующим сектором д-ром экон. наук, проф. Н. Н. Барковым и их последователями.

Вопросы управленческого учета, анализа, планирования эксплуатационных расходов, калькулирования себестоимости перевозок, расчета удельных величин затрат на измерители транспортной работы занимают центральное место в исследованиях отделения. Под научным руководством д-ра экон. наук, проф. А. П. Абрамова в этой области исследований в отделении сложилась большая научная школа.

В развитие научных направлений по экономическому стимулированию и повышению производительности труда, управлению финансами большой вклад внесла д-р экон. наук, проф. М. М. Толкачева.

Традиционное для отделения экономики и финансов научное направление — совершенствование ценообразования на грузовые и пассажирские перевозки, прочие виды деятельности. Теоретические исследования и практические разработки с начала 70-х гг. прошлого века проводились под руководством д-ра экон. наук А. В. Крейнина, а позднее — заведующего отделением д-ра экон. наук Л. А. Мазо.

С середины 80-х гг. под руководством д-ра экон. наук, проф. О. Ф. Мирошниченко вопросы экономики пассажирских перевозок выделяются в отдельное научное направление, охватывающее высокоскоростное движение, затраты, маркетинг, тарифы, реформирование пассажирского комплекса.

В настоящее время сотрудники научного центра продолжают проводить исследования по важнейшим направлениям экономики железнодорожного транспорта, которые способствуют повышению эффективности и конкурентоспособности ОАО «РЖД» на рынке транспортных услуг.

182-185 42
Аннотация

В рецензии проведен анализ вышедшей в издательстве Springer Vieweg монографии, в которой представлены научные подходы к проблемам образования дефектов в железнодорожных рельсах. К преимуществам рецензируемой книги следует отнести анализ статистических данных об отказах рельсов, описание методов испытаний, диагностики повреждений. В книге подробно рассмотрены широко распространенные различные виды контактно-усталостных дефектов, образующихся при эксплуатации в головке рельсов: внутренние продольные подповерхностные трещины (shelling), множественные поверхностные параллельные трещины (head checks), поверхностные конические трещины в средней части поверхности катания c большей или меньшей степенью деформации (squats und studs).



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2223-9731 (Print)
ISSN 2713-2560 (Online)