Розрахунок характеристик поперечних коливань залізничних екіпажів з урахуванням двоточкового контактування коліс із рейками

Abstract

UA: Дисертація присвячена теоретичним дослідженням, пов’язаним із створенням швидкісного залізничного пасажирського рухомого складу для міжобласного сполучення. Вдосконалено математичну модель двоточкового фрикційного контакту колеса із рейкою з урахуванням перерозподілу параметрів контактування між контактами та координат контактів. Запропоновано віджаття рейкової нитки використовувати, як позиційний аргумент при розрахунку перерозподілу параметрів контактування між контактами. Задовільна збіжність теоретичних розрахункових характеристик горизонтальної динаміки і результатів випробувань дизель-поїзда ДЕЛ01 дає підставу вважати розроблену математичну модель взаємодії колісних пар і путі адекватною і робить можливим її застосування для порівняльної оцінки рівня характеристик горизонтальної динаміки при русі екіпажу, як у режимі вибігу, так і в режимі тяги та гальмування. Виконане теоретичне порівняння можливостей високошвидкісного руху поїздів ДПЛ1, ДПЛ2 та ДЕЛ01. Обґрунтовано шляхи поліпшення характеристик горизонтальної поперечної динаміки дизель-поїздів.

RU: Диссертация посвящена теоретическим исследованиям, связанным с созданием высокоскоростного железнодорожного пассажирского подвижного состава для межобластного сообщения. Выполнен обзор исследований горизонтальных динамических качеств экипажей. Анализ математических моделей контактирования колес с рельсами позволил сделать вывод о том, что теоретические исследования горизонтальной динамики экипажей за пределами устойчивого движения должны проводиться с обязательным рассмотрением особенностей двухточечного контактирования. Выполнен анализ условий существования и видов контактов: одноточечного по поверхности катания, двухточечного и одноточечного гребневого. В усовершенствованной математической модели двухточечного фрикционного контакта колеса с рельсом, в отличие от известных, расчет перераспределения параметров контактирования между контактами основан на использовании в качестве позиционного аргумента отжатие рельсовой нити. В выражениях для моментов контактных сил, действующих на колесные пары в горизонтальной плоскости, учтены действительные координаты первого и второго контактов. Выполнено исследование влияния характеристик упруго-диссипативных связей на динамические показатели экипажа. Были получены зависимости параметров опорно-возвращающего устройства и их влияние на динамические показатели экипажа ДПЛ1. Как показывают расчеты, повышение возвращающего момента в диапазоне 0-30 кНм повышает критическую скорость движения, приблизительно в 2,5 раза: с 17-20 м/с до 47-51 м/с и приводит к снижению уровня направляющих, боковых и рамных сил в зоне потери устойчивости движения на 12-22%. Увеличение демпфирующего момента с 0 до 15 кНм указанные силы снижаются на 5-16% и повышает уровень критической скорости движения на 9-12%. Зависимость критической скорости движения от продольной жесткости буксовых связей экипажа ДПЛ2 имеет выраженный максимум при жесткости 6,2-6,6 МН/м. Удовлетворительная сходимость теоретических расчетных характеристик горизонтальной динамики и результатов поездных испытаний дизель-поезда ДЭЛ01 дает основание считать разработанную математическую модель взаимодействия колесных пар и пути адекватной и делает возможным ее применение для сравнительной оценки характеристик горизонтальной динамики при движении экипажа, как в режиме выбега, так и в режиме тяги и торможения. Выполнено теоретическое сравнение возможностей высокоскоростного движения поездов ДПЛ1, ДПЛ2 и ДЭЛ01. Приведены рекомендации по выбору характеристик и параметров связей между элементами экипажа и обоснованы пути улучшения характеристик горизонтальной поперечной динамики дизель-поездов.

EN: The dissertation is devoted to theoretical researches connected to creation of the high-speed railway passenger rolling-stock for the interregional message. The review of researches of horizontal dynamic qualities of vehicle is executed. The analysis of mathematical models wheels-rails contact has allowed to make a conclusion that the theoretical researches of horizontal dynamics of vehicle outside a steady movement should be carried out with obligatory consideration of features point-to-point contact. In the advanced mathematical model point-to-point friction wheel-rail contact, as against known, the account of redistribution of parameters between contacts is based on use as item argument deformation of a rail. In expressions for the moments of contact forces working on wheel-set in a horizontal plane, the valid coordinates of the first and second contacts are taken into account. The satisfactory convergence of the theoretical settlement characteristics of horizontal dynamics and results train-tests a diesel-train ДЭЛ01 gives the basis to consider the developed mathematical model of interaction of wheel pairs and ways adequate and makes possible its application for comparison purposes of characteristics of horizontal dynamics with a movement of vehicle. The theoretical comparison of opportunities of a high-speed movement of trains ДПЛ1, ДПЛ2 and ДЭЛ01 is executed. The recommendations are given at the choice of the characteristics and parameters of communications between elements of vehicle and the ways of improvement of the characteristics of horizontal cross dynamics a diesel-train are reasonable.