Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Железнодорожный путь

Диссертационная работа:

Тихов Михаил Сергеевич. Определение условий обращения подвижного состава с использованием корреляции в показателях взаимодействия экипажа и пути : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.06 Москва, 2007 127 с., Библиогр.: с. 118-127 РГБ ОД, 61:07-5/4595

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННО-
ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПУТИ ДЛЯ
УСТАНОВЛЕНИЯ СКОРОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯ ПОДВИЖНОГО
СОСТАВА 9

1.1. Постановка задачи 9

1.2. Развитие теоретических методов исследования взаимодействия
пути и подвижного состава с целью установления допускаемых
скоростей движения 10

1.3. Развитие экспериментальных методов исследования
взаимодействия пути и подвижного состава для установления условий
обращения 26

1.4. Правила установления скоростей 35

1.5. Возможность развития существующей методики в связи с

развитием экспериментальных методов 38

Выводы по главе 1 40

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ
ИНФОРМАЦИИ ПО ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ ПУТИ И ЭКИПАЖА 41

2.1. Существующие методы проведения испытаний по установлению
допускаемых скоростей движения подвижного состава 41

  1. Определение количества сечений и заездов при проведении испытаний 45

  2. Возможность оптимизации количества заездов и измерительных сечений 50

2.4. Взаимосвязь динамических процессов в экипаже и сил,
действующих на путь 52

2.5. Использование информации о динамических процессах в экипаже на всем опытном участке для перехода к напряженному состоянию пути

на базе полученных взаимосвязей 57

Выводы по главе 2 67

ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПУТИ... 69

  1. Силы на наружном и внутреннем рельсе 69

  2. Связь нагрузок от экипажа на путь и напряжений в рельсах 71

  3. Связь нагрузок от экипажа на рельсы и шпалы 80

  4. Возможность уменьшения количества измеряемых процессов 85

Выводы по главе 3 97

ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ 98

  1. Цели и методы существующих расчетов определения напряженного состояния пути под подвижной нагрузкой 98

  2. Достоинства и недостатки существующих методов 99

  3. Развитие существующих уравнений для исследования колебаний пути в вертикальной плоскости как балки на многих неравноупругих опорах 99

  4. Метод решения уравнений 107

Выводы по главе 4 111

ГЛАВА 5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВВЕДЕНИЯ ПРЕДЛАГАЕМЫХ

МЕРОПРИЯТИЙ 112

Выводы по главе 5 114

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 116

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 118

Введение к работе:

Вопросы безопасности движения, обеспечения жизни и здоровья пассажиров, сохранности грузов при перевозках являются одними из ключевых для любого вида транспорта. Железнодорожный транспорт России это жизнеобеспечивающая отрасль экономики. Поэтому проблемы безопасности движения и ресурсосбережения в самом широком их смысле, всегда являлись приоритетными.

Установление условий обращения подвижного состава по различным конструкциям железнодорожного пути основано на информации о воздействии экипажа на путь, определении допускаемых скоростей движения, сравнении различных экипажей для выявления лучших по показателям взаимодействия.

Железнодорожный путь при воздействии на него подвижного состава испытывает сложные деформации: под воздействием подвижных нагрузок и моментов, возникающих вследствие эксцентриситета их приложения, а также продольных сил, происходит кручение и изгиб рельса, смещение подошвы рельса относительно шпалы и шпалы по балласту; под воздействием переменных вертикальных нагрузок происходит изгиб рельса в вертикальном направлении, деформация материала упругих прокладок между рельсом и подкладкой, подкладкой и шпалой, и деформация подшпального основания.

Определению воздействия подвижного состава на путь расчетными и экспериментальными методами были посвящены работы многих ученых, среди которых следует выделить труды М.Блонделя [91], Е.М. Бромберга [4,5], А.Л. Васютынского [6], Г. Вебера [94], М.Ф. Вериго [8,9,10,11,12,13], Е. Винклера [96], Э.В. Воробьева [15], A.M. Годыцкого-Цвирко [18,19], В.Н. Данилова [5], О.П. Ершкова [23,24,25], Г.Г. Желнина [26,27,29], А.Я. Когана [14,35,36,38], К.П. Королева [39,40], В.И. Крачковского [43], С.С. Крепкогорского [10,13,44], М.А. Левинзона [50,66], Г. Марье [49], В.О. Певзнера [20,28,53], Н.П. Петрова [56,57], С.Н. Попова [59], Ю.С. Ромена

5 [62,64,65], И.Р. Стецевича [68], СП. Тимошенко [69,70], М.А. Фришмана [5,75], А.А. Холодецкого [77,78], Г.М. Шахунянца [84], В.Н. Шестакова [85], Г. Юбелакера [87], В.Ф. Яковлева [88,89,90].

Задачи определения оптимальных параметров отдельных элементов конструкции пути, выбора таких значений этих параметров, чтобы обеспечивались необходимые скорости движения, возникли уже на начальном этапе развития железных дорог.

Первоначально появились расчетные формулы для определения массы рельса из условия обеспечения его прочности на изгиб под действием вертикальной нагрузки. При невысоких скоростях движения, небольших осевых нагрузках подобные расчеты были вполне достаточны с учетом небольшого влияния других факторов и введения в расчетные формулы некоторого запаса прочности. Несколько позже ставятся задачи о возможности управления параметрами пути для обеспечения необходимых скоростей движения не только с помощью увеличения массы рельса, но и шпал, в частности, изменения межшпального расстояния.

Дальнейшее развитие железнодорожного транспорта привело к необходимости рассмотрения напряжений и деформаций в пути, возникающих уже под действием горизонтальных нагрузок на рельсы. В конце 19-ого века в расчет рельсов вводится уже дополнительная составляющая от бокового воздействия, сначала только как некоторая часть вертикального воздействия [78], затем на рубеже веков разрабатываются первые подходы для определения горизонтальных сил при вписывании экипажа в кривые участки пути [79,87].

Усложнение расчетных схем, требующих учет достаточно большого количества факторов, приводит к необходимости экспериментального определения ряда параметров. Первые опыты для определения деформаций рельсового пути были проведены в конце 19-ого века, в это же время были разработаны первые методы расчета железнодорожного пути, основанные на гипотезе Винклера [96] о представлении пути, как бесконечной балки,

лежащей на сплошном упругом основании, так и для рельса, лежащего на нескольких упругих опорах.

На основе теоретических расчетов и проведенных к тому времени экспериментальных исследований, в начале 20-ого века Н.П. Петров впервые предлагает модель динамического расчета пути исходя из гипотезы равенства динамического прогиба рельса статическому.

Полученный расчетный аппарат используется при разработке первых правил установления скоростей движения паровозов. С созданием ЦНИИ железнодорожного транспорта начинается регулярное проведение испытаний новых типов подвижного состава, измерение отдельных показателей взаимодействия позволяет использовать расчетные методы определения напряженно-деформированного состояния пути для установления допускаемых скоростей движения.

В настоящее время для установления условий обращения подвижного состава используется совокупность показателей напряженно-деформированного состояния пути при воздействии на него экипажа [14]. Однако, определение нескольких взаимосвязанных показателей воздействия подвижного состава на путь в отдельных сечениях пути значительно сужает объем получаемой в эксперименте информации.

Между измеряемыми показателями на подвижном составе и в пути существуют корреляционные связи. Использование методов корреляционного анализа и математического моделирования для расчета показателей воздействия на путь при наличии экспериментальных данных о нагрузках, передаваемых от колес на рельсы, позволит значительно увеличить количество рассматриваемых в пути сечений и тем самым повысить достоверность получаемой экспериментальной информации.

Актуальность данной работы определяется изменившимися с развитием экономики условиями эксплуатации (рост скоростей движения, тяжеловесные и длинносоставные поезда, увеличение осевых нагрузок) которые требуют совершенствования технических средств, что невозможно

7 без испытаний новой и модернизированной техники, и в частности, подвижного состава.

Целью исследования является разработка эффективного метода определения напряженно-деформированного состояния пути на участке большой протяженности для установления допускаемых скоростей движения подвижного состава на основе современных методов регистрации и обработки процессов взаимодействия пути и экипажа.

В работе применяются следующие методы исследования: экспериментальное измерение напряженного состояния пути; математическая обработка результатов в процессе проведения экспериментов и математическое моделирование работы элементов пути под проходящим подвижным составом для установления допускаемых скоростей движения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

на основе использования созданной системы автоматической регистрации и обработки данных о воздействии на путь предложен метод экспресс-оценки получаемой экспериментальной информации для определения достаточности количества опытных заездов во время испытаний подвижного состава по воздействию на путь с целью установления условий его обращения на сети железных дорог;

разработаны методы оценки показателей воздействия на путь по измерениям сил взаимодействия на базе установления экспериментальных и теоретических взаимозависимостей между нагрузками на рельсы и шпалы и напряжениями, возникающими в кромках подошвы рельсов, при воздействии на путь подвижного состава;

разработана методика установления взаимосвязей между показателями динамики экипажа, измеряемыми на протяженных участках пути, и показателями воздействия на путь, измеряемыми в отдельных сечениях на опытных участках, и определения напряженно-деформированного состояния пути на участках большой протяженности по показателям динамики подвижного состава на основе получаемых зависимостей.

8 Практическая ценность и реализация данной работы

Разработана в рамках НИОКР [72] автоматизированная система обработки экспериментальных данных, которая внедрена при проведении приемочных испытаний подвижного состава по воздействию на путь. Методы экспресс-оценки получаемой экспериментальной информации используются при приемочных испытаниях подвижного состава и при проведении исследовательских работ в рамках НИОКР ОАО «РЖД», в частности использовались при проведении испытаний по теме «Оптимизация ширины рельсовой колеи» [55].

Основные результаты работы были доложены на 5 научно-технических конференциях, обсуждались на 3 научно-технических совещаниях отделения Комплексных испытаний и взаимодействия пути и подвижного состава ВНИИЖТ и представлены в 5 публикациях.

Подобные работы
Блажко Людмила Сергеевна
Технико-технологическая оценка усиления конструкции пути на участках обращения подвижного состава с осевыми нагрузками до 300 кН
Привалов Сергей Владимирович
Влияние жесткости подрельсового основания на взаимодействие экипажа и пути
Стешов Вадим Валерьевич
Расчетно-экспериментальное определение условий работы опор скольжения поршневого двигателя
Тимошенко Дмитрий Владимирович
Построение и анализ математических моделей деформации упругих стержней с приложением к определению условий замкнутости молекул ДНК
Торгашина Светлана Николаевна
Определение условий оптимизации конструктивно-технологических параметров солнечных коллекторов систем теплоснабжения для нужд горячего водоснабжения
Яковлев Виктор Петрович
Разработка методов прогнозирования смещений пород для определения условий безремонтного поддержания горных выработок податливой крепью с упрочнением массива на шахтах Карагандинского бассейна
Тимофеев Михаил Владимирович
Определение технологических условий шлифования деталей ГТД с учётом структурных и фазовых изменений в их поверхностном слое
Ямилова Ляйсан Салимьяновна
Определение краевых условий механических и электронных систем
Назаркин Олег Александрович
Разработка и исследование методов управления запасами в условиях нечеткого определения величин
Сурков Иван Александрович
Исследование условий эксплуатации, определение причин разрушений и обеспечение безотказной работы колонн мощных гидравлических прессов

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net