Дослідження поздовжньої стискаючої сили у неоднорідному поїзді під час гальмування у кривій ділянці колії

Abstract

Досліджується виконання необхідної умови вкочування колеса колісної пари на головку рейки неоднорідного поїзда, сформованого з порожніх та завантажених вагонів на основі спрощеного алгоритму обчислення поздовжніх стискаючих сил. Досліджений розподіл максимальних стискаючих сил у перерізах поїзда за екстреного та службового гальмування. Для визначення поздовжньої динамічної стискаючої сили складаються диференціальні рівняння руху центрів мас головної і хвостової частин поїзда. Встановлюється поперечний переріз, у якому необхідно визначити поздовжні зусилля, час проходження гальмівної хвилі по поїзду і час проходження гальмівної хвилі до визначеного поперечного перерізу, різниця швидкостей центрів мас головної та хвостової частин поїзда. На основі отриманих результатів розраховується максимальне значення поздовжньої динамічної стискаючої сили, яка діє на конкретний вагон. У розрахунках радіус кривої, підвищення зовнішньої рейки та швидкість руху поїзда приймаються сталими величинами. Об’єктом дослідження є вантажний поїзд, сформований з тридцяти порожніх та тридцяти завантажених вагонів, який рухається на кривій ділянці колії. Досліджуються величини поздовжніх динамічних стискаючих сил, які виникають у конкретному перерізі цього поїзда під час застосування машиністом службового та екстреного гальмування. Був досліджений розподіл максимальних стискаючих сил в перерізах поїзда під час застосування машиністом службового та екстреного гальмування. Виконано перевірку необхідної умови вкочування колеса колісної пари на головку рейки для тридцятого порожнього вагона під час застосування службового та екстреного гальмування. Доопрацьований алгоритм спрощеного розрахунку найбільших поздовжніх сил в перерізах неоднорідного поїзда під час гальмування. Визначені стискаючі зусилля у поїзді та перевірено умову вкочування колеса на рейку під час руху на кривій ділянці колії. Показано, що нераціональне формування поїзда може призвести до виникнення зусиль, за яких сходження вагонів з рейок є можливим. Отримані результати можуть застосовуватися для встановлення причин сходження рухомого складу з рейок під час проведення залізнично-транспортних експертиз, а також для проведення оцінкових розрахунків під час формування поїздів.The article is aimed to determination of necessary condition of wheel rolling onto the rail head for heterogeneous train made up of empty and loaded cars using a simplified algorithm for computing the longitudinal compressive forces. It was investigated the distribution of the maximal compressive forces in the train sections during emergency and service braking. To determine the dynamic longitudinal compressive force the differential equations of the mass center movement of the fore and tail parts of the train are formulated. The cross section is set in which it is necessary to determine the longitudinal force, the time of passage of the braking wave along the train and the time of the passage of braking wave to the defined cross-section, the difference of mass centers velocities of the fore and tail train parts. Based on the results the maximum value of the dynamic longitudinal compressive force acting on a particular car is calculated. In calculating the radius of the curve elevation and train speed are taken as the constant values. Object of research is a freight train formed of thirty empty and thirty loaded cars moving in the curved track section. The article studies the dynamic values of longitudinal compressive forces that occur in a particular section of the train during service and emergency braking. It was studied the distribution of maximum compressive forces in the cross sections of the train during service and emergency braking. The check of execution of necessary condition of wheel rolling onto the rail head for thirtieth empty car during service and emergency braking was completed. The algorithm of simplified calculation of the maximal longitudinal forces in heterogeneous cross sections of the train when braking was improved. There were determined compressive forces in the train and checked the conditions of wheel rolling onto the rail when moving in a curved track section. It was shown that the irrational train forming can result in efforts, which can cause cars derailment. The obtained results can be used to establish the causes of rolling stock derailment during the railway-transport expertises, as well as to conduct estimating calculations when forming the trains.