Дослідження стійкості вагонів відповідно до EN 14363 з розробкою алгоритму проведення випробувань

Abstract

Забезпечення стійкості руху та запобігання сходам рухомого складу з рейкової колії є одним із ключових завдань сучасного залізничного транспорту, оскільки динамічна взаємодія в системі «колесо–рейка» безпосередньо визначає рівень безпеки перевезень. Несправний стан ходових частин вагонів, рейкової колії можуть спричиняти формування небезпечних динамічних процесів, що збільшують ризик настання залізнично-транспортних пригод. У роботі досліджено сучасні підходи до оцінювання показників стійкості руху вантажних вагонів, проаналізовано методи розрахунку їх на українських залізницях та порівняно з європейськими вимогами стандарту EN 14363. Показано, що наявні методики на українських залізницях не повною мірою враховують вплив геометрії колії, зносу колісних пар та характеру реальної силової взаємодії. Розглянуто особливості проведення випробувань за EN 14363, визначено перелік критеріїв безпеки та вимоги до вимірювань, а також проаналізовано різні методики оцінювання – нормальну, спрощену, стендову та комбіновану. Проаналізовано алгоритмізацію процесу випробувань вагонів відповідно до EN 14363 та сформовано узагальнений алгоритм проведення таких випробувань. Додаткову увагу приділено можливостям застосування математичного та комп’ютерного моделювання для попередньої оцінки динамічної поведінки рухомого складу, що дозволяє зменшити обсяг натурних випробувань та підвищити точність прогнозування небезпечних режимів. Запропоновані в роботі рішення спрямовані на підвищення рівня безпеки, удосконалення процедур випробувань та гармонізацію української нормативної бази з європейськими стандартами.

Ensuring running stability and preventing derailments of rolling stock is one of the key tasks of modern railway transport, as the dynamic interaction within the “wheel–rail” system directly determines the level of operational safety. Defective conditions of wagon running gear or track infrastructure may lead to the formation of hazardous dynamic processes that increase the likelihood of railway accidents. This study examines modern approaches to evaluating the running stability indicators of freight wagons, analyses the existing calculation methods used on Ukrainian railways, and compares them with the European requirements of EN 14363. It is shown that the current Ukrainian methodologies do not fully take into account the influence of track geometry, wheelset wear, and the actual character of wheel–rail interaction. The features of testing procedures according to EN 14363 are reviewed, the list of safety criteria and measurement requirements is presented, and different evaluation methods—normal, simplified, stand-based, and combined—are analysed. The algorithmisation of the wagon testing process in accordance with EN 14363 is examined, and a generalized algorithm for conducting such tests is proposed. Additional attention is given to the potential use of mathematical and computer modelling for preliminary assessment of the dynamic behaviour of rolling stock, which helps reduce the volume of costly field tests and enhances the accuracy of predicting hazardous operating regimes. The solutions proposed in this work are aimed at improving safety levels, enhancing testing procedures, and harmonizing the Ukrainian regulatory framework with European standards.