Оцінювання впливу максимальної величини вертикальної нерівності на динамічні параметри вантажного вагона

Abstract

Дослідження коливань рухомого складу та взаємодії його ходових частин з рейковою колією є складним інженерним завданням. Вільні та вимушені коливання рейкового екіпажу описуються системами диференціальних рівнянь високого порядку, що ускладнює аналітичні розрахунки без спрощень і припущень. При цьому динамічна модель повинна адекватно відображати ключові властивості системи, забезпечуючи достатню точність для оцінки її динамічних характеристик. Окрім цього, така модель має бути інструментом для вирішення практичних задач – підвищення безпеки руху та вдосконалення ходових якостей рухомого складу. Об’єкт даного дослідження дослідження – математична модель вантажного вагона. Мета дослідження – аналіз впливу величини вертикальних нерівностей рейкової колії на динаміку руху вантажного вагона. У роботі була проведено дослідження основних несправностей рейкової колії і допуски при її утриманні, проведено аналіз сучасних методів, які можуть бути застосовані при дослідженні динаміки руху рухомого складу по рейковій колії, а саме методи математичного та комп’ютерного моделювання, застосування сучасного програмного забезпечення при моделюванні динаміки руху рухомого складу. За допомогою математичної моделі вантажного вагона було досліджено вплив величини вертикальної нерівності рейкової колії на динаміку руху вантажного вагона та запропоновані рішення для покращення показників динамічних якостей його ходових частин.Study of rolling stock vibrations and the interaction of its running gear with the railway track is a complex engineering challenge. Free and forced vibrations of the rail vehicle are described by high-order systems of differential equations, which significantly complicates analytical calculations without simplifications and assumptions. At the same time, the dynamic model must adequately reflect the key properties of the system, ensuring sufficient accuracy for evaluating its dynamic behavior. Moreover, such a model should serve as a practical tool for solving problems related to ensuring the safety of rail vehicles and improving the performance of their running gear. The object of this study is the mathematical model of a freight wagon. The purpose of the research is to analyze the influence of vertical track irregularities on the dynamics of a freight wagon. This work includes a study of the main types of railway track defects and the permissible tolerances during track maintenance. It also analyzes modern methods applicable to the study of rolling stock dynamics on railway tracks, particularly mathematical and computer modeling methods, as well as the use of advanced software tools for simulating rolling stock dynamics. Using a mathematical model of a freight wagon, the effect of vertical track irregularities on the wagon’s dynamic behavior was investigated, and solutions were proposed to improve the dynamic performance of its running gear.