Главная / 9 Железнодорожный путь и искусственные сооружения / 9.8 Взаимодействие вагонов и пути
Навигация
Форум
Главная
Карта сайта
Реклама на железнодорожных сайтах!


Здесь, и на двадцати других железнодорожных сайтах может быть Ваша реклама.

                                   Контакты:
                                   site1a@yandex.ru
                                   8 (921) 55-0000-5
Содержание
1 Общие сведения о ж.д. транспорте
2 Общие сведения о вагонном парке ж.д.
3 Общие принципы устройства вагонов
4 Грузовые вагоны
5 Пассажирские вагоны
6 Общие сведения о локомотивах и тяге поездов
7 Общие сведения об автотормозах и безопасности движения
8 Электроснабжение ж.д.
9 Железнодорожный путь и искусственные сооружения
10 Раздельные пункты
11 Организация движения поездов
12 Общие сведения об организации технического обслуживания вагонов
13 Технология вагоностроения и ремонта вагонов
14 Общие понятия о надежности и принципы обеспечения безопасности вагонов в эксплуатации

Взаимодействие вагонов и пути

           Взаимодействие вагонов и пути — одна из основных научных технических дисциплин железнодорожного транспорта, имеющая большое практическое значение. Основные объекты исследований этой дисциплины — конструкции пути и вагонов и параметры этих конструкций.
           Изучение процессов взаимодействия вагонов и пути началось вместе с зарождением железнодорожного транспорта, поскольку результаты исследований их взаимодействия необходимы для создания надежных и долговечных конструкций вагонов и пути, определения норм их устройства, правил ремонта и технического содержания. Дисциплина включает в себя исследования плоских и пространственных колебаний вагонов при движении их по детерминированным и случайным (стохастическим) неровностям пути; деформаций и необходимых конструктивных размеров элементов вагонов и пути с целью обеспечения достаточной прочности, долговечности, надежности в эксплуатации.
           Изучение процессов взаимодействия вагонов и пути началось вместе с зарождением железнодорожного транспорта, поскольку результаты исследований их взаимодействия необходимы для создания надежных и долговечных конструкций вагонов и пути, определения норм их устройства, правил ремонта и технического содержания. Дисциплина включает в себя исследования плоских и пространственных колебаний вагонов при движении их по детерминированным и случайным (стохастическим) неровностям пути; деформаций и необходимых конструктивных размеров элементов вагонов и пути с целью обеспечения достаточной прочности, долговечности, надежности в эксплуатации.
           Исследования взаимодействия вагонов и пути являются научной базой рационального конструирования и эксплуатации вагонов и железнодорожного пути и средством интенсификации их использования, повышения пропускной и провозной способности железных дорог, обеспечения безопасности движения с точки зрения устойчивости колеса на рельсе и устойчивости от поперечного опрокидывания кузова вагона в кривых. Для выбора рациональных параметров вагонов при их проектировании, разработки норм размещения перевозимых грузов в вагонах; решения вопросов безопасности движения и повышения прочности и надежности узлов вагонов; определения конструктивной скорости движения вагонов; уменьшения силового воздействия вагонов на путь; обеспечения плавности хода, в частности пассажирских вагонов; уменьшения механического воздействия на перевозимые в грузовых вагонах грузы и соблюдения требований ездового комфорта пассажиров необходимо правильно и точно описать качественно и количественно динамические процессы, происходящие в движущемся вагоне, и управлять этими процессами.
           Эту часть дисциплины о взаимодействии вагонов и пути, в которой сконцентрирована совокупность методов и приемов решения задач по качественному и количественному описанию динамических процессов в вагоне и рекомендаций по улучшению динамических показателей вагонов, называют динамикой вагона.
           При проектировании конструкций железнодорожного пути и его элементов с выбором их геометрических форм, показателей прочности и надежности, с определением наибольших скоростей движения вагонов и их осевых нагрузок; норм устройства и содержания пути используется совокупность знаний, которая называется динамикой железнодорожного пути и теорией его проектирования и эксплуатации.
           Основой обоих направлений взаимодействия вагонов и пути является область исследований или расчетов, которая рассматривает вагон и путь как единую механическую систему. После решения вопросов в общем плане в ряде случаев удается рассматривать изолированно с известной мерой допущения вопросы теоретической механики, относящиеся к вагону или к пути.
           Наука о взаимодействии вагонов и пути служит для обеспечения безопасной перевозки грузов и пассажиров в кратчайшие сроки с минимальными затратами материалов на создание и эксплуатацию вагонов. Обеспечение безопасности движения поездов, надежности работы вагонов и пути с их максимальной производительностью и с минимальными затратами труда и энергии, особенно при высоких скоростях движения (свыше 250 км/ч для пассажирских поездов), осевых нагрузках до 30 т и погонных нагрузках до 10—12 т/м для грузовых поездов, при грузонапряженности отдельных линий свыше 200 млн т-км брутто в год, не может быть осуществлено без знания процессов взаимодействия пути и вагонов, которые в конечном итоге сводятся к взаимосвязанным случайным колебаниям различных элементов вагонов и пути, при которых могут возникнуть значительные остаточные деформации пути или потеря устойчивости вагонов на рельсах, усталостные или хрупкие поломки элементов или деталей вагонов и пути. Поэтому умение прогнозировать и рассчитывать, в зависимости от конструктивных особенностей вагонов, скоростей движения, норм содержания пути и вагонов и отступлений от них, грузонапряженности и ряда других факторов, процессы случайных колебаний вагонов и их эволюцию по мере износа пути и вагонов во всех звеньях единой механической системы «вагон — путь», умение управлять этими процессами и составляет конечную цель науки о взаимодействии вагонов и пути.
           При этом управление указанными процессами не предусматривает обязательного сведения их к нулю, поскольку это на практике невозможно. Нужно лишь стремиться свести их к такому разумному минимуму, который обеспечивает технические требования к данной системе с учетом перспективы ее эксплуатации и не требует чрезмерных затрат на ее создание и эксплуатацию.
           В настоящее время многие важные для железнодорожного транспорта задачи науки о взаимодействии вагонов и пути уже решены или успешно решаются для большей части практических проблем с использованием современных достижений в механике, математике и кибернетике, что позволило в буквальном смысле провести революцию в этой научной дисциплине.При изучении процессов взаимодействия вагонов и пути исследуются колебания вагонов и пути и динамические силы, развивающиеся в единой динамической системе «вагон—путь». Для теоретического исследования колебаний вагона и пути принято строить такие расчетные схемы и модели, в которых этот сложный колебательный процесс разделен на отдельные составляющие его линейные колебания: вертикальные, поперечные и продольные горизонтальные. При этом следует принимать во внимание, что обрессоренная масса вагона (рама тележки, кузов с грузом) может совершать также и угловые колебания. К вертикальным линейным колебаниям вагона относятся подпрыгивание и галопирование, а к горизонтальным поперечным колебаниям — виляние, боковая качка и поперечный относ кузова на рессорном подвешивании. Подпрыгивание — это вертикальные одинаковые по величине в каждый момент времени поступательные перемещения всех точек вагона или его обрессоренной массы (кузов, рама тележки). Галопирование — это вертикальные перемещения точек вагона, возникающие в результате поворота или вращения кузова вокруг мгновенной горизонтальной поперечной оси вращения, проходящей через центр массы вагона. Виляние — это поперечные колебания колесных пар, совершающиеся в пределах зазоров между гребнями колес и внутренней гранью головок рельсов, приводящие к извилистому движению вдоль пути колесных пар тележек, кузова. Колебания относа — это поперечные горизонтальные колебания, при которых в каждый момент времени возникают одинаковые по величине поступательные перемещения кузова или рамы тележки. Боковая качка — это вращательные движения кузова вагона вокруг мгновенной продольной оси вагона. Горизонтальные продольные по отношению к оси пути колебания вагона называются подергиванием.
           Изучение процесса взаимодействия пути и вагонов, а также выполнение инженерных расчетов и исследований сводится к следующему: выбор соответствующей математической модели процесса взаимодействия или его расчетной схемы, определение метода исследования и нахождение метода решения той или иной конкретной задачи, определение исходных данных для расчетов или исследований, т.е. параметров всех элементов, входящих в модель или расчетную схему.
           Математическая модель представляет собою систему дифференциальных уравнений, выражающих условия динамического равновесия динамической системы «вагон-путь». По этим уравнениям определяют свойства динамической системы, в частности, ее амплитудно-частотную характеристику, с помощью которой при заданных функциях неровностей пути и неровностей на поверхности качения колес могут быть определены параметры колебаний обрессоренной и необрессоренной масс, которые используются на практике для определения напряженного состояния, прочности, надежности элементов вагона и пути, накопления в них остаточных деформаций, возможного схода вагона с рельсов, для установления допускаемой скорости движения вагона.
           В экспериментальных исследованиях взаимодействия вагона и пути определяются механические характеристики вагона и пути, значения наиболее существенных параметров механических процессов во взаимодействующих конструкциях. В основу этих исследований положены комплексные испытания с использованием динамометрического и путеиспытательного вагонов-лабораторий, с помощью которых регистрируются соответствующей электронной измерительной аппаратурой и компьютерами линейные и угловые перемещения обрессоренных и необрессоренных масс вагона; вертикальные и горизонтальные ускорения и динамические силы, действующие на вагон при различной конструкции пути и различных неровностях пути; вертикальные и горизонтальные нагрузки на путь от вагонов, напряжения в элементах вагона и пути. По результатам испытаний определяется максимально допустимая скорость движения вагонов по пути с различными типами верхнего строения и различным планам линии (прямые, кривые) при наличии различных отступлений от проектных норм устройства пути и ходовых частей вагона. В комплексных испытаниях изучается также влияние на динамические процессы различных вариантов конструктивных решений в ходовых частях вагона.

           Вас также может заинтересовать:
           9.1 Земляное полотно
           9.2 Искусственные сооружения
           9.3 Верхнее строение пути
           9.3.1 Рельсы
           9.3.2 Рельсовые стыки и рельсовые скрепления
           9.3.3 Подрельсовые опоры
           9.4 Балластный слой
           9.5 Бесстыковой путь
           9.6 Стрелочные переводы
           9.7 Железнодорожный переезд
           9.8.1 Динамические характеристики железнодорожного пути
           9.8.2 Методы расчета элементов пути
Rambler's Top100 Анализ веб сайтов