Неравноупругость железнодорожного пути и ее учет в математических моделях подвижного состава ОАО «Российские железные дороги»
Ключевые слова:
железнодорожный путь, подвижной состав, неравноупругость пути, жесткость пути, подпрыгивание колесной пары, боковая качка, математическая модельАннотация
Проблема взаимодействия подвижного состава и железнодорожного пути является важнейшей для железнодорожного транспорта. До настоящего времени она не решена в полном объеме, видимо, из-за сложности соответствующих математических моделей. Для решения данной проблемы следует менять парадигму математических моделей, переходя от обыкновенных дифференциальных уравнений на обыкновенные дифференциальные уравнения со случайными коэффициентами. Большинство исследователей в расчетах динамики взаимодействия железнодорожного пути и подвижного состава вертикальную жесткость пути принимают постоянной величиной в продольном направлении, а это не так. Даже в случае «бархатного» пути существует его неравноупругость, жесткости над шпалой и в междушпальном ящике, по данным профессоров М.Ф. Вериго и А.Я. Когана, отличаются, такой вывод сделан на основании экспериментальных данных Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. Также необходимо учитывать, что жесткости по левым и правым колесам не идентичны. В новой парадигме обыкновенных дифференциальных уравнений с переменными, случайными или параметрическими коэффициентами меняются понятия резонанса и устойчивости. Из приведенных расчетов видно, что при введении показателя силы тяжести и учете параметров подвижного состава, а также жесткости пути под левым и правым колесами, величины подпрыгивания и боковой качки с увеличением скорости значительно возрастают, что может привести к разгрузке колеса и, как следствие, к его вползанию на головку рельса.
Библиографические ссылки
Медель В.Б. Взаимодействие электровоза и пути. М. : Трансжелдориздат, 1956. 335 с.
Медель В.Б. Подвижной состав электрических железных дорог. Конструкция и динамика. М. : Транспорт, 1974. 232 с.
Кильчевский Н.А. Курс теоретической механики. Т 2. Динамика системы, аналитическая механика, элементы теории потенциала, механики сплошной среды, специальной и общей теории относительности. М. : Наука, 1977. 543 с.
Вибрации в технике: справочник. В 6 т. Т. 1: колебания линейных систем. М. : Машиностроение, 1978. 352 с.
Болотин В.В. Динамическая устойчивость упругих систем. М. : ГИТТЛ, 1956. 600 с.
Шмидт Г. Параметрические колебания. М. : Мир, 1978. 336 с.
Каннингхэм У.Дж. Введение в теорию нелинейных систем. М. ; Л. : Госэнергоиздат, 1962. 456 с.
Филиппов А.Ф. Дифференциальные уравнения с разрывной правой частью // Математический сборник. 1960. Т. 51. № 1. С. 99–128.
Вериго М.Ф., Коган А.Я. Взаимодействие пути и подвижного состава. М. : Транспорт, 1986. 558 с.
Пахомов М.П., Нехаев В.А. К вопросу о параметрических колебаниях подвижного состава // Вопросы улучшения тяговых, энергетических и эксплуатационных свойств электровозов : сб. ст. Свердловск, 1978. № 59. С. 91–96.
Пахомов М.П., Галиев И.И., Нехаев В.А. Математическая модель колебаний тележки локомотива при движении по неравноупругому вдоль рельсового звена пути // Взаимодействие подвижного состава и пути и динамика локомотивов дорог Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера : межвуз. тем. сб. науч. тр. Омск, 1981. С. 9–15.
Механическая часть тягового подвижного состава / И.В. Бирюков, А.Н. Савоськин, Г.П. Бурчак и др. М. : Транспорт, 1992. 440 с.
Фришман М.А., Леванков И.С. Исследование особенностей изменения вертикальной жесткости пути по его длине // Исследование взаимодействия пути и подвижного состава : мезвуз. сб. науч. тр. Днепропетровск, 1972. № 138. С. 48–57.
Фришман М.А., Леванков И.С. Об особенностях изменения вертикальной жёсткости вдоль пути с тяжёлым типом верхнего строения // Науч. тр. ДИИТа. 1973. № 142. С. 3–10.
Фришман М.А., Липовский Р.С., Данович В.Д. Экспериментальное определение частотных характеристик рель-сошпальной решётки // Исследование взаимодействия пути и подвижного состава : мезвуз. сб. науч. тр. Днепропетровск, 1978. № 198/20. С. 3–11.
Бурчак Г.П. Колебания неподрессоренной массы на неравноупругом пути с неровностью // Тр. Акад. коммун. хоз-ва им. К.Д. Панфилова. 1980. Вып. 175. С. 84–98.
Панькин Н.А., Стесин И.М., Ценов В.П. Колебательные движения экипажей при параметрическом возмущении // Вестник ВНИИЖТ. 1978. № 1. С. 27–30.
Панькин Н.А., Стесин И.М., Беленькая Ю.Г. Вертикальные колебания экипажа, возникающие при движении по нерав-ноупругому пути // Тр. МИИТ. Прикладная математика и задачи железнодорожного транспорта : межвуз. сб. М., 1979. № 640. С. 24–32.
