CC BY
7
• 7universum.com
UNIVERSUM:
, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_июль. 2023 г.
ОЦЕНКА ДИНАМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА ПРИ ДВИЖЕНИИ НА УКЛОНАХ
Юлдашов Абдусаид Абдураимович
ст. преподаватель,
Ташкентский государственный транспортный университет,
Республика Узбекситан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
Рахимов Огабек Отабекович
студент,
Ташкентский государственный транспортный университет,
Республика Узбекситан, г. Ташкент E-mail: ogabek. rakhimov. o@gmail. com
№ 7 (112)
EVALUATION OF DYNAMIC INDICATORS OF TRAIN MOVEMENT WHEN MOVING ON SLOPES
Abdusaid Yuldashev
Senior Lecturer, Tashkent State Transport University, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Ogabek Rakhimov
Student,
Tashkent State Transport University, Republic of Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
Данная работа посвящена моделированию движения грузового поезда при подъеме в режиме тяги. На основе математической модели разработана компьютерная модель движения поезда с помощью программного комплекса MSC.ADAMS. Рассмотрено продольно-динамическое взаимодействие вагонов при переходе на режим тяги на подъеме до 28 %о. Произведена оценка продольных сил в межвагонных соединениях поездов с составами из 50 вагонов и зазорами 50 мм.
ABSTRACT
This work is devoted to modeling the movement of a freight train during lifting in the traction mode. Based on the mathematical model, a computer model of train movement was developed using the MSC.ADAMS software package. The longitudinal-dynamic interaction of cars is considered during the transition to the traction mode on the rise up to 28 %o. The evaluation of longitudinal forces in inter-car connections of trains with trains of 50 cars and gaps of 50 mm was made.
Ключевые слова: модель движения поезда, продольно-динамическая сила, межвагонное соединение, горный профиль пути, тяга поездов.
Keywords: train movement model, longitudinal dynamic force, inter-car connection, mountain track profile, train traction.
Исследование динамики поездов с помощью экспериментальных испытаний требует больших средств, в связи с этим важно разработать теоретические подходы. Ранние модели поездов рассматривали массу вагонов и общую массу локомотива как материальную точку, к которой приложены все продольные силы. Позже, когда длина поездов увеличилась, поезд стал рассматриваться как гибкая нерастяжимая система с грузом на конце. Одним из серьезных недостатков таких схем является невозможность оценки нестационарных
динамических процессов, происходящих в поезде и влияющих на безопасность движения. По мере того, как поезда становились длиннее, эти вопросы становились все более актуальными и стали требоваться новые подходы к их решению.
Первые расчетные схемы движения поезда, позволяющие изучать переходные процессы при тро-гании поезда и начале движения, были предложен Жуковским в [1] и опубликованы в 1919 г. Состав поезда был представлен в виде системы с грузом, смоделированным на конце локомотива. Уравнение
Библиографическое описание: Юлдашов А.А., Рахимов О.О. ОЦЕНКА ДИНАМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА ПРИ ДВИЖЕНИИ НА УКЛОНАХ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 7(112). URL: https://7universum. com/ru/te ch/arch ive/item/15 768
№ 7 (112)
A UNI
/Ш. ТЕ)
7universum.com
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
июль, 2023 г.
колебаний представлял собой дифференциальное уравнение второго порядка, описывающее продольную динамику движения поезда под действием силы тяги. В качестве второй расчетной схемы предлагалось рассматривать поезд как систему твердых тел, соединенных посредством связей. В этом случае уравнение движения поезда состоял из системы линейных дифференциальных уравнений второго порядка. Однако, в то время не было возможности решать системы дифференциальных уравнений высокого порядка.
При разработке математических моделей движения поезда А. Лазарян предложил усовершенствовать расчетную схему Жуковского учитывая диссипацию энергии при колебаниях поезда и рассматривая его как стержень с грузом на конце. На такой схеме с достаточной степенью точности представлены процессы переходов в поезде в случае торможения локомотивом первоначально сжатого поезда, перемещения длинного поезда с места, движения по выпуклым или вогнутым изломам продольного профиля в растянутой или сжатой форме соответственно [2, 6]. Математическая модель в этом случае оказывается уравнением частных производных второго порядка. Лазарян также
предложил рассматривать поезд как систему одномерных твердых тел, связанных упругим образом, что позволяет определить ряд характеристик движения грузовых и пассажирских поездов.
Значительные продольные усилия на межвагонных соединениях, возникающих при трогании поезда, торможении или движении по сложному затяжному спуски и подъему, создают большую опасность при движении поезда. Эти силы должны быть ограничены исходя из условий безопасности движения по прочности и устойчивости грузового и пассажирского состава, для чего требуется детальное изучение продольной динамики железнодорожного подвижного состава.
Для исследования продольной динамики разработана математическая модель движения поезда, схема которой представлена на рисунке 1. В модели в виде отдельных тел массой mаi= 417,4 кг учтены пары автосцепок межвагонных соединений. Это позволило учитывать силовые характеристики каждого поглощающего аппарата, тем самым расширив возможности моделирования и повысив его точность.
Рисунок. 1. Схема математической модели поезда
Математическое описание подъема поезда (рис. 1) выражается в виде следующей системы уравнений равновесия:
тлйп + Щ.
ТЛ-ВЛ- Шлgsinал = 0;
.п:
+ Taï - T'ai — ™ai g sinaai = î = 1,2
тх + Wi + Tï — T' — mtgsinat = 0; i = 1,2, ...,n,
(1)
где тл, mai, mt - масса локомотива, автосцепок t-го межвагонного соединения и t-го вагона соответственно (t = 1, ..., n); хл,xai, xci - продольные
ускорения локомотива, автосцепок t-го межвагонного соединения и t-го вагона; Жл, W - основные силы сопротивления движению локомотива и t-го вагона; Тл, Tt, T't - силы, действующие на поглощающие аппараты локомотива и t-го вагона; Гш-, Га -силы, действующие на автосцепные устройства t-го межвагонного соединения; Вл - сила тяги локомотива; g - ускорение свободного падения; ал,
Оаь а - уклон пути, по которому движется локомотив, автосцепки /-го межвагонного соединения и /-й вагон; п - количество вагонов в составе поезда.
В приведенной математической модели поезд представляет собой цепочку твердых тел, соединенных связями, отражающими характеристики автосцепных устройств. Силы в межвагонных соединениях при использовании пружинно-фрикционного поглощающего аппарата определяются в соответствии с выражением [4, 51
T =
max(Снq + Kq + ; Срqk + TQv ) q > A ;
0, q <
A
(2)
С помощью указанной модели исследовано продольно-динамическое взаимодействие вагонов при
9
• 7universum.com
UNIVERSUM:
'E - '-1Ь УК^_июль. 2023 г.
движении поезда во главе с локомотивом 2O'Z-ELR с площадки на подъем, сила тяги 400 и 500 кН.
Таблица 1.
Результаты расчета сил на автосцепке в режиме тяги поезда
Масса состава, т Зазор, мм Номер вагона Действующие силы на автосцепки, кН
Сила тяги 400 кН Сила тяги 500 кН
1 411 527
10 487 609
4000 50 20 505 640
30 510 617
40 516 634
50 500 636
Возможность моделирования движения поезда по моделью трассы железнодорожной линии, учитываю-
участку продольного профиля пути заданного очер- щей требования нормативных документов [3].
тания обеспечивается разработанной математической
Список литературы:
1. Блохин Е.П. От материальной точки до нелинейной пространственной многомассовой модели поезда / Е.П. Блохин, К.И. Железнов, Л.В. Урсуляк // Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна. - 2009. - № 1. - С. 36-47.
2. Жуковский Н.Е. Работа (усилие) русского сквозного и американского несквозного тягового прибора при трогании поезда с места и в начале его движения / Н.Е. Жуковский // Бюллетень Экспериментального института путей сообщения. - 1919. - № 13. - С. 31-57.
3. СТН Ц-01-95. Железные дороги колеи 1520 мм. - введ. 1995-09-25. - М.: МПС РФ, 1995. - 86 с.
4. Юлдашов А.А. Исследование продольной динамики грузового поезда при использовании электродинамическом торможении в условиях горного участка железной дороги Ангрен - Пап / П.А. Сахаров, А.А. Юлдашов // Механика. Исследования и инновации. - 2021. - № 14. - С. 210 - 221.
5. Юлдашов А.А. Оценка влияния профиля пути на продольную динамику поезда на горных участках / А.А. Юлдашов, Ж.А. Абдирахманов, В.В. Эргашева // Universum: Технические науки. - 2023. - № 1 (106). -С. 64 - 68.
6. Ursulyak, L. Improvement of Mathematical Models for Estimation of Train Dynamics / L. Ursulyak, A. Shvets // Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan. - 2017. - no. 6. - Pp. 70-82.
№ 7 (112)
