Розрахункові збурення для оцінки динамічних якостей вантажних вагонів

Purpose. To form realizations of the calculated disturbances for studying the dynamic properties of railway vehicles. Methodology. Records of the track-test car for one of the typical track sections of the Pridneprovsk railroad are the basic data for building the disturbance components. To derive the true geometric parameters of the railway gauge the records of the track-test car using a double-point metering circuit are transformed considering the transfer function of the measuring system. A model of the calculated disturbances is presented as the four components: a symmetric vertical irregularity determined as a semi-sum of vertical irregularities of the right and left rails; an oblique-symmetric vertical irregularity of the track determined as a semi-difference of vertical irregularities of the right and left rails; horizontal irregularities of the right and left rails. Acceptability criterion of the constructed disturbances is a relationship between the values of the dynamical properties factors of cars and the corresponding experimental data. Findings. The three techniques for the calculated disturbances forming are proposed. The first technique uses records of the track-test car for the track with a sufficiently high amount for given track conditions as components of the calculated disturbances. In so doing symmetrical vertical components of disturbances resulting from records of settling are corrected with the mass and stiffness parameters of the car under consideration. The second technique uses building and applying the theoretical realizations of irregularities corresponding to a real track according to a spectral analysis. The third technique ensures a polyharmonic model of disturbances, the parameters of which are the values of the basic frequencies and amplitudes that are typical for irregularities of a railway track. A possibility of practical applying of the constructed models of disturbances are presented using an example for defining the standardized factors of the dynamical properties of empty and loaded open cars. Comparison of the calculated factors and experimental data demonstrated its assurance. Originality. The three models of the calculated disturbances that can be used for calculating estimation of the maximal values of the standardized dynamical factors of freight vehicles are proposed. Practical value. The research results ensure an acceptable predicted evaluation of the dynamical properties factors for the designed or refitted vehicles of railway rolling stock, refinement of the values of the certain system parameters at the stage of prototypes, reduction of the expenses for performance trials, etc.Цель. Формирование реализаций расчетных возмущений для исследования динамических качеств железнодорожных экипажей. Методика. Основой для построения составляющих возмущения являются записи показаний вагона-путеизмерителя зафиксированные на одном из характерных участков Приднепровской железной дороги. Для получения фактических геометрических параметров рельсовой колеи записи путеизмерителя, использующего двухточечную схему измерений, преобразуются с учетом передаточной функции измерительной системы. Модель расчетного возмущения представлена в виде четырех составляющих: симметричной вертикальной неровности, определяемой как полусумма вертикальных неровностей правого и левого рельсов; кососимметричной вертикальной неровности пути, определяемой как полуразность вертикальных неровностей правого и левого рельсов; горизонтальных неровностей правого и левого рельсов. Критерием приемлемости построенных возмущений является близость определенных с их помощью значений показателей динамических качеств вагонов и соответствующих экспериментальных данных. Результаты. Предложено три способа формирования расчетного возмущения. Первый – использование в качестве составляющих расчетных возмущений записей показаний вагона-путеизмерителя, зарегистрированных на участке с достаточно высокой для заданного состояния пути балльностью, при этом симметричные вертикальные составляющие возмущения, полученные по записям просадок, корректируются в зависимости от массо-жесткостных параметров исследуемого вагона. Второй – построение и применение теоретических реализаций неровностей, соответствующих по спектральному составу реальному пути. Третий – создание полигармонической модели возмущения, параметрами которой являются значения основных частот и амплитуд, характерных для неровностей железнодорожного пути. Возможность практического применения построенных моделей возмущений показана на примере определения нормируемых показателей динамических качеств порожнего и груженого полувагонов. Сравнение расчетных показателей с экспериментальными данными показало их достоверность. Научная новизна. Построены три модели расчетных возмущений, которые могут использоваться при расчетах по оценке максимальных значений нормируемых динамических показателей грузовых экипажей. Практическая значимость. Применение результатов таких исследований позволяет давать приемлемые прогнозные оценки показателей динамических качеств проектируемых или модернизируемых единиц железнодорожного подвижного состава, уточнять значения отдельных параметров системы на стадии создания опытных образцов, сокращать расходы на ходовые испытания и т. п.Мета. Формування реалізацій розрахункових збурень для дослідження динамічних якостей залізничних екіпажів. Методика. Основою для побудови складових збурення є записи показань вагона-колієвимірювача, зафіксовані на одній з характерних ділянок Придніпровської залізниці. Для отримання фактичних геометричних параметрів рейкової колії записи колієвимірювача, який використовує двоточкову схему вимірів, перетворюються з урахуванням передаточної функції вимірювальної системи. Модель розрахункового збурення представлено у вигляді чотирьох складових: симетричної вертикальної нерівності, яка визначається як півсума вертикальних нерівностей правої та лівої рейок; кососиметричної вертикальної нерівності, яка визначається як піврізниця вертикальних нерівностей правої та лівої рейок; горизонтальних нерівностей правої і лівої рейок. Критерієм прийнятності побудованих збурень є близькість визначених за їх допомогою значень показників динамічних якостей вагонів і відповідних експериментальних даних. Результати. Запропоновано три способи формування розрахункового збурення. Перший – використання як складових розрахункових збурень записів показань вагона-колієвимірювача, зареєстрованих на ділянці з досить високою для заданого стану колії бальністью, при цьому симетричні вертикальні складові збурення, отримані за записами осідань, коригуються залежно від масо-жорсткісних параметрів досліджуваного вагона. Другий – побудова і застосування теоретичних реалізацій нерівностей, які за спектральним складом відповідають реальній колії. Третій – створення полігармонічної моделі збурення, параметрами якої є значення основних частот і амплітуд, характерних для нерівностей залізничної колії. Можливість практичного застосування побудованих моделей збурень показана на прикладі визначення нормованих показників динамічних якостей порожнього й навантаженого піввагонів. Порівняння розрахункових показників з експериментальними даними показало їх достовірність. Наукова новизна. Побудовано три моделі розрахункових збурень, які можуть використовуватися при розрахунках щодо оцінки максимальних значень нормованих динамічних показників вантажних екіпажів. Практична значимість. Застосування результатів таких досліджень дозволяє давати прийнятні прогнозні оцінки показників динамічних якостей проектованих або модернізованих одиниць залізничного рухомого складу, уточнювати значення окремих параметрів системи на стадії створення дослідних зразків, скорочувати витрати на ходові випробування й та ін