ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ISSN 1561-9184 (печатная версия), ISSN 2616-6380 (електронная версия)

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 625.032.4

Техническая механика, 2017, 2, 73 - 83

РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ ПАССИВНОЙ ЗАЩИТЫ ВАГОНОВ ПАССАЖИРСКОГО ПОЕЗДА НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ КОЛЕИ 1520 мм

Н. Е. Науменко, М. Б. Соболевская, С. А. Сирота, Д. В. Горобец

Н. Е. Науменко
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

М. Б. Соболевская
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

С. А. Сирота
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

Д. В. Горобец
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

      При проектировании пассажирского вагона нового поколения необходимо предусмотреть наличие интегрированной в его конструкцию системы пассивной безопасности (СПБ), которая должна обеспечить защиту пассажиров и персонала поезда при наиболее вероятных аварийных столкновениях. Цель исследований – разработка устройств поглощения энергии (УПЭ), входящих в СПБ скоростных пассажирских вагонов нового поколения массой 50 – 64 т. В статье в соответствии с требованиями европейского стандарта по пассивной безопасности EN 15227 рассмотрено столкновение со скоростью 18 км/ч эталонного поезда из 4-х пассажирских вагонов с неподвижным половинным вагоном. Исследование динамической нагруженности первого вагона эталонного поезда для определения интегральных параметров УПЭ, в частности его энергоемкости, проведено в рамках дискретно-массовой математической модели. Новизной этой модели является усовершенствование силовой характеристики взаимодействия экипажей с учетом работы поглощающих аппаратов сдвигаемых автосцепных устройств и УПЭ, а также возможности возникновения в конструкциях экипажей пластических деформаций. В статье приведено также описание новой конечно-элементной модели пластического деформирования УПЭ при ударе, с помощью которой разработана конструкция УПЭ с энергоемкостью 0,3 МДж и выбраны ее параметры. Предложенные УПЭ предназначены для установки в концевых частях скоростного пассажирского вагона нового поколения вместо буферов, использовавшихся ранее для выборки зазоров в контуре зацепления сцепок.

Скоростной пассажирский поезд, прицепной вагон, столкновение, система пассивной безопасности, устройство поглощения энергии.

1. EN 15227. Railway applications – Crashworthiness requirements for railway vehicle bodies. Brussels: European committee for standardization, 2008. 37 p.

2. The EST crash buffer (EST крэш буфер). URL: http://www.crashbuffer.com/index.htm (Last accessed: 15.05.2017).

3. Сцепление и защита. Сцепные устройства и системы для передней части состава. URL: http://resource.voith.com/vt/publications/downloads/1994_r_g1712_rus_2013-03.pdf (Last accessed: 15.05.2017).

4. Jade E. Development process of a side bumper crash device. Passive Safety of Rail Vehicles. Innovation in passive safety and interior design. Proceedings of the 7th International Symposium (20–21 November 2008, Berlin). Berlin, 2008. P. 71 – 80.

5. Wasilewski L. Evolution of crash absorbing systems according to EN 15227 and according to real operation conditions. Passive Safety 2013 – Passive Safety of Rail Vehicles and Safe Interiors. Proceedings of the 9th International Symposium (21–22 February 2013, Berlin). Berlin, 2013. P. 211 – 218.

6. Axtone is the supplier of the largest crash buffers in Europe. URL: http://www.crashtechnology.eu/news/task,item/id,10/ (Last accessed: 15.05.2017).

7. Innova Systems & Technologies. Railway technologies & crash buffers. URL: http://www.innovasystech. com/ (Last accessed: 15.05.2017).

8. Tyrell D., Martinez E., Jacobsen K., Parent D., Severson K., Priante M., Perlman A. B. Overview of a Crash Energy Management Specification for Passenger Rail Equipment. American Society of Mechanical Engineers. 2006. № RC2006-94044. Р. 38 – 48.

9. Carolan M., Perlman B., Tyrell D. Alternative Occupied Volume Integrity (OVI) Tests and Analyses. Volpe National Transportation Systems Center. 2013. 134 p. URL: http://ntl.bts.gov/lib/48000/48300/ 48366/TR_Alternative_OVI_Testing_Report_edited_20131024_FINAL_1_.pdf (Last accessed: 15.05.2017).

10. Tyrell D., Llana P. Locomotive crashworthiness research // Volpe National Transportation Systems Center. – 2015. – 14 p. URL: http://ntl.bts.gov/lib/60000/60000/60019/IMECHE_Conf_Locomotive_crashworthiness _research.pdf (Last accessed: 15.05.2017).

11. Соболевская М. Б., Сирота С. А. Основные положения концепции пассивной защиты скоростного пассажирского поезда при аварийных столкновениях. Техническая механика. 2015. № 1. С. 84 – 96.

12. Беляев В. И., Ступин Д. А., Малафеев В. А. и др. Автосцепное устройство нового поколения для пас- сажирского подвижного состава. Вестник ВНИИЖТ. 2002. № 6. С. 5 – 11.

13. Кобищанов В. В., Антипин Д. Я. Исследование безопасности эксплуатации пассажирских вагонов, оборудованных беззазорным сцепным устройством, в поездах постоянного формирования. Вісник Східноукраїнського національного університету імені В. Даля. 2011. № 4 (158), частина 2. С. 46 – 49.

14. Лазарян В. А. О переходных режимах движения поездов. Тр. ДИИТ. 1973. Вып. 152. С. 3 – 43. 74

15. Блохин Е. П, Манашкин Л. А. Динамика поезда (нестационарные продольные колебания). М.: Транс- порт, 1982. 222 с.

16. Богомаз Г. И., Науменко Н. Е., Пшинько А. Н. и др. Нагруженность вагонов-цистерн при переходных режимах движения поездов. Киев: Наук. думка, 2010. 215 с.

17. Науменко Н. Е., Хижа И. Ю. Оценка нагруженности конструкций экипажей пассажирского поезда в аварийной ситуации, вызванной его столкновением с преградой // Залізничний транспорт України. 2011. № 2. С. 16 – 18.

18. Науменко Н. Е., Хижа И. Ю. Оценка эффективности системы пассивной безопасности локомотива при отработке тестовых сценариев столкновения. Техническая механика. 2012. № 1. С. 3 – 8.

19. Науменко Н. Е., Соболевская М. Б., Хижа И. Ю. и др. Моделирование динамики и напряженно- деформированного состояния элементов конструкций железнодорожных экипажей нового поколения при эксплуатационых и сверхнормативных нагрузках. Техническая механика. 2013. № 4. С. 84 – 96.

20. Науменко Н. Е., Хижа И. Ю. Моделирование аварийного соударения с преградой пассажирского поезда, оборудованного системой пассивной безопасности. Техническая механика. 2014. №4. С. 65 – 74.

21. Sobolevska M., Telychko I. Рassive safety of high-speed passenger trains at accident collisions on 1520 mm gauge railways. Transport problems. 2017. V. 12. Issue 1. Р 51 – 62.

22. Науменко Н. Е., Соболевская М. Б., Горобец Д. В. и др. Разработка элементов пассивной защиты ско- ростных пассажирских локомотивов нового поколения при аварийных столкновениях на железных дорогах колеи 1520 мм. Техническая механика. 2017. № 1. С. 72 – 82.

23. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы: учебник для вузов. М., 1986. 512 с.

Copyright (©) 2017 Н. Е. Науменко, М. Б. Соболевская, С. А. Сирота, Д. В. Горобец

Copyright © 2014-2018 Технічна механіка