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

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 534

Техническая механика, 2019, 2, 80 - 92

ОЦЕНКА ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЖЕННОСТИ ЭКИПАЖЕЙ ПОЕЗДА С ЭЛЕМЕНТАМИ СИСТЕМЫ ПАССИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ СТОЛКНОВЕНИИ С ПРЕПЯТСТВИЕМ

Науменко Н. Е., Соболевская М. Б.

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

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

      Актуальной проблемой отечественного железнодорожного транспорта является замена морально и физически устаревших пассажирских поездов локомотивной тяги новыми скоростными поездами с эффективными средствами активной защиты и системами пассивной безопасности (СПБ) при аварийных столкновениях с различными препятствиями. СПБ предназначены для защиты пассажиров и персонала поезда, сохранения несущих конструкций железнодорожных экипажей, сокращения затрат на ликвидацию последствий столкновений. В аварийной ситуации в результате контролируемого пластического деформирования элементов СПБ происходит поглощение кинетической энергии удара, снижение продольных усилий в межвагонных соединениях и ускорений экипажей. Пассивную безопасность при столкновениях пассажирских поездов в странах ЕС регламентирует стандарт EN 15227, который в 2016 г. введен в действие в Украине как ДСТУ EN 15227:2015. В нем определены эталонные поезда, четыре сценария столкновения, требования по пассивной безопасности и критерии для оценки соответствия разработанных конструкций подвижного состава этим требованиям. В статье рассматривается сценарий 3, который характеризует столкновение со скоростью 110 км/ч пассажирского поезда с большим дорожным транспортным средством массой 15 т, представляющим собой свободно стоящее на переезде крупногабаритное деформируемое препятствие (КДП). Цель работы – оценка динамической нагруженности экипажей пассажирского поезда локомотивной тяги, оборудованных СПБ, при столкновении с КДП согласно сценарию 3. Научной новизной статьи является усовершенствованная математическая модель для решения нелинейной динамической задачи о столкновении эталонного поезда с КДП на переезде с учетом работы поглощающих аппаратов автосцепных устройств, возможности сдвига объединенных ударно-тяговых устройств в подвагонное пространство, пластического деформирования устройств поглощения энергии (УПЭ), возможности возникновения пластических деформаций в конструкциях локомотивов и вагонов, а также взаимодействия КДП и элементов передней части локомотива. Указанная математическая модель позволяет получить средние значения ускорений экипажей и пластических деформаций их конструкций для сравнения с допускаемыми значениями. В результате проведенных исследований установлено, что требования стандарта ДСТУ EN 15227:2015 для сценария 3 выполняются, если локомотив массой 123 т имеет в передней части каркаса кабины жертвенную зону энергоемкостью 0,3 МДж и оборудован с двух сторон двумя УПЭ с энергоемкостью каждого 0,95 МДж, а пассажирские вагоны массой 64 т оборудованы с двух сторон двумя УПЭ с энергоемкостью каждого 0,3 МДж. Предложенная математическая модель и результаты выполненных исследований могут быть использованы при проектировании железнодорожных экипажей отечественного пассажирского поезда локомотивной тяги с учетом требований ДСТУ EN 15227:2015.
     

пассажирский поезд, столкновение на переезде, крупногабаритное деформируемое препятствие, система пассивной безопасности

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

2. ДСТУ EN 15227:2015 (EN 15227:2008+A1:2010, IDT). Залізничний транспорт. Вимоги до ударостійкості рейкових транспортних засобів. URL: http://document.ua/zaliznichnii-transport_-vimogi-do-udarostiikosti-reikovih-tr-std32262.html (Last accessed: 28.01.2019).

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

4. Науменко Н. Ю., Хижа И. Ю. Моделирование взаимодействия экипажей пассажирского поезда, оборудованного системой пассивной безопасности, при аварийном столкновении с препятствием. Наука та прогрес транспорту. 2015. Вип. 4(58). С. 163–174.

5. Науменко Н. Е., Соболевская М. Б., Горобец. Д В., Маркова O. М., Ковтун Е. Н., Малый В. В., Сирота С. А. Разработка решений по обеспечению безопасности железнодорожных перевозок и пассивной защите пассажирского поезда при аварийных столкновениях. Техническая механика. 2018. № 3. С. 98–111.

6. Науменко Н. Ю., Соболевская М. Б., Хижа И. Ю. Оценка динамической нагруженности эталонного поезда с системой пассивной безопасности при его столкновениях с идентичным составом и грузовым вагоном. Техническая механика. 2017. № 3. С. 72–83.

7. Науменко Н. Е., Соболевская М. Б., Горобец Д. В., Богомаз Е. Г. Разработка элементов пассивной защиты скоростных пассажирских локомотивов нового поколения при аварийных столкновениях на железных дорогах колеи 1520 мм. Техническая механика. 2017. № 1. С. 72–82.

8. Науменко Н. Ю., Соболевська М. Б., Сирота С. А., Горобець Д. В. Розробка елементів пасивного захисту вагонів пасажирського поїзда нового покоління для залізниць колії 1520 мм. Технічна механіка. 2017. № 2. С. 73–83.

9. Соболевская М. Б., Горобец Д В., Сирота С. А. Определение характеристик препятствий для нормативных сценариев столкновений пассажирских поездов. Техническая механика. 2018. № 2. С. 90–103.

10. 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.

11. Соболевская М. Б., Горобец Д В., Сирота С. А. Анализ взаимодействия пассажирского поезда с системой пассивной безопасности и большого дорожного транспортного средства при столкновении. Техническая механика. 2019. № 1. С. 90–106.

Copyright (©) 2019 Науменко Н. Е., Соболевская М. Б.

Copyright © 2014-2019 Техническая механика