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, 3, 72 - 83

ОЦЕНКА ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЖЕННОСТИ ЭТАЛОННОГО ПОЕЗДА С СИСТЕМОЙ ПАССИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЕГО СТОЛКНОВЕНИЯХ С ИДЕНТИЧНЫМ СОСТАВОМ И ГРУЗОВЫМ ВАГОНОМ

Н. Е. Науменко, М. Б. Соболевская, И. Ю. Хижа

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

И. Ю. Хижа
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

      Новый скоростной пассажирский подвижной состав колеи 1520 мм должен проектироваться с учетом систем пассивной безопасности (СПБ) при столкновениях. В состав СПБ входят устройства поглощения энергии (УПЭ), которые предназначены для защиты пассажиров и поездной бригады, а также конструкций экипажей от разрушительного действия ударных нагрузок. В Институте технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины разработаны конструкции УПЭ разной энергоемкости. Цель исследований – оценка динамической нагруженности экипажей эталонного поезда с СПБ при столкновениях, сценарии которых предусмотрены стандартом EN 15227. В статье рассмотрены сценарии столкновения со скоростью 36 км/ч эталонного поезда с идентичным поездным составом и с грузовым вагоном массой 80 т. Эталонный поезд сформирован из локомотива и четырех вагонов, концевые части которых оборудованы соответствующими УПЭ. В статье приведена дискретно-массовая модель лобового столкновения поездов. Новизной модели является силовая характеристика межвагонного соединения, которая учитывает работу сдвигаемых автосцепных устройств, УПЭ локомотивов и вагонов, упругопластическое деформирование конструкций экипажей. Рассмотрены два варианта формирования поезда: локомотив массой 90 т и вагоны массой 50 т; локомотив массой 123 т и вагоны массой 64 т. Показано, что требования европейского стандарта EN 15227 и разработанной концепции пассивной защиты скоростного пассажирского поезда колеи 1520 мм выполняются, если локомотив оборудовать УПЭ с энергоемкостью 0,95 МДж, вагоны массой 50 т – УПЭ с энергоемкостью 0,25 МДж, вагоны массой 64 т – УПЭ с энергоемкостью 0,3 МДж. Разработаны конструкции УПЭ с определенной энергоемкостью для локомотивов и вагонов.

Скоростной пассажирский поезд локомотивной тяги, столкновение, система пассивной безопасности, устройство поглощения энергии.

1. Основні аспекти стратегії розвитку ПАТ “Укрзалізниця” 2017 – 2021 роки. URL: http://www.uz.gov.ua/ files/file/Strategy_Presentation_fin1.pdf (Last accessed: 15.09.2017).

2. Програма (прогнозна) оновлення рухомого складу ПАТ “Укрзалізниця” на період до 2021 року та її виконання у 2017 році. URL: http://eurotrain.railway-publish.com/assets/files/pdf/1.pdf (Last accessed: 15.09.2017).

3. Залізничний транспорт України 2016-2017. URL: http://eurotrain.railway-publish.com/assets/files/ pdf/5.pdf (Last accessed: 15.09.2017).

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

5. Carl F.B., Schneider S., Wolter W. Development of the crashworthy locomotive platform TRAXX: Operational needs, technical concept and validation procedure. Passive Safety of Rail Vehicles and Safe Interiors. Proceedings of 5th International Symposium (17 – 18 March, 2005, Berlin). Berlin, 2005. P. 42–62.

6. The EST crash buffer (EST крэш буфер). URL: http://www.crashbuffer.com/index.htm (Last accessed: 15.09.2017).

7. Foedtke J., Schneider S., Pfrommer R., Zurheide H. Entwicklung der Kastenstruktur fur die Lokomotive Voith Maxima 40C. Design of the carbody structure for the Voith Maxima 40CC locomotive. ZEVrail Glasers Annalen. 2008. № 132. Р. 292–303.

8. Prima II – локомотивы нового поколения. Железные дороги мира. 2010. № 12. С. 17–25.

9. Siemens. Locomotives – Локомотивы. Интегрированные решения для эффективных пассажирских и грузовых перевозок. URL: http://eurotrain.railway-publish.com/assets/files/pdf/12.pdf (Last accessed: 15.09.2017).

10. 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: 15.09.2017).

11. 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.

12. 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.

13. Axtone is the supplier of the largest crash buffers in Europe. URL: http://www.crashtechnology.eu/news/task,item/id,10/ (Last accessed: 15.09.2017).

14. Innova Systems & Technologies. Railway technologies & crash buffers. URL: http://www.innova- systech.com/ (Last accessed: 15.09.2017).

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

16. 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.

17. Науменко Н. Е., Соболевская М. Б., Сирота С. А., Горобец Д. В. Разработка элементов пассивной защиты вагонов пассажирского поезда нового поколения для железных дорог колеи 1520 мм. Техническая механика. 2017. № 2. С. 73–83.

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

19. Llana P., Stringfellow P. Preliminary finite element analysis of locomotive crashworthy components. ASME 2011 Rail Transportation Division Fall Technical Conference RTDF011, September 21 – 22, 2011, Minnea- polis, Minnesota, USA: proceedings. Minneapolis, 2011. P. 1–11.

20. Llana P., Stringfellow R. Preliminary development of locomotive crashworthy components. ASME/ASCE/IEEE Joint Rail Conference JRC2011, March 16 – 18, 2011, Pueblo, Colorado, USA: proceedings. Pueblo, 2011. P. 11–20.

21. Науменко Н. Е., Хижа И. Ю. Оценка влияния работы устройств системы пассивной безопасности пассажирского локомотива на его динамическую нагруженность при аварийном столкновении с препятствием на железной дороге. Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетр. національного ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. 2013. № 1 (43). С. 154–161.

22. Науменко Н. Е., Хижа И. Ю. Моделирование взаимодействия экипажей пассажирского поезда, оборудованного системой пассивной безопасности, при аварийном столкновении с препятствием. Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетр. національного ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. 2015. № 4 (58). С. 163–174.

Copyright (©) 2017 В. І. Тимошенко, Ю. В. Книшенко, В. І. Щербаков

Copyright © 2014-2018 Техническая механика