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

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 629.4:62-758.2

Техническая механика, 2016, 2, 91 - 105

НАТУРНЫЕ УДАРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА УСТРОЙСТВА ПОГЛОЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ПАССИВНОЙ ЗАЩИТЫ ЛОКОМОТИВА ПРИ СТОЛКНОВЕНИЯХ

М. Б. Соболевская, С. А. Сирота, Д. В. Горобец, И. Б. Теличко

      Приоритетным направлением развития железнодорожного транспорта Украины является внедрение скоростного пассажирского движения и обновление подвижного состава. Локомотив нового поколения должен иметь систему пассивной безопасности, которая в случае неизбежного столкновения обеспечивает преобразование энергии удара в механическую работу, связанную с контролируемым пластическим деформированием специальных устройств поглощения энергии (УПЭ), что позволит уменьшить тяжесть последствий аварии и сохранить жизни пассажиров и поездной бригады. Статья посвящена актуальной проблеме разработки УПЭ для скоростного пассажирского локомотива на основе результатов математического моделирования пластического деформирования УПЭ при сверхнормативных ударах и натурных ударных испытаний (крэш-тестов) УПЭ на базе европейского стандарта EN 15227. В статье приведены результаты выполненного в испытательном центре TUV SUD Rail GmbH (Герлиц, Германия) крэш-теста опытного образца УПЭ коробчатого типа, содержащего сотовые пакеты. Конструкция УПЭ разработана в сотрудничестве Института технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины с ООО “Проектно-конструкторское производственное предприятие МДС” и запатентована в Украине. Цель крэш-теста – экспериментальное исследование пластического деформирования исследуемой конструкции при ударе, определение характеристики контактного усилия между соударяющимися телами, оценка энергоемкости опытного образца УПЭ. В статье дано описание разработанного научно-методического обеспечения. Приведены результаты конечно-элементного моделирования крэш-теста опытного образца УПЭ. Выполнена верификация разработанной конечно-элементной модели путем сравнения по критериям европейского стандарта EN 15227 результатов, полученных расчетным и экспериментальным путями. Подтверждена достоверность результатов численных расчетов, выполненных с помощью разработанного научно-методического обеспечения.

Пассажирский поезд, аварийное столкновение, пассивная безопасность, устройство поглощения энергии, крэш-тест, конечно-элементное моделирование.

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

2. Carl F. B. Development of the crashworthy locomotive platform TRAXX: Operational needs, technical concept and validation procedure / F. B. Carl, S. Schneider, W. Wolter // Passive Safety of Rail Vehicles 2013 : Railway Research Network Proceedings of the 5th International Symposium “Passive Safety of Rail Vehicles and Safe Interiors” in Berlin on 17 – 18 March 2005. – 2/2005. – Berlin : IFV Bahntechnik e.V. – 2005. – P. 42 – 62.

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

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

5. Vectron – a customer-optimized crash concept (Vectron – оптимизированная под потребителя крэш конце- пция) [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://www.mobility.siemens.com/mobility/global/en/interurban-mobility/railsolutions/ locomotives/vectron/technology/modular-locomotive-concept/replaceable-frontend/ pages/replaceable-front-end.aspx

6. The EST crash buffer (EST крэш буфер) [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://www.crashbuffer.com/index.htm

7. Wasilewski L. Evolution of crash absorbing systems according to EN 15227 and according to real operation conditions / L. Wasilewski // Passive Safety of Rail Vehicles 2013 : Railway Research Network Proceedings of the 9th International Symposium “Passive Safety 2013 – Passive Safety of Rail Vehicles and Safe Interiors” in Berlin on 21 – 22 February 2013. – 43/2013. – Berlin : IFV Bahntechnik e.V. – 2013. – P. 211 – 218.

8. Railway passive safety in Europe (Пассивная безопасность на железнодорожном транспорте Европы) [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://www.uic.org/cdrom/2008/02_globalview_india2/presentations/16.PassiveSafety_Europe_Pereira.pdf

9. ГОСТ 32410-2013 Межгосударственный стандарт. Крэш-системы аварийные железнодорожного по- движного состава для пассажирских перевозок. Технические требования и методы контроля. – М. : Ста- ндартинформ, 2014. – 29 с.

10. Соболевская М. Б. Основные положения концепции пассивной защиты скоростного пассажирского поезда при аварийных столкновениях / М. Б. Соболевская, С. А. Сирота // Техническая механика. – 2015. – № 1. – С. 84 – 96. 92

11. Sobolevska M. Passive safety system of an electric locomotive for high-speed operation on the railways with 1520 mm gauge / M. Sobolevska, I. Telychko // Passive Safety of Rail Vehicles 2013 : Railway Research Network Proceedings of the 9th International Symposium “Passive Safety 2013 – Passive Safety of Rail Vehicles and Safe Interiors” in Berlin on 21 – 22 February 2013. – 43/2013. – Berlin : IFV Bahntechnik e.V. – 2013. – P. 63 – 80.

12. Патент на корисну модель 64978 Україна, МПК В 61 G 11/00. Пристрій для поглинання енергії удару / Ушкалов В. Ф., Науменко Н.Ю., Теличко І. Б. та інш. – u201104838 ; заявл. 19.04.2011 ; опубл. 25.11.2011, Бюл. № 22/2011. – 6 с.

13. Bombardier transport France Crespin Engineering Tests France (Crespin тест-центр) [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://www.eurailsafe.net/file.php?id=202

14. Bombardier Successfully Concludes First Passive-Safety Crash Tests on Spacium 3.06 (Успешно заверши- лись первые крэш-тесты Spacium 3.06) [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://www.marketwired.com/press-release/bombardier-successfully-concludes-first-passive-safety-crash-testson- spacium-3o6-ile-tsx-bbd.a-752923.htm

15. Presentation of the first Regio 2N train (Презентация первого поезда Regio 2N) [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://www.bombardier.com/content/dam/Websites/bombardiercom/Events/Supporting%20Documents/BT/bo mbardier-transportation-20130924-press-kit-Regio-2N-Crespin-EN.pdf

16. Alstom Film Carte De Visite Reichshoffen (Визит на Alstom в Reichshoffen) [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https://www.youtube.com/watch?v=QZkxyGLFbwI&list=PLFSobSthzbUTQtpTvLbt- SyOxG6rVJkXZ&index=51

17. Sanecki H. Badania odpornosci zderzeniowej pojazdow szynowych / H. Sanecki // Seminarium, IK Warszawa, 8.05.2012 (Исследования ударопрочности железнодорожных транспортных средств) [Электронный ре- сурс]. – Режим доступа : http://www.ikolej.pl/fileadmin/user_upload/wydarzenia/Newsletter_No1.pdf

18. Crash test kabiny V300 Zefiro. Predkosc: 38 km/h. Zmigrod (Крэш-тест кабины V300 Zefiro) [Электрон- ный ресурс]. – Режим доступа : https://www.youtube.com/watch?v=M24h1M0VCrc

19. TUV SUD Rail New Challenges in Railway Operations (TUV SUD Rail новые вызовы в железнодорожных перевозках) [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https://www.tuevsued. de/uploads/images/1417169050321070970779/tuev-sued-rail-new-challenges-in-railway-operations.pdf

20. Лукас В. А. Теория автоматического управления / В. А. Лукас. – M. : Недра, 1990. – 416 с.

21. Инженерные методы исследований ударных процессов / Г. С. Батуев, Ю. В. Голубков, А. К. Ефремов и др. – М. : Машиностроение, 1977. – 240 с.

22. From engineering stress to true stress (От условных напряжений к истинным) [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://www.dynasupport.com/howtos/material/from-engineering-to-true-strain-true-stress

23. Krieg R. D. Implementation of a time independent plasticity theory into structural computer programs / R. D. Krieg, S. W. Key // Vol. 20 of Constitutive equations in viscoplasticity: computational and engineering aspects. – New York : ASME, 1976. – Р. 125 – 137.

24. Саймондс П. С. Динамика неупругих конструкций : пер. с англ. / П. С. Саймондс. – М. : Мир, 1982. – 224 с.

25. Cowper G. R. Strain Hardening and Strain Rate Effects in the Impact Loading of Cantilever Beams / G. R. Cowper, P. S. Symonds // BrownUniv. : Applied Mathematics Report. – 1958. – P. 28.

26. Оден Д. Конечные элемнты в механике сплошных сред / Д. Оден. – М. : Мир, 1976. – 464 с.

27. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы : учебник для вузов / И. С. Гоноровский. – М. : Радио и связь, 1986. – 512 с.

Copyright (©) 2016 М. Б. Соболевская, С. А. Сирота, Д. В. Горобец, И. Б. Теличко

Copyright © 2014-2018 Техническая механика