ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 625.032.4

Технічна механіка, 2017, 1, 72 - 82

РОЗРОБКА ЕЛЕМЕНТІВ ПАСИВНОГО ЗАХИСТУ ШВИДКІСНИХ ПАСАЖИРСЬКИХ ЛОКОМОТИВІВ НОВОГО ПОКОЛІННЯ ПРИ АВАРІЙНИХ ЗІТКНЕННЯХ НА ЗАЛІЗНИЦЯХ КОЛІЇ 1520 ММ

Н. Ю. Науменко, М. Б. Соболевська, Д. В. Горобець , О. Г. Богомаз

Н. Ю. Науменко
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України
Україна

М. Б. Соболевська
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України
Україна

Д. В. Горобець
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України
Україна

О. Г. Богомаз
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України
Україна

      При проектуванні локомотива нового покоління необхідно передбачити наявність інтегрованої в його конструкцію системи пасивної безпеки (СПБ), яка повинна забезпечити захист пасажирів і персоналу поїзда при найбільш ймовірних аварійних зіткненнях. У статті розглянуто сценарій зіткнення еталонного поїзда і вантажного вагона масою 80 т зі швидкістю 36 км/год. Еталонний поїзд складається з локомотива, обладнаного СПБ з пристроями поглинання енергії (ППЕ), і вантажного вагона масою 80 т. Такий сценарій передбачений європейським стандартом EN 15227. Мета досліджень – розробка ППЕ для швидкісних пасажирських локомотивів нового покоління масою 90 – 123 т. Дослідження динамічної навантаженості локомотива для визначення інтегральних параметрів ППЕ, зокрема його енергоємності, проведено в рамках дискретно-масової математичної моделі. Новизною цієї моделі є удосконалення силової характеристики взаємодії екіпажів з урахуванням роботи поглинаючих апаратів зсувних автозчепних пристроїв і ППЕ, а також можливості виникнення в конструкціях ППЕ та екіпажів пластичних деформацій. У статті наведено також опис нової скінченно-елементної моделі пластичного деформування ППЕ при ударі, за допомогою якої розроблено конструкцію ППЕ заданої енергоємності та обрано її параметри. Показано, що установка двох таких ППЕ в кінцевих частинах локомотива забезпечує виконання сценарію зіткнення еталонного поїзда з вантажним вагоном у відповідності з європейським стандартом EN 15227 і розробленою концепцією пасивної безпеки пасажирського рухомого складу залізниць колії 1520 мм.

швидкісний пасажирський локомотив, зіткнення, система пасивної безпеки, пристрій поглинання енергії

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

2. ГОСТ 32410-2013 (EN 15227 : 2008+A1 : 2010, NEQ). Межгосударственный стандарт. Крэш-системы аварийные железнодорожного подвижного состава для пассажирских перевозок. Технические требо- вания и методы контроля. М., 2014. 11 с.

3. 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.

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

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

6. The EST crash buffer (EST крэш буфер). URL: http://www.crashbuffer.com/index.htm (Last accessed: 17.02.2017).

7. 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.

8. Llana P., Stringfellow R. Preliminary development of locomotive crashworthy components. Proceedings of the ASME/ASCE/IEEE 2011 Joint Rail Conference JRC2011, Pueblo, Colorado, USA. 2011. P. 11 – 20.

9. Llana P., Stringfellow R., Mayville R. Finite Element Analysis and Full-Scale Testing of Locomotive Crashworthy Components. Volpe National Transportation Systems Center. 2013. 11 p. URL: http://ntl.bts.gov/lib/47000/47400/47410/JRC2013-2546_Loco_CW_Comp_Tests_FINAL.pdf (Last accessed: 17.02.2017).

10. 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: 17.02.2017).

11. 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: 17.02.2017).

12. Llana P., Tyrell D., Rakoczy P. Conventional Locomotive Coupling Tests: Test Requirements and Pre-Test Analysis. Volpe National Transportation Systems Center. – 2016. – 7 p. URL: http://ntl.bts.gov/lib/59000/59400/ 59405/JRC2016-5817_Locomotive_Coupling_Tests.pdf (Last accessed: 17.02.2017).

13. Соболевская М. Б., Сирота С. А. Основные положения концепции пассивной защиты скоростного пассажирского поезда при аварийных столкновениях. Техническая механика. 2015. Вып. 1. С. 84 – 96.

14. Науменко Н. Е., Хижа И.Ю. Оценка влияния работы устройств системы пассивной безопасности пассажирского локомотива на его динамическую нагруженность при аварийном столкновении с пре- пятствием на железной дороге. Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетр. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. 2013. №1(43). С. 154 – 160.

15. Соболевская М. Б., Сирота С. А., Горобец Д. В., Теличко И. Б. Разработка энергопоглощающих уст- ройств для пассивной безопасности подвижного состава железных дорог (численное моделирование и крэш тест). Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта. Тезисы докладов 75 Международной научно-практической конференции (14 – 15.05.2015, Днепропетровск). Днепропет- ровск, 2015. С. 103 – 104.

16. Sobolevska M., Telychko I. Passive safety system of an electric locomotive for high-speed operation on the railways with 1520 mm gauge. 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. 63 – 80.

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

Copyright (©) 2017 Н. Ю. Науменко, М. Б. Соболевська, Д. В. Горобець , О. Г. Богомаз

Copyright © 2014-2018 Технічна механіка