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

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 629.4:62-788.2

Технічна механіка, 2020, 3, 79 - 90

АНАЛІЗ ДИНАМІЧНОЇ НАВАНТАЖЕНОСТІ ЕКІПАЖІВ МОТОРВАГОННОГО ШВИДКІСНОГО ПОЇЗДА З СИСТЕМОЮ ПАСИВНОЇ БЕЗПЕКИ ПРИ ЙОГО ЗІТКНЕННІ З ВАНТАЖНИМ ВАГОНОМ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2020.03.0079

Соболевська М. Б., Науменко Н. Ю., Горобець Д. В.

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

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

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

      Характеристики вагонів сучасного вітчизняного швидкісного моторвагонного поїзда повинні відповідати діючим в Україні стандартам ДСТУ EN 12663, ДСТУ EN 15227, що регламентують його міцність в експлуатації та пасивну безпеку при аварійних зіткненнях. В нові конструкції вагонів повинні бути інтегровані системи пасивної безпеки (СПБ) з пристроями поглинання енергії (ППЕ), які при зіткненні поїзда з перешкодою дозволять зберегти життя пасажирів, поїзної бригади та зменшити пошкодження рухомого складу. Мета роботи – оцінка динамічної навантаженості екіпажів моторвагонного поїзда з СПБ при його зіткненні з вантажним вагоном згідно з умовами сценарію 2 ДСТУ EN 15227. Науковою новизною статті є математична модель для дослідження зіткнення моторвагонного поїзда з вантажним вагоном на основі розробленої математичної моделі зіткнення ідентичних моторвагонних поїздів (сценарій 1 ДСТУ EN 15227) з урахуванням силової характеристики взаємодії головного та вантажного вагонів в аварійній ситуації. Запропонована математична модель дозволяє отримати середні значення прискорень екіпажів і пластичних деформацій їх конструкцій для порівняння з допустимими значеннями згідно з критеріями ДСТУ EN 15227. Проведено дослідження динамічної навантаженості екіпажів моторвагонного поїзда з СПБ при його зіткненні зі швидкістю 36 км/год з вантажним вагоном масою 80 т. Розглянуто еталонний поїзд, що складається з головного вагона масою 80 т і чотирьох проміжних вагонів масою 50 т (відповідає масі більшості видів вагонів на європейських залізницях з шириною колії 1435 мм), а також масою 64 т (відповідає типовій масі проміжного вагона, що використовується на вітчизняних залізницях з шириною колії 1520 мм). Для пасивної безпеки поїзда запропоновано використовувати розроблені в Інституті технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України захисні пристрої ППЕ 1 з енергоємністю 0,95 МДж для установки на рівні автозчепів в лобовій частині головного вагона, ППЕ 2 з енергоємністю 0,25 МДж та ППЕ 3 з енергоємністю 0,3 МДж для установки на рівні автозчепів у хвостовій частині головного вагону та у кінцевих частинах пасажирських вагонів відповідно з масами 50 т та 64 т, а також пристрої поглинання енергії верхнього рівня (ППЕ ВР) з енергоємністю 0,12 МДж для установки в лобовій підвіконній частині головного вагона. В результаті проведених досліджень встановлено, що за критеріями ДСТУ EN 15227 для поїзда з масою проміжних вагонів 50 т доцільним є пасивний захист згідно з варіантом 1 (лобову частину головного вагона обладнано двома ППЕ 1 та двома ППЕ ВР, його хвостову частину – двома ППЕ 2, проміжні вагони обладнано спереду і ззаду двома ППЕ 2), а для поїзда з масою проміжних вагонів 64 т – пасивний захист згідно з варіантом 2 (спереду головний вагон обладнано двома ППЕ 1 та двома ППЕ ВР, ззаду головний вагон та спереду і ззаду проміжні вагони обладнано двома ППЕ 3). Запропонована математична модель і результати виконаних досліджень можуть бути використані при проєктуванні головних та проміжних вагонів вітчизняного моторвагонного пасажирського поїзда з урахуванням вимог ДСТУ EN 15227.
     

аварійне зіткнення, моторвагонний поїзд, вантажний вагон, головний вагон, система пасивної безпеки, пристрої поглинання енергії

1. ДСТУ EN 12663-1:2018 (EN 12663-1:2010 + A1:2014, IDT). Залізничний транспорт. Структурні вимоги органів залізничного транспорту. Частина 1. Локомотиви та пасажирський рухомий склад (і альтернативний метод для вантажних вагонів). 2018. 18 c.

2. ДСТУ EN 15227:2015 (EN 15227:2008+A1:2010, IDT). Залізничний транспорт. Вимоги до ударостійкості рейкових транспортних засобів. 2016. 37 c.

3. EN 12663-1: 2010. Railway applications – Structural requirements of railway vehicle bodies. Brussels, 2010. 18 p.

4. EN 15227: 2008. Railway applications – Crashworthiness requirements for railway vehicle bodies. Brussels, 2008. 37 p. https://doi.org/10.15407/itm2020.02.066

5. Соболевська М. Б., Науменко Н. Ю., Горобець Д. В. Математичне моделювання динамічної навантаженості головного вагона з системою пасивної безпеки при зіткненні ідентичних моторвагонних поїздів. Технічна механіка. 2020. № 2. С. 66–79. https://doi.org/10.15407/itm2020.02.066

6. Roberts J., Fraikin B., Leveque D. Development and validation of a regional train platform to the requirements of EN 15227. Proc. of the 7th Int. Symp. 20–21.11.2008 on Passive Safety of Rail Vehicles. Innovation in Passive Safety and Interior Design (Berlin: IFV Bahntechnik e.V.) 2008. Vol. 17. P. 237–248.

7. Электропоезд серии 422. Железные дороги мира. 2010. № 5. С. 37–49.

8. Производство подвижного состава в странах Восточной Европы. Железные дороги мира. 2019. № 3. С. 61–65.

9. ГОСТ 32410-2013. Крэш-системы аварийные железнодорожного подвижного состава для пассажирских перевозок. Технические требования и методы контроля. 2014. 11 p.

10. Назаров О. Н. Технические особенности высокоскоростного электропоезда Velaro Rus. Техника железных дорог. 2009. № 1. С. 18–33.

11. Манглер Р. “Desiro rus” – перспективный электропоезд для пригородних перевозок в России. Локомотив-информ. 2012. № 10. С. 20–24.

12. Богатырев Б., Могучев А. Электропоезд ЭП2Д: будущее уже здесь. ЗАО “Трансмашхолдинг”. Журнал для партнёров. 2016. № 2 (6/2016). С. 4–11.

13. Игнатов Г. С. Межрегиональный двухсистемный электропоезд. Локомотив-информ. 2012. № 12. С. 16–19.

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

15. Науменко Н. Е., Соболевская М. Б., Хижа И. Ю. Оценка динамической нагруженности эталонного поезда с системой пассивной безопасности при его столкновениях с идентичным составом и грузовым вагоном. Технічна механіка. 2017. № 3. С. 72–83. https://doi.org/10.15407/itm2017.03.072

Copyright (©) 2020 Соболевська М. Б., Науменко Н. Ю., Горобець Д. В.

Copyright © 2014-2020 Технічна механіка