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, 2021, 4, 118 - 128

ВИЗНАЧЕННЯ СИЛОВОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЗАЄМОДІЇ СИСТЕМИ ПАСИВНОЇ БЕЗПЕКИ ГОЛОВНОГО ВАГОНА З ВЕЛИКИМ ТРАНСПОРТНИМ ЗАСОБОМ ПРИ ЗІТКНЕННІ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2021.04.118

Соболевська М. Б., Горобець Д. В., Сирота С. А.

Соболевська М. Б.
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

Сирота С. А.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

      Одним з пріоритетів Національної економічної стратегії України на період до 2030 року є розвиток транспортної галузі, зокрема оновлення рухомого складу, впровадження високошвидкісного пасажирського залізничного транспорту, підвищення рівня безпеки залізничних перевезень. Оновлення вітчизняного моторвагонного рухомого складу повинно відбуватися у відповідності до гармонізованих з європейськими нових вітчизняних стандартів, серед яких слід зазначити ДСТУ EN 15227, що регламентує пасивну безпеку пасажирського поїзда при аварійних зіткненнях з різними перешкодами. Нові конструкції вагонів мають бути обладнані не тільки ефективними сучасними гальмівними засобами для попередження аварійних зіткнень, але й системами пасивної безпеки, до складу яких входять пристрої поглинання енергії. Основним завданням цих пристроїв є зниження до допустимого рівня поздовжніх зусиль у міжвагонних з’єднаннях та прискорень вагонів при визначених стандартом ДСТУ EN 15227 трьох сценаріях зіткнень. У відділі статистичної динаміки і динаміки багатовимірних механічних систем Інституту технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України розроблено концепцію пасивного захисту вітчизняних швидкісних пасажирських поїздів при аварійних зіткненнях, що відповідають сценаріям стандарту ДСТУ EN 15227, пропозиції щодо пасивного захисту головного вагона моторвагонного поїзда, а також стільникові конструкції пристроїв поглинання енергії нижнього (ППЕ 1) і верхнього (ППЕ ВР) рівнів, які інтегруються в конструкцію лобової частини головного вагона та призначаються для гасіння основної частини енергії удару при лобових зіткненнях поїзда з перешкодами. В статті розглянуто сценарій 3 ДСТУ EN 15227: зіткнення еталонного моторвагонного поїзда зі швидкістю 110 км/год на залізничному переїзді з великим транспортним засобом масою 15 т, який моделюється великогабаритною перешкодою, що може деформуватися (ВПД). Метою статті є визначення силової характеристики взаємодії пристроїв поглинання енергії, розташованих в лобовій частині головного вагона, з великим транспортним засобом при зіткненні для подальшої оцінки відповідності запропонованого пасивного захисту нормативним вимогам. Побудовано скінченно-елементні моделі для аналізу пластичного деформування елементів систем “ППЕ 1 – ВПД”, “ППЕ ВР – ВПД” та “ППЕ 1 – ППЕ ВР – ВПД” при зіткненні з урахуванням геометричної та фізичної нелінійностей, динамічного зміцнення сталі в залежності від швидкості удару, змінної контактної взаємодії елементів розглянутої системи. В результаті виконаних досліджень визначено силові характеристики взаємодії пристроїв поглинання енергії з перешкодою, а також сумарну характеристику залежності контактного зусилля між двома пристроями нижнього та двома пристроями верхнього рівня від переміщення центра мас перешкоди при зіткненні. Запропоновані математичні моделі, отримані силові характеристики можуть бути використані при дослідженні динаміки зіткнення еталонного моторвагонного поїзда з великим транспортним засобом з метою оцінки відповідності пасивного захисту вітчизняного головного вагона, що проєктується, вимогам ДСТУ EN 15227.
     

моторвагонний поїзд, безпека руху, аварійне зіткнення, головний вагон, система пасивної безпеки, пристрої поглинання енергії, великий транспортний засіб

1. Постанова Кабінету Міністрів України від 03 березня 2021 р. № 179 Про затвердження Національної економічної стратегії на період до 2030 року. URL: https://www.kmu.gov.ua/npas/pro-zatverdzhennya-nacionalnoyi-eko-a179 (дата звернення: 07.06.2021).

2. 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.

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

4. Wingler F. Crash-energy managenent, Part II. URL: http://www.drwingler.com/wp-content/uploads/2016/08/Crash-Energy-Management.pdf (дата звернення: 16.09.2021).

5. Шаад Ф. Электропоезд серии ЭПМ. URL: http://history.rw.by/lokomotivy/epm/ (дата звернення: 16.09.2021).

6. Электропоезд TRAVERSO для Швейцарии представлен на выставке InnoTrans 2018. Железные дороги мира. 2018. № 12. С. 23–32.

7. Alstom Coradia Regional Trains. URL: https://www.railway-technology.com/projects/alstom-coradia-regional-trains/ (дата звернення: 16.09.2021).

8. Новый электропоезд для железных дорог Германии. Железные дороги мира. 2008. № 9. C. 48–55.

9. Roberts J., Fraikin B., Leveque D. Development and validation of a regional train platform to the requirements of EN 15227. Passive Safety of Rail Vehicles. Innovation in passive safety and interior design: the 7th International Symposium Passive Safety in Berlin on 20 – 21.11.2008: symposium proceedings. Berlin: IFV Bahntechnik e.V., 2008. Vol. 17. P. 237–248.

10. Banko F. P., Xue J. H. Pioneering the Application of High Speed Rail Express Trainsets in the United States. New York: Parsons Brinckerhoff Group Inc. One Penn Plaza, 2012. 328 p.

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

12. Маркова О. М., Соболевська М. Б., Мокрій Т. Ф., Ковтун О. М., Горобец Д. В. Розробка рекомендацій щодо підвищення рівня безпеки залізничних пасажирських та вантажних перевезень. Технічна механіка. 2021. № 2. С. 78–90. https://doi.org/10.15407/itm2021.02.078

13. 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

14. Соболевська М. Б., Науменко Н. Ю., Горобець Д. В. Аналіз динамічної навантаженості екіпажів моторвагонного швидкісного поїзда з системою пасивної безпеки при його зіткненні з вантажним вагоном. Технічна механіка. 2020. № 3. С. 79–90. https://doi.org/10.15407/itm2020.03.079

15. Соболевская М. Б., Горобец Д. В., Сирота С. А. Определение характеристик препятствий для нормативных сценариев столкновений пассажирских поездов. Технічна механіка. 2018. № 2. С. 90–103. https://doi.org/10.15407/itm2018.02.090

16. Соболевська М. Б., Горобець Д. В. Аналіз взаємодії пасажирського поїзда із системою пасивної безпеки й великого дорожнього транспортного засобу при зіткненні. Технічна механіка. 2019. № 1. С. 90–106. https://doi.org/10.15407/itm2019.01.094

17. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Радио и связь, 1986. 512 с.

Copyright (©) 2021 Соболевська М. Б., Горобець Д. В., Сирота С. А.

Copyright © 2014-2021 Технічна механіка