Главная

Понедельник, 12.11.2018, 21:21



Приветствую Вас Гость | RSS
Главная
Меню сайта

Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 80

Динамика вагона и его взаимодействие с
железнодорожным путём.

Основатели  школы –профессор Сергей Васильевич Вершинский,

     профессор Владимир Давидович Хусидов

Продольная динамика

Сергей Васильевич Вершинский (1910–1995)

С.В. Вершинский выполнил теоретические исследования продольной динамики грузового поезда в процессе торможения на крутом спуске со сложным профилем и планом железнодорожного пути. Им была предложена формула для вычисления коэффициента устойчивости вагона от схода с рельсов, изучена устойчивость вагона под действием продольных растягивающих усилий в кривых участках пути, выведена формула для оценки устойчивости вагона от опрокидывания, выполнена оценка устойчивости вагона при его ударном входе в кривую. Результаты его теоретических и экспериментальных исследований включены в нормы для расчетов вагонов на прочность и проектирования их механической части.

Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Сергей Васильевич Вершинский наряду с теоретическими исследованиями совместно с другими учеными провел обширные испытания натурных поездов большой массы [24]. Установленные на основе этих опытов и теоретических исследований закономерности возникновения величины и повторяемости продольных сил внесены в Нормы проектирования вагонов.

Им были установлены основные связи продольных сил с характеристиками поезда, локомотива, вагона, с режимами эксплуатации. Введено понятие и установлены величины коэффициента продольной динамики; доказана недостаточная устойчивость двухосных грузовых вагонов в современных условиях эксплуатации, вследствие чего они вскоре были исключены из рабочего парка вагонов.

С.В. Вершинским выполнены теоретические исследования продольной динамики грузового поезда в процессе торможения на крутом спуске со сложным профилем и планом [25]. Рассмотрен состав из вагонов с автосцепками как многозвенный шарнирно-стержневой механизм, звенья которого под действием продольных сжимающих сил получают взаимные перекосы, с деформированием упругих поперечных связей (пружин рессорного подвешивания). Поскольку эти связи упругие, то перекос звеньев наступает лишь тогда, когда продольные силы достигают некоторой определенной величины, названной автором «критической». С.В. Вершинским предложена формула для вычисления коэффициента устойчивости вагона от схода с рельсов, изучена также устойчивость вагона под действием продольных растягивающих усилий в кривых участках пути, выведена формула для оценки устойчивости вагона от опрокидывания [93].

После экспериментального подтверждения выведенных формул они были включены в Нормы для расчетов на прочность и проектирования механической части новых и модернизированных вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм. Расчетные формулы и эксперименты показали, что устойчивость вагона существенно зависит от его массы и других параметров. Например, поезд, составленный из восьмиосных вагонов, имеет необходимую устойчивость при массе вдвое большей, чем поезд из четырехосных вагонов.

С.В. Вершинским выполнена оценка устойчивости вагона при его ударном входе в кривую [102], установлена допускаемая величина коэффициента относительного трения рессорного подвешивания, оценены динамические качества восьмиосных вагонов. Под его руководством разрабатывались вышеуказанные нормы.

С 1960 г. профессор С.В. Вершинский на кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство» МИИТа читал лекции по дисциплине «Динамика вагона», выделенной в самостоятельный предмет из курса «Вагоны», и руководил работой аспирантов. Он является автором и титульным редактором учебника «Динамика вагона», выдержавшего три издания [27, 28, 29] и переведенного в Кубе на испанский язык. Всего им опубликовано более 100 работ.

Многие годы, начиная со слесаря, электромонтера, Сергей Васильевич работал инженером на производстве, в Центральном вагоно-конструкторском бюро Минтяжмаша (ЦВКБ), руководителем сектора динамики и прочности вагонов ВНИИЖТа.

Он награжден орденом «Знак Почета», медалью «За трудовую доблесть» и дp.

Силовая характеристика, энергоемкость и другие параметры поглощающих аппаратов (амортизаторов удара) оказывают существенное влияние на продольную динамику. Наибольший вклад в исследования этих амортизаторов внес заслуженный деятель науки и техники РСФСР, доктор технических наук, профессор Лев Николаевич Никольский (1913–1983). В результате исследований фрикционных процессов при нестационарном трении он создал научные принципы расчета и проектирования поглощающих аппаратов автосцепки [108]. На основе разработанной Л.Н. Никольским теории созданы резинометаллические аппараты типов Р-2П и Р-4П, а также с металлокерамическими элементами типа ПМК, применяемые в вагонах.

Для расчета поглощающих аппаратов и других элементов вагонной конструкции Л.Н. Никольский и его ученики выполнили испытания вагонов, в результате которых получены статистические распределения продольных сил, действующие на грузовой вагон в поездах и на сортировочных горках; разработаны спектры ударных нагрузок, детерминированные и стохастические показатели работы поглощающих аппаратов. Эти результаты  использованы в нормах расчета вагонов на прочность.

Под руководством Л.Н. Никольского разработаны технические требования на проектирование поглощающих аппаратов автосцепки, которыми руководствуются вагоностроители.

Он является автором учебника для техникумов [107], соавтором вузовских учебников и учебных пособий [16, 17, 18, 59, 92, 93], имеет 94 печатные работы, 8 авторских свидетельств на изобретения.

Л.Н. Никольский награжден орденом Трудового Красного Знамени, медалью «3a трудовую доблесть» и др.

 

Колебания вагонов и другие вопросы динамики

Фундаментальные исследования по теории колебаний вагонов выполнил доктор технических наук, профессор кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» МЭМИИТа Алексеи Александрович Попов (1905- 1966). В изданной в 1940 г. книге [67] изложены основы теории свободных и вынужденных колебаний вагона с учетом трения в рессорном подвешивании, результаты исследований колебаний вагонов в системе поезда, движущегося по упругому рельсовому пути, а также явления резонанса при колебаниях вагона под действием периодических неровностей.

Основные вопросы динамики вагона (колебания, спокойствие хода, устойчивость вагона, сопротивленце движению, экспериментальные исследования и др.), а также конструкции вагонов, расчеты их прочности и методы проектирования систематизированы и изложены в трехтомном вузовском учебнике [60, 61, 62], написанном в 1939–1940 гг. членом-корреспондентом Академии наук Украины, доктором технических наук, профессором Михаилом Алексеевичам Короткевичем (1879–1942), заведующим кафедрой 'Вагоны и вагонное хозяйство» МЭМИИТа в 1939–1942 гг.

Доктор технических наук, профессор Михаил Васильевич Винокуров (1890–1955) в 1939 г. подробно исследовал собственные и вынужденные колебания двухосного и четырехосного грузового и пассажирского вагонов; рекомендовал целесообразные соотношения жесткостей ступеней рессорного подвешивания, степени демпфирования колебаний силами трения; установил соотношение между базой вагона и радиусом инерции кузова; определил положение метацентра вагона, при котором обеспечивается устойчивость; рекомендовал рациональные параметры люлечного устройства; оценил влияние нелинейности рессорного подвешивания на плавность хода вагона; определил длину волны извилистого движения колесных пар по рельсам и значение критической скорости при колебаниях виляния вагонов. Им было высказано предположение о целесообразности опирания кузова на боковые скользуны тележек для гашения колебаний виляния вагонов [31].

В 1945–1955 гг. М.В. Винокуров заведовал кафедрой «Вагоны и вагонное хозяйство» МЭМИИТа, имея большой производственный и научный стаж (помощник машиниста, машинист паровоза, инженер, начальник технического отдела, заместитель начальника цеха, заместитель начальника Ростовского паровозовагоноремонтного завода, главный инженер треста «Тепло и сила», заведующий кафедрой и проректор Донского политехнического, Ростовского и Днепропетровского институтов инженеров железнодорожного транспорта, директор Научно-исследовательского института паровозо-вагонного хозяйства и энергетики, руководитель отделения ВНИИЖТа). Ему было присвоено звание генерал-директора тяги II ранга, он награжден орденом Трудового Красного Знамени, медалью «За трудовую доблесть».

Под руководством М.В. Винокурова был создан в 1949 г. вузовский учебник по курсу «Вагоны» [14], переизданный в 1953 г. [15] и переведенный на китайский и румынский языки. В первом издании учебника им написано 16, а во втором 20 авторских листов. Важное значение имеют и другие работы Михаила Васильевича [32, 102]. Всего им было опубликовано 32 работы.

В.А. Лазаряном и его школой была разработана теория устойчивости не возмущенного движения рельсовых экипажей [66-69]. Эта теория используется для определения рациональных жесткостей рессорного подвешивания и характеристик демпферов тележек. Построены математические модели для исследования устойчивости движения, определены по условиям устойчивости параметры грузовых и пассажирских вагонов различных типов.

Совместно с В.А. Лазаряном проводил исследования устойчивости движения вагонов доктор технических наук, профессор Михаил Леонидович Коротенко [76, 77].

Доктор технических наук, профессор, лауреат премии Совета Министров СССР 1988 г. Александр Абрамович Львов (1912–1994) исследовал колебания четырех-, шести- и восьмиосных грузовых вагонов, разработал метод определения параметров рессорного подвешивания, при которых движение вагонов становится устойчивым; теоретически и экспериментально исследовал колебания вагонов при несимметричном их загружении; установил допустимые величины смещений центра массы груза; исследовал поперечные колебания жидкости в котле цистерны в зависимости от высоты его заполнения; на основе теоретических и экспериментальных исследований рекомендовал рациональные параметры вагонов скоростного движения с пневматическими рессорами; исследовал динамику тридцатидвухосного транспортера грузоподъемностью 500 т; установил возможность его эксплуатации со скоростью движения до 90 км/ч [77, 80, 81, 82].

А.А. Львов провел комплекс исследований, позволивший установить рациональные параметры вагонов высокоскоростного движения.

В 1978–1990 гг. А.А. Львов, будучи профессором кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» МИИТа, читал лекции по курсу «Вагоны», руководил работой аспирантов, впервые организовал изучение дисциплины «Контейнеры» и написал соответствующее учебное пособие [79]. Им опубликовано 123 работы, имеет четыре изобретения.

Доктор технических наук, лауреат премии Совета Министров СССР Любовь Осиповна Грачева провела экспериментальные исследования по оценке динамических качеств шести- и восьмиосных грузовых вагонов, показав их превосходство над четырехосными по условиям безопасности и воздействия на путь, исследовала вынужденные колебания вагонов под воздействием случайных неровностей пути [33], оценила влияние износов клиновых гасителей колебаний тележки типа ЦНИИ-Х3-О на динамические показатели вагонов [80].

Она выполнила комплекс исследований по динамике вагонов (с тележками колеи 1067 мм), эксплуатирующихся на острове Сахалине, и определила условия обращения обще сетевых вагонов по железнодорожным путям Сахалина. В результате чего была допущена эксплуатация таких вагонов с осевой нагрузкой 216 кН, а авторы исследований удостоены премии Совета Министров СССР. Ею разработана методика анализа расследований аварий и крушений на железных дорогах.

Доктор технических наук, профессор кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» МИИТа Владимир Давидович Xyсидов в 1965 г. разработал математические модели нелинейных колебаний восьмиосных вагонов и методы их анализа, основанные на численном интегрировании дифференциальных уравнении. В решении задач динамики железнодорожного подвижного состава это было сделано впервые. За эти исследования в 1968 г. ему была присуждена ученая степень кандидата технических наук. С участием своих учеников он разработал компьютерную систему движения вагонов по прямым и кривым участкам пути, стрелочным переводам. Под его руководством была создана компьютерная программа для исследования причин схода вагонов с рельсов. Эта программа принята Департаментом безопасности движения и экологии МПС России за основную для анализа случаев аварий и крушений на железнодорожном транспорте. Предложенные им методы компьютерного моделирования колебаний в настоящее время широко применяются в транспортной динамике.

В.Д. Хусидов разработал методы расчета динамических напряжений в конструкциях кузовов и тележек вагонов. Математические модели, построенные В.Д. Хусидовым, описывают волны упругих деформаций в стержневых конструкциях, пластинах и оболочках при их динамических напряжениях. Формально такие модели представляют дифференциальные уравнения в частных производных с не стационарными граничными условиями. В.Д. Хусидовым был разработан метод интегрирования таких уравнений и компьютерные программы расчетов динамических напряжений в кузовах и рамах тележек. Результаты анализа динамических напряжений в элементах кузовов грузовых вагонов включены в Нормы расчета и проектирования вагонов.

За эти исследования в 1980 г. ему присуждена ученая степень доктора технических наук. Компьютерные программы расчетов динамики и прочности вагонов, разработанные В.Д. Хусидовым, широко используются вагоностроительными заводами, исследовательскими институтами и в учебном процессе в вузах.

В 1994 г. по заказу МПС РФ под его руководством разработана компьютерная система моделирования движения пассажирских вагонов по прямым, криволинейным участкам пути и стрелочным переводам. На основе такого моделирования устанавливаются причины сходов и аварий.

В.Д. Хусидов является автором более 100 научных статей, соавтором монографии [98] и двух учебников для вузов [29, 63]. Он имеет 10 авторских свидетельств на изобретения.

Академик Международной Академии информатизации, доктор технических наук, профессор кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» МИИТа Виктор Николаевич Филиппов разработал теоретические методы исследования вынужденных пространственных колебаний многоосных вагонов, как существенно нелинейных систем с переменной структурой. Теоретически обосновал и подтвердил экспериментально целесообразные параметры ходовых частей многоосных вагонов с раздельными схемами передачи вертикальных и горизонтальных нагрузок от кузова на тележки. Разработал теоретические методы прогнозирования динамических воздействий на конструкцию вагона при аварийных режимах. Справедливость этих методов подтверждена экспериментально при соударениях вагонов и их элементов с большими скоростями, сопровождаемых сходами вагонов с рельсов и опрокидыванием их с высоких насыпей.

На основании теоретических разработок предложены конструкции устройств защиты котлов цистерн для опасных грузов при аварийных ситуациях. Освоено серийное производство таких цистерн в Польше и на Уралвагонзаводе.

После окончания в 1958 г. Рославльского техникума железнодорожного транспорта В.Н. Филиппов работал в вагонном депо Орел слесарем, осмотрщиком вагонов, бригадиром, служил в рядах Советской Армии. Окончив в 1968 г. МИИТ, работал младшим научным сотрудником, старшим инженером, руководителем вагонной научно-исследовательской лаборатории. В 1974 г. защитил кандидатскую, а в 1988 г. - докторскую диссертации. Он имеет 111 печатных работ, в том числе справочное пособие [100], несколько статей, опубликованных на Кубе и в Польше, 11 авторских свидетельств и пять патентов на изобретения, награжден серебряной медалью ВДНХ.

Академик Российской Академии транспорта, доктор технических наук, профессор Александр Алексеевич Хохлов Хохловым разработал аналитические методы оценки нагруженности вагонов на основе теории эквивалентного преобразования исходных математических моделей.

Академик Российской Академии транспорта и Академии проблем качества РФ, заслуженный работник транспорта РФ, доктор технических наук, профессор кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» МИИТа Петр Степанович Анисимов выполнил комплекс исследований по обеспечению безопасной перевозки на транспортерах, платформах и полувагонах тяжеловесных, крупногабаритных и негабаритных грузов со смещением их центра массы от осел симметрии вагона. Им сформулированы основные требования к оценке безопасности движения вагонов с такими грузами и даны научно обоснованные рекомендации по безопасной и экономичной эксплуатации рассматриваемого подвижного состава. Эти рекомендации вошли в технические условия погрузки и крепления указанных грузов, реализуются на железных дорогах страны.

П.С. Анисимов является соавтором разработки и внедрения в практику уникальной, не имеющей аналогов в мире, комплексной технологии перевозки крупногабаритных и тяжеловесных промышленных и энергетических изделий, за что ему была присуждена в 1988 г. премия Совета Министров СССР. Он участвовал в разработке технических требований и параметров двухосной тележки, предназначенной для движения со скоростью до 140 км/ч; экспериментально-расчетного метода оценки воздействия грузовых вагонов на путь; метода оценки устойчивости колеса от вкатывания на головку рельса с использованием теории вероятностей; в испытаниях шести- и восьмиосных полувагонов и цистерн с тележками различной конструкции и восьмиосных транспортеров для перевозки уникальных крупногабаритных грузов.

П.С. Анисимов окончил в 1951 г. Тамбовский железнодорожный техникум, в 1956 г. - МИИТ, в 1967 г. защитил кандидатскую, а в 1989 г. - докторскую диссертации. Он имеет 155 печатных работ [1, 22, 75 и др.], три изобретения. С 1995-2000 гг. П.С. Анисимов заведовал кафедрой «Вагоны и вагонное хозяйство» МИИТа.

Профессором А.А. Хохловым разработаны аналитические методы оценки нагруженности вагонов на основе теории эквивалентного преобразования исходных математических моделей и усовершенствована методика выбора основных параметров вагонов с учетом их эксплуатации в рыночных условиях.

Академик Российской Академии транспорта, доктор технических наук, профессор кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» МИИТа Геннадий Иванович Петров разработал математические модели и программно-вычислительный комплекс ДИОНИС, описывающие движение грузового вагона на выбеге, в режиме торможения и тяги по прямым и криволинейным участкам пути с отклонениями от норм содержания ходовых частей и пути, аварийное падение вагона с магнитным подвешиванием на путь, соударения вагонов на сортировочных станциях.
Форма входа

Поиск

Календарь
«  Ноябрь 2018  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930

Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Архив записей

Друзья сайта
  • Сайт о вагонном хозяйстве


  • Copyright MyCorp © 2018
    Сделать бесплатный сайт с uCoz