Введение к работе
д.т.н., профессор Ю.А. Быков
Актуальность исследования.
Для решения важнейшей задачи увеличения грузопотока на основных направлениях ОАО "РЖД" предстоит обеспечить повышение массы и скорости движения поездов, увеличить погонные и осевые нагрузки подвижного состава, перейти на максимально выгодные с точки зрения энергетики режимы вождения составов, снизить материальные и энергетические потери, связанные с износом в системе "экипаж-путь".
Повышение осевых нагрузок позволяет увеличить провозную способность магистральных линий и ускорить доставку грузов за счет увеличения объема перевозок. Однако эксплуатация поездов с более высокими осевыми нагрузками приводит к их повышенному воздействию на путь, вследствие чего увеличивается интенсивность развития остаточных деформаций пути, что в свою очередь, приводит к уменьшению межремонтных сроков и, как следствие, увеличению затрат на текущее содержание пути.
В России и за рубежом уменьшение интенсивности развития остаточных деформаций пути от воздействия подвижного состава традиционно достигается за счет увеличения мощности пути (увеличение: веса рельса, эпюры шпал, площади опирания шпал на балласт, толщины балласта под шпалой). Но это, как правило, ведет к повышению жесткости пути, которая в свою очередь приводит к увеличению сил, возникающих в контакте колесо-рельс.
Другим возможным мероприятием по снижению интенсивности развития остаточных деформаций пути является повышение упругости подрельсового основания (подрельсовые, нашпальные и подшпальные прокладки, подбалластные маты и др). Однако с увеличением упругости пути возрастает упругая деформация рельса и, как следствие, затраты на тяговые усилия локомотива. Кроме того, повышение упругости ВСП требует применения дорогих материалов и проведения дополнительных работ для их укладки.
По мнению ряда ученых, снизить интенсивность развития остаточных деформаций пути, также можно, улучшив характеристики рессорного подвешивания тележек подвижного состава.
Таким образом, задача выбора метода снижения интенсивности развития остаточных деформаций пути требует оценки технической эффективности соответствующих мероприятий, для чего необходима разработка методики оценки влияния жесткости пути и типа рессорного подвешивания тележек на развитие остаточных деформаций пути. Исходя из этого диссертационная работа, направленная на исследование влияния жесткости пути и типа рессорного подвешивания тележек на развитие остаточных деформаций пути является актуальной.
Цель исследования состоит в разработке методики оценки влияния жесткости пути и типа рессорного подвешивания тележек на развитие остаточных деформаций пути.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
-
Выполнен аналитический обзор существующих методов расчета остаточной деформации пути;
-
Разработана модель и методика расчета остаточной деформации пути;
-
Проведена оценка точности и адекватности разработанной методики расчета взаимодействия пути и подвижного состава с учетом развития остаточных деформаций пути на основе численных методов, и полевых экспериментов;
-
Исследованы зависимости влияния модуля упругости пути и типа рессорного подвешивания грузовых тележек на развитие остаточных деформаций пути по разработанной методике.
Методы исследования. В работе использованы основные положения строительной механики и динамики взаимодействия подвижного состава и пути, численное моделирование, полевые эксперименты и их статистическая обработка.
Достоверность полученных результатов подтверждается использованием теоретических положений строительной механики и динамики, а также сходимостью результатов численного моделирования с принятыми методиками расчета пути и полевыми экспериментами.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Разработана модель и методика, позволяющая определить интенсивность развития остаточной деформации пути при различных конструкциях верхнего строения пути и типах рессорного подвешивания тележек;
-
Получены зависимости развития остаточных деформаций пути от модуля упругости пути и типа рессорного подвешивания.
Практическая ценность. Разработанная в диссертации методика позволяет:
-
-
-
-
Прогнозировать интенсивность развития остаточной деформации пути при различных осевых нагрузках и скоростях движения поездов;
-
Оценивать эффективность различных конструктивных решений пути и рессорного подвешивания тележек по критерию накопления остаточной деформации подрельсового основания.
Реализация результатов работы.
Результаты работы по влиянию модуля упругости основания на развитие остаточных деформаций пути были использованы при разработке «Технических указаний по усилению пути для снижения деформативности подшпального основания на маршрутах обращения поездов повышенной массы и длины», где были даны рекомендации по конструктивным решениям с целью снижения деформационных свойств пути.
Положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся:
Модель и методика воздействия подвижного состава на путь с учетом развития остаточной деформации пути в зависимости от пропущенного тоннажа;
Зависимости интенсивности развития просадок пути от II к III степени при модулях упругости пути 50 и 100 МПа;
Зависимости интенсивности развития просадок пути от II к III степени при центральном и двухступенчатом рессорном подвешивании грузовых тележек.
Апробация результатов. Основные положения диссертации были доложены на Научно-практической конференции Неделя науки – 2007 «Наука МИИТа транспорту», IX научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» 2008 г. Москва и Х научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» 2009 г. Москва.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6 печатных работах, из них 3 статьи опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация включает в себя введение, четыре главы, заключение и изложена на 99 страницах машинописного текста, в том числе 10 таблиц, 24 рисунка. Список использованных источников насчитывает 120 наименований.
Похожие диссертации на Оценка влияния жесткости пути и рессорного подвешивания тележек на развитие остаточных деформаций пути
-
-
-
