МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭКИПАЖЕЙ ПАССАЖИРСКОГО ПОЕЗДА, ОБОРУДОВАННОГО СИСТЕМОЙ ПАССИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ, ПРИ АВАРИЙНОМ СТОЛКНОВЕНИИ С ПРЕПЯТСТВИЕМ
Creators
- 1. Институт технической механики НАН Украины и ГКА Украины, Украина
- 2. Институт технической
Description
Цель. Развитие высокоскоростного движения на железнодорожном транспорте потребовало обновления требований к конструкции пассажирского подвижного состава и пересмотра стандартов безопасности при аварийных столкновениях поездов с препятствием. К конструкции экипажей нового поколения предъявляются требования по оснащению их пассивными крэш-системами, обеспечивающими безопасность пассажиров и персонала в аварийной ситуации. Испытания крэш-систем пассажирского подвижного состава продолжительны во времени и требуют значительных материальных затрат. В целях отработки тестовых сценариев столкновения поездного состава с препятствием и оценки показателей поглощения энергии соударения устройствами пассивной защиты в работе применяется компьютерное моделирование. Первым этапом проведения исследований динамических процессов, протекающих в поезде при сверхнормативных ударных воздействиях, является оценка максимальных значений сжимающих сил, возникающих в межвагонных соединениях поезда, локомотив и вагоны которого оборудованы системами пассивной безопасности. Методика. На основании концепции пассивной защиты пассажирского подвижного состава для колеи с шириной 1520 мм при аварийных столкновениях предложена концептуальная система пассивной безопасности для пассажирских поездов локомотивной тяги, сформированных из экипажей нового поколения. Системой пассивной безопасности рекомендуется оборудовать как локомотив, так и вагоны. Для предварительной оценки выполнения требований к системе пассивной безопасности пассажирского поезда при аварийных столкновениях, как правило, используется упрощенная дискретно-массовая модель, в которой поезд рассматривается как одномерная цепочка твердых тел, соединенных существенно нелинейными деформируемыми элементами. Результаты. Разработан алгоритм вычисления усилий в межвагонных соединениях поезда локомотивной тяги постоянного формирования, учитывающий специфику работ сцепных устройств, устройств поглощения энергии и упругопластические свойства конструкций кузовов экипажей при аварийных столкновениях. Научная новизна. Предложенный алгоритм позволяет учесть особенности формирования поезда локомотивной тяги нового поколения и работы межвагонных соединений при исследовании динамических процессов, протекающих в поезде в случае его аварийного столкновении с препятствием на железнодорожном пути. Практическая значимость. Разработанные алгоритмы вычисления усилий взаимодействия экипажей пассажирского поезда локомотивной тяги, оборудованных системами пассивной безопасности, могут быть использованы при математическом моделировании тестовых сценариев столкновения эталонного поезда с препятствием для отработки систем пассивной безопасности на этапе проектирования пассажирского подвижного состава нового поколения.
Files
49280-Article Text-101656-1-10-20150930.pdf
Files
(355.7 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b9dcf34935dd1615640372dfc55bf1f0
|
355.7 kB | Preview Download |
Additional details
Related works
- Is identical to
- Journal article: http://stp.diit.edu.ua/article/view/49280 (URL)
References
- Skorokhod S.A., Stoletov S.A., Bosetskaya D.O., Grechkin A.A. Analiz primeneniya avtostsepnogo ustroystva BSU-3 na passazhirskom podvizhnom sostave [Analysis of the use of automatic coupling device BSU-3 on passenger rolling stock]. Vagonnyy park – Car fleet, 2011, no. 9, pp. 28-29.
- GOST 32410-2013 (EN 15227:2008+A1:2010, NEQ). Mezhgosudarstvennyy standart. Kresh-sistemy avariynye zheleznodorozhnogo podvizhnogo sostava dlya passazhirskikh perevozok. Tekhnicheskiye trebovaniya i metody kontrolya. [State standart 32410-2013 (EN 15227:2008+A1:2010, NEQ). Interstate standard. A crash system of railway rolling stock for passenger transport. Technical requirements and methods of control].Moscow, Standartinform Publ., 2014. 11 p.
- GOST R 53076-2008 (YeN 12663:2000). Relsovyy transport. Trebovaniya k prochnosti kuzovov zheleznodorozhnogo podvizhnogo sostava [State standart R 53076-2008 (EN 12663:2000). Rail transport. The requirements for the strength of the body of railway rolling stock.].Moscow, Standartinform Publ., 2008. 12 p.
- Kobishchanov V.V., Antipin D.Ya. Issledovaniye bezopasnosti ekspluatatsii passazhirskikh vagonov, oborudovannykh bezzazornymi stsepnymi ustroystvami, v poyezdakh postoyannogo formirovaniya [A study of the safe operation of passenger cars equipped with no-backlash couplings, in trains of permanent formation]. Visnyk Skhidnoukrainskoho natsionalnoho universytetu imeni V. Dalia [Bulletin of the East Ukrainian National University named after V. Dahl], 2011, no. 4 (158), part 2, pp. 46-49.
- Naumenko N.Ye., Khizha I.Yu. Modelirovaniye avariynogo soudareniya s pregradoy passazhirskogo poezda, oborudovannogo sistemoy passivnoy bezopasnosti [Modeling of accidental collision with an obstacle passenger trains equipped with passive safety systems]. Tekhnicheskaya mekhanika – Technical Mechanics, 2014, no. 4, pp. 65-74.
- Naumenko N.Ye., Khizha I.Yu. Otsenka vliyaniya raboty ustroystv sistemy passivnoy bezopasnosti passazhirskogo lokomotiva na ego dinamicheskuyu nagruzhennost pri avariynom stolknovenii s prepyatstviнem na zheleznoy doroge [Influence assessment of the passive restraint system devices of the passenger locomotive on its dynamic loading during accidenton the railroad]. Nauka ta prohres transportu. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu – Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport], 2013, no. 1 (43), pp. 154-161. doi: 10.15802/stp2013/9585.
- Sobolevskaya M.B., Sirota S.A. Osnovnyye polozheniya kontseptsii passivnoy zashchity skorostnogo passazhirskogo poyezda pri avariynykh stolknoveniyakh [The basic concept of passive protection of high-speed passenger trains on accidental collisions]. Tekhnicheskaya mekhanika – Technical Mechanics, 2015, no. 1, pp. 84-96.
- EN 15227. Railway applications – Crashworthmess requirements for railway vehicle bodies. Brussel, European committee for standardization Publ., 2008. 37 p.
- EN 12663-1:2010. Railway applications – Structural requirements of railway vehicle bodies. Brussel, European committee for standardization Publ., 2010. 18 p.
- Locomotive Crashworthiness Requirements: AAR S-580 Standard. Washington, Association of American Railroads Publ., 2008. 44 р.
- Llana P., Stringfellow R. Preliminary development of locomotive crashworthy components. Proc. of the ASME/ASCE/IEEE. 2011 Joint Rail Conference (16.03–18.03. 2011). Pueblo, Colorado, USA, 2011, pp. 11-20. doi: 10.1115/jrc2011-56104.
- Llana P., Stringfellow R., Mayville R. Preliminary finite element analysis of locomotive crashworthy components. Proc. of the ASME/IEEE. 2013 Joint Rail Conf. (15.04.–18.04. 2013). Knoxville, TN, USA, 2013, pp. 1-11. doi: 10.1115/jrc2013-2546.
- Sun Y. Q., Cole C., Dhanasekar M., Thambiratnam D.P. Modelling and analysis of the crush zone of a typical Australian passenger train. Vehicle System Dynamics: Intern. Journal of Vehicle Mechanics and Mobility, 2012, vol. 50, no. 7, pp. 1137-1155. doi:10.1080/00423114.2012.656658.