Badania możliwości spełnienia kryterium bezpieczeństwa przed wykolejeniem modelu pojazdu szynowego w zakresie istnienia rozwiązań statecznych

• Autorzy: Dusza M. , Zboiński K.

Warianty tytułu

EN

Fulfilment possibility of the derailment criterion by rail vehicle model in the range of stable solutions existence

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania stateczności ruchu modeli pojazdów szynowych stanowią etap wstępny w procesie konstruowania pojazdu rzeczywistego. Jeden z kolejnych etapów stanowią badania możliwości realizacji ruchu statecznego w kategoriach spełnienia warunków ruchu bezpiecznego. Wyniki przedstawione w artykule dotyczą układu typu 4-osiowy pojazd szynowy-tor. Dla modelu takiego układu wyznaczono tzw. "mapy stateczności ruchu" przedstawiające rozwiązania stateczne modelu w zakresie pod- i nadkrytycznych prędkości ruchu. Zmienna wartość współczynnika tarcia koła-szyny reprezentuje w badaniach zmienny stan powierzchni tocznych szyn i kół w układzie rzeczywistym. Dla trzech tras zakrzywionych o różnych promieniach krzywizny zbadano możliwość realizacji ruchu bezpiecznego w zakresie istnienia rozwiązań statecznych modelu. Jako kryterium determinujące ruch bezpieczny przyjęto kryterium Nadala.

EN

The rail vehicle stability analysis is one of the initial step in the real vehicle design process. The next step is a safety motion analysis usually. 4-axle rail vehicle-track model is analysed. It is a discrete multibody system. The FASTSIM code is employed for calculation of the tangential contact forces between wheel and rail. The wheel-rail coefficient of friction is a variable parameter in these researches. It represents the variable conditions in real circumstances (rain, snow, wheel-rail surface corrosion, and organic contaminations). Stability of motion along a curved track of different radii value for eight wheel-rail coefficients of friction values was analysed firstly. Then possibility of motion for velocity equal or bigger than the critical value was considered. The safety criterion against of derailment (the Nadal criterion) was chosen to separate the ranges of velocity and wheel-rail coefficient of friction, which corresponds the stable and safety motion from the ranges where the stable criterion is not fulfill. The results are presented in form of diagrams.

Słowa kluczowe

PL

pojazd szynowy; badania symulacyjne; stateczność ruchu; kryterium Nadala

EN

rail vehicle; numerical simulations; stability of motion; Nadal criterion

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 114
• Strony: 85--101
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dusza M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Transportu

autor

Zboiński K.

• Politechnika Warszawska, Wydział Transportu

Bibliografia

• 1. Bałuch H., Bałuch M.: Układy geometryczne toru i ich deformacje, PKP Polskie Linie Kolejowe S.A., Warszawa 2010.
• 2. Choromański W., Zboiński K.: The software package ULYSSES for automatic generation of equation and simulation of railway vehicle motion. Proc. of Scientific Conf. on Transport Systems Engineering, sec. 4, pp. 47-52, PW i KT PAN, Warszawa 1995.
• 3. Dusza M., Zboiński K.: Bifurcation approach to the stability analysis of raił vehicle models in a curved track, The Archives of Transport, volume XXI, issue 1-2, pp. 147-160, Warsaw 2009.
• 4. Dusza M.: The wheel-rail contact friction influence on high speed vehicle model stability, Transport Problems, volume 10, issue 3, ISSN 1896-0596 (online 2300-861X), pp. 73-86, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2015.
• 5. Dusza M.: Wpływ czynników środowiskowych na stateczność i bezpieczeństwo ruchu modelu pojazdu szynowego, Prace Naukowe Transport, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, zeszyt 105, str. 21-34, Warszawa 2015.
• 6. Kalker, J.J.: A fast algorithm for the simplified theory of rolling contact. Vehicle System Dynamics, vol. 11, 1982, pp. 1-13.
• 7. Krupowicz A.: Metody numeryczne zagadnień początkowych równań różniczkowych zwyczajnych, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1986.
• 8. Lai Wei, Jing Zeng, Pingbo Wu, Hao Gao: Indirect method for wheel-rail force measurement and derailment evaluation, Vehicle System Dynamics Vol. 52, No. 12, 2014, pp. 1622-1641.
• 9. Olofsson U., Zhu Y., Abbasi S., Lewis R., Lewis S.: Tribology of the wheel-rail contact - aspects of wear, particie emission and adhesion, Vehicle System Dynamics, vol. 51, No. 7, July, 2013, pp. 1091-1120.
• 10. Sobaś M.: Stan doskonalenia kryteriów bezpieczeństwa przed wykolejeniem pojazdów szynowych, Pojazdy Szynowe 4/2005, str. 1-13.
• 11. Sysak J.: Drogi kolejowe. PWN. Warszawa 1982.
• 12. Towpik K.: Infrastruktura drogi kolejowej, obciążenia i trwałość nawierzchni, Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji - PIB Warszawa-Radom 2006.
• 13. Towpik K.: Koleje dużych prędkości. Infrastruktura drogi kolejowej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2012.
• 14. Vollebregt E. A. H., Iwnicki S. D., Xie G., Shackleton P.: Assessing the accuracy of different simplified frictional rolling contact algorithms, Vehicle System Dynamics, vol. 50. No.l, January 2012, pp. 1-17.
• 15. Xin Zhao, Zefeng Wen, Minhao Zhu, Xuesong Jin: A study on high-speed rolling contact between a wheel and a contaminated raił. Vehicle System Dynamics Vol. 52, No. 10, 2014, pp. 1270-1287.
• 16. Zboiński K., Dusza M.: Development of the method and analysis for non-linear lateral stability of railway vehicles in a curved track, Proceedings of 19th IAVSD Symposium, Milan 2005, supplement to Vehicle System Dynamics, vol. 44, 2006, pp. 147-157.
• 17. Zboiński K., Dusza M.: Self-exciting vibrations and Hopf's bifurcation in non-linear stability analysis of rail vehicles in curved track, European Journal of Mechanics, Part A/Solids, vol. 29, no. 2, pp. 190-203, 2010.
• 18. Zboiński K., Dusza M.: Extended study of rail vehicle lateral stability in a curved track, Vehicle System Dynamics, vol. 49, No. 5, May 2011, pp. 789-810.
• 19. Zboiński K.: Nieliniowa dynamika pojazdów szynowych w łuku, Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego, Warszawa - Radom 2012.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.