Analiza drgań pojazdów kolejowych w trakcie ich przejazdu przez nierówność progową toru

• Autorzy: Bryja D. , Popiołek A.

Warianty tytułu

EN

Vibration analysis of railway vehicles passing over structural discontinuity of a track

• Konferencja: Konferencja Naukowa "DROGI KOLEJOWE (18 ; 2015 ; Jelenia Góra )
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono analizę numeryczną wpływu nierówności progowej toru na drgania zestawów kołowych, wózka jezdnego i nadwozia pojazdu kolejowego stanowiącego pierwszy człon zespołu trakcyjnego typu Shinkansen, poruszającego się z dużą prędkością. W analizach uwzględniono ciągły rozkład masy i tłumienie materiałowe szyn, sprzężenie drgań toru i pojazdów kolejowych tworzących pełny skład pociągu oraz dwustopniowe, sprężysto-tłumiące zawieszenie pojazdów. Zbadano efekt nagłej zmiany sztywności podłoża toru, rozważając różne hipotetyczne wielkości skoku sztywności skutkujące wzmocnieniem lub osłabieniem podłoża. Na podstawie analizy przebiegów czasowych drgań sformułowano szereg wniosków rozszerzających wiedzę w zakresie dynamiki pojazdów kolejowych. Przedstawiono także wstępne symulacje przyspieszeń drgań i omówiono trudności obliczeniowe, które trzeba pokonać, aby uzyskać technicznie dokładne przebiegi czasowe przyspieszeń drgań pojazdu kolejowego.

EN

The paper presents numerical analysis of an impact of track stiffness discontinuity on railway vehicle vibrations. The high speed passage of a Shinkansen train is considered in the context of wheelsets, bogie and car body vibrations. Continuously distributed mass and material damping of rails are taken into account, as well as vehicle-track interaction and two-level viscoelastic suspension of the vehicle. An impact of an abrupt change in track support stiff ness is examined, including different amount of this change which makes a track stiffer or more elastic. Conclusions based on time-histories of vehicle vibrations are formulated, in order to understand better a dynamic behavior of railway vehicle passing track discontinuity. Preliminary results obtained for vehicle accelerations are presented, and on this basis, some difficulties encountered in acceleration computations are discussed.

Słowa kluczowe

PL

drgania pojazdu kolejowego; nierówność progowa toru; numeryczna symulacja drgań; analiza efektu progowego

EN

railway vehicle vibrations; discontinuity of railway track structure; numerical simulation of vibrations; dynamic impact of track discontinuity

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Przegląd Komunikacyjny
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 9
• Strony: 68--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Bryja D.

• Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego Katedra Mostów i Kolei

autor

Popiołek A.

• Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego Katedra Mostów i Kolei

Bibliografia

• [1] Auersch L.: The excitation of ground vibration by rail traffic: theory of vehicle-track-soil interaction and measurements on high-speed lines, Journal of Sound and Vibration, 284 (1-2), 103-132, 2005.
• [2] Bryja D., Gisterek I., A. Popiłek: Analiza numeryczna wpływu nierówności progowej na drgania toru kolejowego spowodowane przejazdem pociągu dużych prędkości, Materiały Konf. "Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym", INFRASZYN 2015, Zakopane, 22-24 kwietnia 2015, Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji, Radom, s. 29--44, 2015.
• [3] Bryja D., Gisterek I., A. Popiołek: A computational method for acceleration analysis of a railway track with a stiffness discontinuity, Proc. of the Fifteenth International Conf. on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing, CC2015, paper 132, Editors: J. Kruis, Y. Tsompanakis and B.H.V. Topping, Civil-Comp Press, Stirlingshire, Scotland, 2015.
• [4] Bryja D., Hołubowski R., Gisterek I.: Stochastyczny model podsypki w analizie drgań toru kolejowego, Technika Transportu Szynowego, 4, 52-54, 2013.
• [5] Bucinskas P., Agapii L., Sneideris J., Andersen L.V.: Numerical modelling of the dynamic response of high-speed railway bridges considering vehicle-structure and structure-soil-structure interaction, in: Computational Techniques for Civil and Structural Engineering, Chapter 6, Saxe-Coburg Publications, Stirlingshire, Scotland, 2015.
• [6] Costa P. Alves, Calcada R., Cardoso A. Silva, Bodare A.: Influence of soil non-linearity on the dynamic response of high-speed railway tracks, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 30(4), 221-235, 2010.
• [7] Galvin P., Romero A., Dominguez J.: Fully three-dimensional analysis of high-speed train-track-soil-structure dynamic interaction, Journal of Sound and Vibration, 329(24), 5147 - 5163, 2010.
• [8] Kukulski J.: Wybrane aspekty modelowania nawierzchni kolejowej, jej części składowych oraz podtorza, Problemy Kolejnictwa, 53 (148), 207-228, 2009.
• [9] Langer J.: Dynamika Budowli, Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wroclaw 1980.
• [10] Sheng X., Jones C.J.C., Thompson D,J,: A theoretical model for ground vibration from trains generated by vertical track irregularities, Journal of Sound and Vibration, 272(3-5), 937 - 965, 2004.
• [11] Sokołowski J.: Zarys analizy efektu progowego przy łączeniu nawierzchni podsypkowych z innymi typami nawierzchni, Technika Transportu Szynowego, 12, 59-65, 2009.
• [12] Varandas J.N., Hölscher P., Silva M.A.G.: Dynamic behaviour of railway tracks on transitions zones, Computers & Structures, 89(13-14), 1468-1479, 2011.