Optimization of polynomial transition curves from the viewpoint of jerk value

• Autorzy: Zboinski K. , Woznica P.

Identyfikatory

DOI

10.1515/ace-2017-0012

Warianty tytułu

PL

Optymalizacja wielomianowych krzywych przejściowych z punktu widzenia wielkości zrywu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the presented paper is to show the results of shape optimization of railway polynomial transition curves (TCs) of 5th, 7th, and 9th degrees through the use of the full vehicle model and new criteria of assessement concerning the jerk value. The search for the proper shape of TCs means that in this work, the evaluation of TC properties is based on select quantities and the generation of such a shape through the use of mathematically understood optimization methods. The studies presented have got a character of the numerical tests. For this work, advanced vehicle models describing dynamical track-vehicle and vehicle-passenger interactions as well as optimization methods were exploited. In the software vehicle model of a 2-axle freight car, the track discrete model, non-linear descriptions of wheel-rail contact are applied. This part of the software, the vehicle simulation software, is combined with a library optimization procedure into the final computer program.

PL

Celem pracy była optymalizacja kolejowych wielomianowych krzywych przejściowych 5., 7. i 9. stopnia z wykorzystaniem nietradycyjnych kryteriów oceny i pełnego dynamicznego modelu pojazdu. W niniejszej pracy autorzy chcieli także sprawdzić, czy nowe kryteria oceny i nowe wartości promienia łuku - R=1200 m do 2000 m - i przechyłki - H=75 mm i 45 mm - przyjęte w pracy dadzą w wyniku krzywe przejściowe gładkie. Jako wspomniane nietradycyjne kryteria oceny autorzy zastosowali tu minimalizację: - wartości całki ze zmiany przyspieszenia poprzecznego (zrywu) nadwozia pojazdu po długości drogi, - maksymalnej wartości zmiany przyspieszenia poprzecznego (zrywu) nadwozia pojazdu. W pracy tej użyto jeden model pojazdu kolejowego. Model przedstawia 2-osiowy wagon towarowy o uśrednionych wartościach parametrów. Mimo wirtualnego charakteru ma on cechy typowego 2-osiowego wagonu rzeczywistego. Jest rozważany w stanie ładownym. Stosunkowo prosta konstrukcja pojazdu daje akceptowalne czasy obliczeń, co jest korzystne w badaniach podstawowych i ułatwia interpretację wyników.

Słowa kluczowe

EN

railway curve; polynomial curve; transition curve; computer simulation; optimization; jerk value

PL

krzywa kolejowa; krzywa wielomianowa; krzywa przejściowa; symulacja komputerowa; optymalizacja; wielkość zrywu

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 63, nr 1
• Strony: 181--199
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Zboinski K.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Transport

autor

Woznica P.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Transport

Bibliografia

• 1. J. Sysak, „Drogi Kolejowe”, PWN, Warsaw, 1982.
• 2. P. Woznica, „Kształtowanie i ocena własności kolejowych krzywych przejściowych z wykorzystaniem metod optymalizacji i symulacji”, Ph.D. Thesis, Warsaw University of Technology, Warsaw, 2012.
• 3. Rozporządzenie MTiGM w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle kolejowe i ich usytuowanie - Dz.U. nr 151 poz. 987, 1998 r. z późn. zm. - Dz.U. poz. 867, 2014 r.
• 4. W. Koc, „Krzywe przejściowe z nieliniowymi rampami przechyłkowymi w warunkach eksploatacyjnych PKP”, Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej – Budownictwo Lądowe, no. 47, 1990.
• 5. W. Koc, R. Radomski, „Analiza krzywych przejściowych z nieliniowymi rampami przechyłkowymi”, Drogi Kolejowe, 11, pp. 261-267, 1985.
• 6. K. Zboinski, „Nieliniowa dynamika pojazdów szynowych w łuku” (book in Polish), WNITE, Warsaw-Radom, 2012.
• 7. K. Zboinski, „Numerical studies on railway vehicle response to transition curves with regard to their different shape”, Archives of Civil Engineering, 44(2), pp. 151-181, 1998.
• 8. K. Zboinski, P. Woznica, „Optimisation of Railway Polynomial Transition Curves: A Method and Results”, in J. Pombo, (Editor), Proceedings of the First International Conference on Railway Technology: Research, Development and Maintenance, Civil-Comp Press, Stirlingshire, UK, Paper 60, 2012, doi:10.4203/ccp.98.60.
• 9. K. Zboinski, P. Woznica, „Optimisation of the railway transition curves' shape with use of vehicle-track dynamical model”, Archives of Transport, 22(3), pp. 387-407, 2010.
• 10. K. Zboinski, P. Woznica, „Optimisation of railway polynomial transition curves with different number of terms”, Logistics&Transport, vol. 2, no. 2, 2014.
• 11. K. Zboinski, „Dynamical investigation of railway vehicles on a curved track”, European Journal of Mechanics A-Solids, vol. 17, no. 6, 1998.
• 12. X.Y. Long., Q.C. Wei, F.Y. Zheng, „Dynamical analysis of railway transition curves”, Proc. IMechE part F Journal of Rail and Rapid Transit, 224(1), pp. 1-14, 2010.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).