Stateczność rozwiązań i bezpieczeństwo ruchu po łuku modelu pojazdu szynowego

• Autorzy: Dusza M.

Warianty tytułu

EN

Stability and safety research of rail vehicle model motion in curve for changeable conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań mających na celu określenie wpływu stanu powierzchni tocznych kół i szyn na stateczność i bezpieczeństwo ruchu modelu pojazdu szynowego po łuku. Większość czynników środowiskowych ma wpływ na stan powierzchni szyn i tym samym na zjawiska kontaktowe koła - szyny. W badaniach modelowych stan współpracujących powierzchni kół i szyn reprezentowany jest przez współczynnik tarcia. Badany jest model 4-osiowego pojazdu szynowego utworzony z wykorzystaniem oprogramowania inżynierskiego VI-Rail. Dla kilku wybranych wartości współczynnika tarcia wykonano badania stateczności ruchu po łukach oparte na metodzie bifurkacyjnej. Wyniki badań odniesiono do powszechnie stosowanego kryterium bezpieczeństwa przeciw wykolejeniu.

EN

To evaluate the condition of wheel and rail surface influence on rail vehicle model stability and safety is main aim of presented research. Some environment and whether conditions may have significant influence on the rail vehicle dynamics in curve. Wheels and rails surface properties directly depend on the humidity, temperature and environment pollutions. The coefficient of friction between wheels and rails is the parameter, which characterize the changeable conditions. The investigations focus on determination of coefficient of friction influence on rail vehicle dynamics. The 4-axle rail vehicle model of passenger coach was prepared with use of the engineering software VI-Rail. The wheel-rail forces are calculated using the FASTSIM algorithm of Kalker. One value of coefficient of friction is applied for single simulation process. Twenty four series of simulations for coefficient of friction changed from 0.1 to 0.8 and curve radius R = 2000, 3000 and 4000 m were performed. The results are presented in form of bifurcation diagrams. The stability of motion results are compared to Nadal’s safety of motion criterion.

Słowa kluczowe

PL

pojazd szynowy; współczynnik tarcia; prędkość krytyczna; bifurkacje; kryterium Nadala

EN

rail vehicle; friction coefficient; critical velocity; bifurcation; Nadal criterion

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 109
• Strony: 21--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dusza M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Transportu

Bibliografia

• 1. Dusza M., Zboiński K.: Bifurcation approach to the stability analysis of rail vehicle models in a curved track, The Archives of Transport, volume XXI, issue 1-2, pp. 147-160, Warsaw 2009.
• 2. 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.
• 3. 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.
• 4. Kalker, J.J.: A fast algorithm for the simplified theory of rolling contact. Vehicle System Dynamics, vol. 11, 1982, pp. 1-13.
• 5. 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.
• 6. Olofsson U., Zhu Y., Abbasi S., Lewis R., Lewis S.: Tribology of the wheel-rail contact - aspects of wear, particle emission and adhesion, Vehicle System Dynamics, vol. 51, No. 7, July, 2013, pp. 1091-1120.
• 7. Sobaś M.: Stan doskonalenia kryteriów bezpieczeństwa przed wykolejeniem pojazdów szynowych, Pojazdy Szynowe 4/2005, str. 1-13.
• 8. Sysak J.: Drogi kolejowe. PWN. Warszawa 1982.
• 9. Towpik K.: Infrastruktura drogi kolejowej, obciążenia i trwałość nawierzchni, Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji - PIB Warszawa-Radom 2006.
• 10. 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.1, January 2012, pp. 1-17.
• 11. Xin Zhao, Zefeng Wen, Minhao Zhu, Xuesong Jin: A study on high-speed rolling contact between a wheel and a contaminated rail. Vehicle System Dynamics Vol. 52, No. 10, 2014, pp. 1270-1287.
• 12. 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.
• 13. 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.
• 14. 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.
• 15. 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.