Badanie niegładkich kolejowych krzywych przejściowych typu wielomianowego z wykorzystaniem kryteriów zużyciowych

• Autorzy: Zboiński K. , Woźnica P.

Warianty tytułu

EN

Research of non-smooth railway transition curves using wear criteria

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Autorzy niniejszego artykułu we wcześniejszych swoich pracach pokazali bardzo dobre własności dynamiczne kolejowych wielomianowych krzywych przejściowych wyższych stopni - 9. i 11. - z maksymalną liczbą wyrazów - odpowiednio 7 oraz 9. Jako kryterium oceny zastosowano tam minimalizację całki z przyspieszenia poprzecznego środka masy nadwozia pojazdu po długości drogi. Krzywizny znalezionych optymalnych krzywych nie posiadały styczności w skrajnych - początkowym i końcowym - punktach krzywej do przebiegu funkcji krzywizny w torze prostym i łuku kołowym. Cechy te, uzyskane zarówno dla maksymalnej dopuszczalnej prędkości ruchu w łuku i jak prędkości mniejszej (gwarantującej uzyskanie równowagi oddziaływań poprzecznych na nadwozie), skłoniły autorów niniejszej pracy do zbadania, dlaczego załomy krzywizn otrzymanych krzywych przejściowych w owych punktach mają względnie mają mały wpływ na dynamikę pojazdu szynowego poruszającego się po takich krzywych. Celem pracy jest pokazanie wyników optymalizacji kształtu kolejowych wielomianowych krzywych przejściowych stopnia 9. i 11. z wykorzystaniem modelu pojazdu szynowego o zmiennej bazie oraz - tym razem - kryteriów zużyciowych. Jako wspomniane kryteria zastosowano tu: wartość maksymalną z sumy wartości bezwzględnych sum iloczynów sił kontaktowych stycznych wzdłużnych i poprzecznych przez odpowiadające im poślizgi względne dla wszystkich kół oraz wartość maksymalną z sumy wypadkowych poślizgów względnych dla wszystkich kół.

EN

The authors of this article have shown good dynamic properties of polynomial railway transition curves of higher degrees - 9 and 11 - with the maximum number of terms - 7 and 9 in their earlier works. As the criterion they used an integral of the vehicle body lateral acceleration along the route. The curvatures of the obtained optimum transition curves with such number of the terms do not have tangence in the terminal points, however. These properties obtained for 2 vehicle velocities - the bigger one represented maximum admissible vehicle velocity in a circular arc and the smaller velocity 24.26 m/s guaranteed ideal balance between transversal components of gravity and centrifugal forces acting on the model - led the authors of clarify, why the curvatures' bends (lack of the tangence) of railway TCs in the terminal points of the curve have relatively small negative impact on vehicle dynamic while running along such curves. The aim of this paper is to show the results of shape optimization of railway polynomial transition curves of 9th and 11th degree using a railway vehicle model with variable base and wear criteria this time. These criteria are: criterion of minimum value maximum sum of product of contact forces and creepages and criterion of minimum value of maximum sum of resultant creepages for all wheels.

Słowa kluczowe

PL

kolejowe krzywe przejściowe; dynamika pojazdu szynowego; symulacja komputerowa

EN

railway transition curves; rail vehicle dynamics; computer simulation

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Przegląd Komunikacyjny
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 8
• Strony: 29--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wz.

Twórcy

autor

Zboiński K.

• Politechnika Warszawska, Wydział Transportu, Zakład Infrastruktury Transportu

autor

Woźnica P.

• Politechnika Warszawska, Wydział Transportu, Zakład Infrastruktury Transportu

Bibliografia

• [1] Koc W., Radomski R. Analiza krzywych przejściowych z nieliniowymi rampami przechyłkowymi. Drogi Kolejowe, 11, str. 261-267, 1985.
• [2] Choromański W., Zboiński. Application of multibody software to wheel and rail profiles modification. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport. z. 34, 1995.
• [3] Choromański W., Zboiński. Optimization of wheel and rail profiles for various conditions of motion. Vehicle System Dynamics, 20 (suppl.), 1992.
• [4] Fries R., Davila C. Wheel wear prediction for tangent track Running. J. of Dyn. Syst., Measur. and Control, vol. 109, 1987.
• [5] Lewis R., Dwyer-Joyce R. Wear mechanics and transitions in railway wheel steels, Journal Engineering Tribology, 218, 2004.
• [6] Pombo J., Ambrosio J., Pereira M., Lewis R., Dwyer-Joyce R., Ariaudo C., Kuka N. A railway wheel wear prediction tool based on a multibody softwear. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 48, 3, Warsaw, 2010.
• [7] 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.
• [8] Sysak J. Drogi Kolejowe. PWN, Warszawa, 1982.
• [9] Zboiński K., Woźnica P. Badanie kolejowych krzywych przejściowych z nieliniowymi krzywiznami. Pojazdy Szynowe nr 2, Poznań, 2014.
• [10] Zboiński K., Woźnica P. Formation of Railway Transition Curves based on Advanced Dynamic Vehicle Models. B.H.V. Topping, J.M. Adam, F.J. Pallarés, R. Bru, M.L. Romero, Proc. of the Tenth International Conference on Computational Structures Technology, Civil-Comp Press, Stirlingshire, 2010.
• [11] Woźnica P. Kształtowanie i ocena własności kolejowych krzywych przejściowych z wykorzystaniem metod optymalizacji i symulacji. Rozprawa doktorska, Politechnika Warszawska, Wydział Transportu, Warszawa 2012.
• [12] Zboińska K. Nieliniowa dynamika pojazdów szynowych w łuku. WNITE, Warszawa-Radom 2012.
• [13] Zboiński K., Woźnica P. 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, 2012.
• [14] Zboiński K., Woźnica P. Optimisation of the railway transition curves' shape with use of vehicle-track dynamical model. Archives of Transport, 22(3), str. 387-407, 2010.
• [15] Zboinski K., Woźnica P. Optimisation of railway polynomial transition curves with different number of terms. Logistics&Transport, vol 2, nr 2, 2014.