Artykuł dotyczy wzajemnego dopasowania i współpracy wybranych profili kół tramwajowych z powszechnie występującymi w Polsce typami szyn. Opracowano dwuwymiarowe modele zestawów kołowych i torów tramwajowych eksploatowanych w Polsce. W wyniku analizy geometrycznej uzyskano obrazy położenia zestawu kołowego na torze i dystrybucję punktów styku. Zbadano wiele przypadków położenia zestawu kołowego na torze (np. na odcinku prostym, w łuku i na torze zużytym), przy różnych konfiguracjach profilu kół. W analizie wykorzystano także zarysy zużytych profili kół i szyn w celu przybliżenia modeli do ich rzeczywistych odpowiedników. Podkreślono znaczenie właściwego dobrania profilu koła do typu szyny, gdyż niewłaściwy dobór może spowodować pojawienie się punktów styku w niewłaściwych miejscach lub znaczne zwiększenie naprężeń kontaktowych. Ponadto wykryto możliwość wystąpienia zerowego luzu między kołem tramwajowym i szyną, zgodnymi z normami.
EN
The paper is focused on the problem of mutual compatibility and cooperation of assorted tram wheel profiles and rail types commonly exploited in Poland. Within the scope of preparation to the analysis, the two-dimensional models of wheelsets and tracks were created. Geometric analysis returned images of wheelset position on tracks and contact points distribution. Many cases of wheelsets’ positions were investigated (e.g. on straight track, in curve, on worn track), for various configurations of wheel profiles. Selected cases were discussed in the paper. Contours of worn wheel and rail profiles were used to reconstruct regular operation conditions. It was noticed, that it is vital for correct cooperation to select the appropriate association of wheel and rail profiles. Otherwise it may cause improper location of contact zone or increase in contact stress. Moreover it was found, that due to actual standards, zero wheel-rail clearance can occur.
The article presents the methods for defining the geometry of the contact surface between a rigid wheel and a rigid rail. The calculation model that has been developed allowed for any arrangement of the wheel in relation to the rail. This allowed for the creation of a system of nonlinear equations, the solution of which allows one to determine the presumable wheel-rail contact points. The search for the solution of the system of strongly nonlinear equations was conducted using a few optimization methods. This allowed one to study both the selection of the starting point and the convergence of the method.
Wheel and rail contact is a transport application of contact mechanics. Outputs of the contact interface are investigated in various perspectives. Examinations of the inputs are generally ignored, but there are assumptions that include material parameters. This study examines the material inputs and assumptions of the previous wheel and rail contact analyses. This study covers the comparison of different elastic material parameters and the effects of the elastic wheel assumption.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono model matematyczny układu napędowego pojazdu trakcyjnego. Umożliwia on obliczenie siły powstającej na styku koło-szyna podczas zmian wartości współczynnika przyczepności. Osiągnięcie maksymalnej wartości siły pociągowej wymaga kontroli wartości siły powstającej na styku koło-szyna. Celem układu sterowania jest dostosowanie momentu napędowego do wartości zapewniającej stabilną prace pojazdu. Pomiar siły powstającej na styku koło-szyna jest technicznie trudny, dlatego do określenia tej siły stosujemy obserwator. Obserwator na podstawie parametrów układu oraz momentu napędowego oblicza wartość siły powstającej na styku koło-szyna.
EN
In the paper it is presented a mathematical model of a rail vehicle drive system. This model allows to calculate the force arising at the wheel-rail contact point during changes of adhesion coefficient. In order to achieve the maximum value of the traction force it is required to control a value of the wheel-rail force. The adaptation of the drive torque to provide stable operation of the vehicle is the purpose of the control system. The observer-controller is used to assess this force because measurement of the force rising on the wheel-rail contact point is technically difficult. The observer, on the basis of the parameters of the system and the drive torque, allows to calculate the value of the force arising on the wheel-rail contact point.
W artykule skrótowo przedstawiono fragment opracowanej przez autora symulacyjnej metody analizy dynamiki pojazdu szynowego z wykorzystaniem środowiska programu MATLAB. Prezentowany fragment dotyczy wykorzystania metody numerycznej opartej na metodzie d'Alemberta. Pojazd szynowy ujęto w modelu jako zbiór elementów dyskretnych reprezentujących pudło, wózki i zestawy kołowe, w jego skład wchodzą także bezmasowe elementy podatne. W obecnej formie cała metoda symulacyjna jest oparta na symulacji w funkcji czasu. Zaprezentowano jej praktyczne wykorzystanie.
EN
In the article is briefly presented a train dynamic simulation method. An application was created in MATLAB environment in order to check stability of the rail vehicle. The critical speed obtained during the simulation is very closed to the reality. The program is now developed by adding a more complicated wheel/rail interaction approach.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.