Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

On the investigation of wheel flange climb derailment mechanism and methods to control it

Molatefi H., Mazraeh A.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2016

|

Vol. 54 nr 2

541--550

EN

In this research, investigations are focused on the study of railway vehicle wheel flange climb derailment. A three dimensional nonlinear dynamic model of the wheel-set and suspension system is developed. Having validated the model through field tests, the effect of friction coefficient, wheel-set AOA, vehicle suspension system and running speed on the wheel flange climb derailment are investigated. In addition, different rail lubrication methods are studied and their effects on the wheel flange climb derailment are compared in the case of two point contact for nonlinear wheel-rail profiles. The results are debated and recommendations proposed to improve running safety against derailment.

2

Controlled wheel flange climb derailment of the load-measuring wheel set on curved and straight track

Matej J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2015

|

z. 1/101

75--90

EN

In this paper the calculation results of controlled wheel flange climb derailment of the three-dimensional simulation model of the load-measuring wheel set with solid axle (LMW), installed under the body of the two-axle test vehicle, were presented. This model enabled to control the derailment of the LMW on the straight and curved track with small radius of curvature. The nonlinear, one-point wheel-rail contact model with the spin effects in the contact area was utilized. The influence of the angle of attack on the values of derailment coefficients in critical phase of wheel flange climb derailment was shown. The diversified wheels-loads and velocities of the LMW were also took into account. In combination with the critical coefficient of derailment the contribution of contact forces in process of wheel flange climb derailment was analyzed. All calculations were performed in Adams Rail program, suitable for dynamics examination of railway vehicles. The main questions were "whether it is possible to compare the simulation results got for the straight and curved track with small radius of curvature for the same positions and vertical loads of wheels of the LMW installed under the body of the two-axle test vehicle” and “if the way of changing of lateral external load, acting on the LMW moving with constant velocity along the track, influences the values of critical coefficients of derailment as well as contact forces for climbing wheel in critical phase of wheel flange climb derailment".

PL

W artykule przedstawiono model symulacyjny oraz wyniki obliczeń numerycznych dotyczące przebiegu kontrolowanego wykolejenia pomiarowego zestawu kół, umieszczonego pod nadwoziem wagonu badawczego. Zaproponowany model umożliwił dokładną analizę procesu wykolejenia na torze prostym i zakrzywionym o małym promieniu krzywizny. Uwzględniono różne wartości pionowego obciążenia zestawu kół oraz prędkości poruszania się badanego obiektu. Wykolejenie analizowano w kontekście wpływu kąta nabiegania, prędkości jazdy oraz sposobu narastania siły prowadzącej. Obliczenia wykonano w programie Adams Rail, przeznaczonym do badania dynamiki pojazdów szynowych i umożliwiającym wykorzystanie teorii nieliniowego kontaktu koła z szyną. Ustalono kryterialne wartości wskaźników wykolejenia w funkcji każdego z wziętych pod uwagę parametrów. Analizowano także udział i rolę sił stycznych w krytycznej fazie procesu wykolejenia. Udzielono również odpowiedzi na pytanie dotyczące różnic uzyskiwanych wyników w zależności od tego czy badanie prowadzone jest na torze prostym, czy zakrzywionym.

3

Modelowanie oraz symulacyjne badania wagonów bimodalnych w kategoriach zagrożenia wykolejeniem

Matej J.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2010

|

z. 234

3-132

PL

Przedstawiono metodę badań symulacyjnych, wykorzystując modele wagonów bimodalnych w sytuacji, w której pojawia się niebezpieczeństwo wykolejenia, będącego wynikiem wspinania się obrzeży kół na główkę szyny przy ustalonej prędkości ruchu pojazdu wzdłuż toru. Metoda powstała jako efekt zapotrzebowania na dane (decydujące o bezpieczeństwie ruchu wagonu bimodalnego) niemożliwe do uzyskania w odpowiednim zakresie w warunkach rzeczywistych ze względu na ograniczoną liczbę prototypów takich wagonów eksploatowanych w Polsce i Europie. Zastosowanie nieliniowego modelu kontaktu kół z szynami zapewniło lepsze poznanie natury rozpatrywanego procesu wykolejenia oraz wiarygodną ocenę stanu zagrożenia bezpieczeństwa wagonów bimodalnych na torze prostym i zakrzywionym. W pierwszej kolejności metoda wymagała zbudowania wirtualnego, nieliniowego modelu pojazdu będącego przedmiotem badań dynamicznych oraz wykonania symulacji z użyciem tego modelu na torze prostym lub zakrzywionym, w celu zarejestrowania wartości parametrów charakteryzujących stan zagrożenia wykolejeniem. W związku z tym do przygotowanych w programie MBS kompletnych modeli badanych wagonów bimodalnych, mających w swojej strukturze: podwozie, nadwozie, układ hamulcowy oraz urządzenie pociągowo-zderzne, zaimplementowano jednowymiarowe oraz dwuwymiarowe modele matematyczne, opisując siły tarcia suchego w zawieszeniu na gruncie mechaniki niegładkiej. Kolejnym krokiem było uwzględnienie w badaniach symulacyjnych pojazdu badawczego (zbudowanego w programie MBS) z pomiarowym zestawem kół, który ustawiono pod nadwoziem tego pojazdu i obciążono w sposób odpowiadający położeniu i obciążeniu, jakie zarejestrowano wcześniej dla wybranego zestawu kół w modelu badanego wagonu bimodalnego, na torze prostym lub zakrzywionym. Kontrolowane wykolejenie pomiarowego zestawu kół realizowane było dzięki narastającej w czasie sile poprzecznej, działającej miedzy nadwoziem pojazdu badawczego i pomiarowym zestawem kół na poziomie główek szyn. Pozwoliło to na zgromadzenie wartości parametrów decydujących o wykolejeniu w krytycznej fazie tego procesu. Porównanie wartości zarejestrowanych na kołach wybranego zestawu w badanym modelu wagonu bimodalnego, z wartościami uzyskanymi w krytycznej fazie wykolejenia z udziałem pomiarowego zestawu kół (traktowanymi dalej jako wartości kryterialne), umożliwiło potwierdzenie lub zaprzeczenie stanu wykolejenia modelu wagonu będącego przedmiotem badań dynamicznych. Główną częścią pracy poświęcono analizie oraz ocenie wyników symulacji, odnoszących się do modeli pojedynczych wagonów oraz grupy wagonów bimodalnych na torze prostym i zakrzywionym, zgodnie z zaproponowaną metodą badawczą. Obliczenia wykonane zostały w module RAIL programu ADAMS, będącego jednym z bardziej znanych w świecie naukowym programów MBS, stosowanych w badaniach symulacyjnych dynamiki pojazdów szynowych.

EN

Presented method of simulation research uses models of bimodal cars in situation, in which occurs the danger of wheel flange climb derailment of the vehicle running with constant velocity along the track. The method arose as the effect of the demand for data (deciding about the safety of the bimodal cars) impossible to get in real conditions from the reason of the limited number of prototypes of such cars exploited in Poland and Europe. Utilizing the non-linear wheel-rail contact model guaranteed better study of nature of examined derailment process and reliable assessment of the state of the threat of the safety on the straight and curved track for bimodal cars. First, the method requires the preparation of virtual, non-linear model of a vehicle being the object of dynamic simulations on straight track and on curve, with the objective to record quantities characterizing the near-derailment state. Therefore in complete models of bimodal cars, prepared in the MBS program (and having in their structure: bogies, car body, brake system, drawbars and buffers) one- and two-dimensional mathematical models of dry friction in vehicle suspension, described on the ground of the non-smooth mechanics have been implemented. The next step was to use the test vehicle (built in MBS program) with the load-measuring wheelset, that was positioned and loaded under the car body of the test vehicle according to the values of parameters recorded earlier for examined bimodal car. The controlled derailment was achieved by application of the increasing lateral force, acting on the load-measuring wheelset on the level of rail heads. This allowed recording quantities crucial for the critical phase of derailment. The comparison of values of these quantities with those obtained from simulation of the bimodal car motion enabled to confirm or negate the derailment of the wagon. The values of quantities obtained from simulation of the test vehicle are treated as criterion quantities. The application part of the study has been devoted to the analysis and validating results of simulations obtained for models of individual cars and the group of bimodal wagons in train according to the proposed investigation method. The simulations were carried out using program ADAMS RAIL, one of best known and the most frequently used MBS codes oriented for rail vehicle dynamics.