Badania możliwości spełnienia kryterium bezpieczeństwa przed wykolejeniem modelu pojazdu szynowego w zakresie istnienia rozwiązań statecznych Fulfilment possibility of the derailment criterion by rail vehicle model in the range of stable solutions exist

Pełen tekst

(1)PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 114. Transport. 2016. (! *+" &

(2) %

(3)

(4)

(5) * %

(6) >

(7) . (5490?&%8=585 /;.8/78+%8&+8].0%/+8( WYKOLEJENIEM MODELU POJAZDU SZYNOWEGO W ZAKRESIE ISTNIENIA /+0+]..8&+5;&< =

(8) : marzec 2016. Streszczenie '

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18) F

(19)

(20)

(21)

(22)

(23) (

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30) F %

(31)

(32)

(33) -osiowy pojazd szynowytor. Dla modelu

(34)

(35)

(36) F **

(37)

(38) ´

(39)

(40)

(41)

(42)

(43) modelu w zakresie pod-

(44) F ).

(45)

(46) .

(47)

(48)

(49)

(50) -szyny reprezentuje w badaniach zmien

(51)

(52) F

(53)

(54)

(55) (

(56)

(57)

(58) (

(59)

(60)

(61)

(62)

(63) !

(64) F

(65) G

(66)

(67)

(68) F !

(69) B pojazd szynowy, badania symulacyjne, stateczn * G

(70)

(71)

(72). 20.>% %

(73)

(74)

(75)

(76) #

(77)

(78)

(79)

(80)

(81) (

(82) jest na wszystkie .

(83) #

(84) #

(85)

(86) F &

(87)

(88) £

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94) (

(95)

(96)

(97)

(98)

(99)

(100) F

(101)

(102)

(103) £ !

(104)

(105) infrastruktury. W badaniach, których wyniki przedstawiono w arty*

(106) . *

(107)

(108) (

(109)

(110)

(111) # *

(112) .

(113) F %

(114)

(115)

(116)

(117)

(118). powierzchni szyn

(119) .

(120)

(121) xP) na powierzchni ich styku. Standardowo w badaniach dynamiki

(122)

(123) £ nika tarcia P = 0,3...0,4. Ten zakres P

(124)

(125)

(126) .

(127) 86.

(128)

(129) * + # ) ! . odp

(130)

(131)

(132) *

(133)

(134)

(135) x (

(136)

(137) * * ~F %

(138) (z opadów atmosferycznych lub zmian temperatury) jest zjawiskiem naturalnym i w wielu mi

(139)

(140)

(141) F '

(142)

(143)

(144)

(145)

(146) * £

(147)

(148) ( *

(149) P w warunkach ruchowych \* ;]F ,

(150)

(151) * ( B £ ni

(152) x

(153) ~ .

(154)

(155) F *F &

(156) £

(157) ( .

(158)

(159)

(160) (

(161)

(162)

(163)

(164) £ ( x

(165)

(166)

(167)

(168)

(169) ~F &£ miary w warunkach typowych dla kolei konwencjonalnych,

(170) 90 - ;

(171)

(172)

(173) ;]FFFB G

(174) !

(175) £ *

(176)

(177)

(178) P © *;FFF*F )

(179)

(180) s

(181)

(182) F "#

(183)

(184)

(185)

(186) £

(187)

(188) F /

(189)

(190)

(191)

(192)

(193)

(194)

(195)

(196) -

(197)

(198)

(199) F "

(200)

(201)

(202) # (

(203) *

(204)

(205)

(206) (

(207)

(208)

(209)

(210) *

(211) (

(212)

(213)

(214)

(215) £

(216)

(217)

(218) *

(219) (

(220)

(221)

(222) rakcyjnej (lub

(223)

(224)

(225) ~*

(226)

(227)

(228) * F % £.

(229) ( *

(230)

(231)

(232)

(233)

(234) .

(235)

(236)

(237) tor, efektem niepo(

(238) (

(239) vn, czasem

(240) vn

(241)

(242)

(243) F

(244)

(245)

(246)

(247)

(248)

(249) !

(250)

(251) £ jazd

(252)

(253) x

(254) (

(255)

(256) ~ F '(

(257)

(258)

(259)

(260)

(261)

(262) * £ stawiono w artykule. &

(263)

(264) ! -osiowego pojazdu nietrakcyjnego. W modelu tym stan

(265) .

(266)

(267)

(268) £

(269) F '

(270)

(271)

(272)

(273)

(274) tor w pojedynczej symu

(275)

(276)

(277)

(278)

(279)

(280) *

(281)

(282)

(283) zynnika tarcia P, zwykle P = 0,3...0,4. % (

(284)

(285)

(286) .

(287)

(288)

(289)

(290) *;FFF*

(291) *;F )

(292) (

(293) *

(294)

(295)

(296) P

(297) * £

(298)

(299)

(300) !F "

(301)

(302)

(303) *

(304)

(305)

(306)

(307)

(308) ! |ypÐ

(309) *

(310) ! WMS

(311)

(312) Y Q. Wybrano trzy trasy

(313)

(314)

(315) £ mieniach R = 3000 m, 6000 m i f (tor prosty). Z wyników uzyskanych na poszczególnych

(316)

(317)

(318) #

(319)

(320) Ðyp|max i WMS = f(v). Przed

(321)

(322)

(323)

(324)

(325) od-

(326)

(327) F G

(328) £

(329)

(330)

(331)

(332)

(333)

(334)

(335)

(336) £.

(337)

(338)

(339)

(340)

(341) !

(342) ruchu. Przedstawienie wyników w formie wykre

(343)

(344) £

(345)

(346)

(347)

(348)

(349)

(350)

(351) F.

(352) '

(353)

(354)

(355) (

(356) !

(357) …. 87. 2. BADANY MODEL " (

(358)

(359)

(360) (

(361)

(362) @ B ;\ *

(363)

(364)

(365)

(366)

(367) !

(368)

(369)

(370)

(371) * ;* ;* ;F >

(372)

(373)

(374) F W badaniach wykorzystano model wagonu 4- F :

(375)

(376) programu ULYSSES typu AGEM (np. [2]). Struktura wagonu przedstawiona jest na rysunku ;F )

(377)

(378)

(379)

(380)

(381)

(382)

(383)

(384)

(385) ( +;;;F

(386) *

(387)

(388) F '

(389)

(390) ( £ cymi o parametrach podanych w [19]. z x. O’1p. czz. kzz,czz. kzz. hb rt 2ap. J] x. k\ kzy. y. kpI. kpz , kpy , kpx hp. cpz , cpy ,cpx. z J[ p. mp , JKp. kpz , kpy , kpz cpz, cpy ,cpx mb J[ b JKb kzz kzz czz czz kzz,czz kzz m , JK J[ 2a 2b. k\. O’1p. czz. J]p. kzy y. J] b. Rys. 1. Struktura badanego modelu pojazdu.

(391)

(392)

(393) F

(394) est modelem pionowo

(395)

(396)

(397) BF "

(398) (

(399)

(400)

(401) ( £

(402)

(403)

(404) F &

(405)

(406) (

(407)

(408) @ ;\F + o

(409)

(410) –

(411) F &#

(412)

(413)

(414) ( (~ # ";BF "

(415)

(416) # :YF Nieliniowy opis

(417) – szyna zadawany jest w postaci tablicy parametrów kontaktowych. !

(418)

(419) (

(420)

(421)

(422) {/">" F =

(423)

(424)

(425)

(426) korektor wg procedury Geara [7]..

(427) 88.

(428)

(429) * + # ) ! . a). 2b z. y. b). mt. mt. mt kt. rt. x. ct. kt. ct. mty. ct. kt. kty yt. c ty. Rys. 2. Struktura toru podatnego a) pionowo, b) poprzecznie. \28.((] )

(430)

(431)

(432)

(433)

(434) ( F #

(435)

(436)

(437)

(438)

(439)

(440)

(441) jest przez Autorów od wielu lat [3, 16-;F &

(442)

(443)

(444)

(445)

(446) £

(447) !

(448)

(449)

(450)

(451)

(452)

(453) F /

(454)

(455)

(456)

(457) £

(458)

(459) xyp~F

(460) od war vn

(461)

(462)

(463)

(464)

(465)

(466)

(467)

(468) F &

(469)

(470)

(471)

(472) ! x

(473)

(474)

(475)

(476)

(477)

(478) ~

(479) £

(480) F :

(481)

(482) ]

(483)

(484) (

(485) pro * B F

(486)

(487)

(488) *

(489)

(490) *

(491)

(492)

(493) F G

(494)

(495) !

(496)

(497)

(498) (

(499) po

(500)

(501)

(502)

(503) F ,

(504)

(505)

(506) ! yp nanoszona jest.

(507)

(508)

(509)

(510) !

(511) # v (r F

(512) ~F %

(513)

(514) ! (WMS) w

(515) xrys. 3b). ,

(516)

(517)

(518)

(519) !

(520)

(521)

(522) £. * ;* ;F &

(523)

(524)

(525)

(526) !

(527) ]

(528)

(529)

(530) ( *

(531)

(532) F %

(533)

(534)

(535)

(536)

(537)

(538)

(539)

(540) ! yp, której

(541)

(542)

(543)

(544)

(545)

(546)

(547)

(548) pr ! # F ,

(549)

(550) (

(551) £ dzyszczytowa cyklu i nanoszona na wykres WMS # xrys. 3b). Para wykre #

(552) *

(553)

(554)

(555)

(556) *

(557) # £ tac

(558)

(559) !F.

(560) '

(561)

(562)

(563) (

(564) !

(565) …. a). b). 0.008. R=2000m. R=2000m Stateczne rozwiazania okresowe. 0.005 Niestateczne rozwiazania okresowe. 0.004. WMS; [m]. |yp|max; [m]. 0.005. 0.006. Stateczne rozwiazania okresowe. 0.007 0.006. 0.004 0.003. Stateczne rozwiazania stacjonarne. 0.002. Niestateczne rozwiazania stacjonarne. 0.000. 70 vn. 50. Niestateczne rozwiazania okresowe, stacjonarne. Stateczne rozwiazania stacjonarne. 0.001 0.000. vs 110. vc 90. 0.003 0.002. 0.001. 70 vn. 50. vc 90. vs 110. v; [m/s]. v; [m/s]. c). d) 0.004. 0.004. R=2000m. v=65m/s < vn. R=2000m. v=75m/s > vn. 0.002. yp; [m]. 0.002. yp; [m]. 89. 0.000. 0. -0.002. -0.002. -0.004. -0.004 -0.006. -0.006 0. 2. 4. 6. 8 t; [s]. 10. 12. 14. 0. 2. 4. 6. 8 t; [s]. 10. 12. 14. Rys. 3. Schemat metody tworzenia wykresów bifurkacyjnych. (

(566)

(567)

(568)

(569)

(570)

(571)

(572) !

(573)

(574) *

(575)

(576)

(577)

(578) x

(579)

(580) ~F

(581) (

(582) ( (

(583) !

(584) x

(585)

(586)

(587) ~F & *

(588)

(589) (

(590)

(591)

(592)

(593)

(594)

(595)

(596)

(597)

(598)

(599) (

(600) F &

(601)

(602)

(603)

(604)

(605)

(606)

(607) £.

(608)

(609)

(610) **

(611)

(612) ´

(613) F % (

(614)

(615)

(616)

(617)

(618)

(619)

(620)

(621)

(622) (

(623) .

(624)

(625) £

(626)

(627) szyny P

(628)

(629)

(630)

(631)

(632)

(633) R.. 20;5(] Tor prosty, jako

(634) R = f

(635) *

(636)

(637)

(638)

(639)

(640)

(641)

(642) .

(643) 90.

(644)

(645) * + # ) ! . F %

(646)

(647)

(648) F +

(649) (

(650)

(651)

(652)

(653) P (w obszarze kontakt

(654) ~F (

(655)

(656)

(657) (* ( w badanym zakresie zmian P

(658) vn

(659) *B *] *

(660) P na vn F

(661)

(662)

(663) £

(664)

(665)

(666)

(667)

(668) xÐyp|max = 0 i WMS © ~F Y

(669)

(670)

(671)

(672)

(673) !

(674)

(675) F % * (

(676)

(677) P, |ypÐ

(678) ok. 0,001 m do ponad 0,005 m a WMS od ok. 0,002 m do ponad 0,01 m. 0.016. Tor prosty. UIC60/S1002. ULYSSES. P P P P . P P . WMS; (m). 0.012. P P . 0.008. 0.004 vn=37,2 ... 38,5 m/s. 0.000 20. 60. 100. 140. v; (m/s) 0.008. Tor prosty. UIC60/S1002. ULYSSES. P P P P . P . |yp|max; (m). P . 0.006. P P . 0.004. 0.002 vn=37,2 ... 38,5 m/s. 0.000 20. 60. 100. 140. v; (m/s) = F F %

(679)

(680)

(681)

(682) !

(683) ÐypÐ

(684)

(685) ! WMS dla P = 0,1...0,8 # . )

(686)

(687)

(688)

(689)

(690)

(691)

(692)

(693)

(694) .

(695)

(696)

(697) P © *;FFF*F =

(698)

(699)

(700) £

(701) F ; F ) P *]

(702)

(703)

(704)

(705) *

(706)

(707)

(708)

(709)

(710)

(711)

(712)

(713)

(714) ]

(715)

(716) (

(717) F.

(718) '

(719)

(720)

(721) (

(722) !

(723) …. 91. )

(724) P ( *]

(725)

(726)

(727)

(728)

(729) *

(730)

(731)

(732) *

(733) (

(734)

(735)

(736) jak dla P © *FFF*]F

(737)

(738)

(739)

(740)

(741)

(742) P © *

(743)

(744)

(745) £ ]\ F %

(746) ;*

(747)

(748) P, zestawiono cha

(749)

(750)

(751)

(752)

(753)

(754) vn*

(755)

(756)

(757) £ *

(758)

(759)

(760)

(761) vs

(762)

(763)

(764)

(765)

(766) £ wanych przemieszcz!

(767)

(768) !F Tablica 1 Wybrane parametry ruchu po torze prostym. P. vn. vs. |yp| max. WMS. 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8. m/s 38,5 37,2 37,2 37,3 37,4 37,3 37,3 37,2. m/s 140 140 150 120 85 73 66 59. m 0,0053 0,00581 0,0063 0,007 0,00711 0,0068 0,00635 0,00623. m 0,0106 0,01162 0,0126 0,014 0,01422 0,0136 0,0127 0,01246. G

(769)

(770)

(771)

(772) R © F %

(773)

(774) !

(775)

(776) ]F Y

(777)

(778)

(779)

(780)

(781)

(782)

(783) ! £

(784)

(785)

(786) ( B F

(787)

(788)

(789) P © *]FFF*F =

(790)

(791)

(792)

(793)

(794)

(795) WMS x

(796)

(797) F *B ~F G

(798)

(799) FFF R=6000m P P P P P . 0.002. 0.000. 0,8 P=0,5. 20. P . 82m/s. 0.008. 0.004 vn=43...48 m/s dla P=0,1...0,4. 60. 100. v; (m/s). 140. R=6000m. UIC60/S1002. ULYSSES. P P P P . 0.012. WMS; (m). P P . 0.006. 0.004. 0.016. UIC60/S1002. ULYSSES. vn=28 m/s. |yp|max; (m). 0.008. P P . P . P . P vn=48 m/s dla P . 0.000 20. 60. 100. 140. v; (m/s). = F ]F %

(800)

(801)

(802)

(803) !

(804) ÐypÐ

(805)

(806) ! WMS dla P = 0,1...0,8 # iu R = 6000 m.

(807) 92.

(808)

(809) * + # ) ! .

(810) #

(811)

(812)

(813) ! * (

(814) ! £ szych WMS x

(815)

(816)

(817) P~F /

(818)

(819) £ kresu P © *]FFF*

(820)

(821)

(822) ( B F

(823) P = 0,1...0,4

(824)

(825)

(826)

(827)

(828) FFF F %

(829)

(830)

(831)

(832)

(833) #

(834)

(835)

(836) ! tatecznych F >

(837)

(838)

(839)

(840) ! vs

(841)

(842) wzrostem P

(843)

(844) P = *;F >

(845) B

(846) #

(847)

(848)

(849) !

(850)

(851)

(852)

(853) taki charakter

(854) ! vs © ;] F &

(855)

(856) vs

(857)

(858) .

(859)

(860)

(861)

(862)

(863)

(864)

(865)

(866) P = *FFF*

(867) F F %

(868) B

(869)

(870)

(871) terystyczne parametry ba

(872)

(873)

(874)

(875) P. Tablica 2 0

(876) 6#

(877) !'!6!!6#

(878) !R=6000 m. P. vn. vs. |yp| max. WMS. 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8. m/s 48 43 43 45 28 (46) 28 (46) 28 (46) 28 (43). m/s 150 120 108 100 78 70 63 58. m 0,00557 0,0061 0,0066 0,00753 0,00686 0,0072 0,00634 0,00631. m 0,00922 0,01099 0,012 0,01363 0,01306 0,01362 0,01223 0,01203. >

(879)

(880)

(881) R = 3000 m. Wyniki przedstawiono na rysunku F (

(882)

(883)

(884) (* (

(885)

(886) (

(887)

(888)

(889)

(890) WMS

(891) F ]*]

(892)

(893)

(894)

(895)

(896)

(897)

(898)

(899)

(900) akresie PF +

(901)

(902) £ szczególnych P

(903)

(904)

(905) ]*]FFF]\*] P = 0,1 i 0,2. Dla P © *;

(906)

(907)

(908)

(909)

(910)

(911) * £

(912)

(913)

(914) x F ; ~F Dla P © *B

(915) ] £

(916)

(917) \B F &

(918) #

(919)

(920)

(921) !

(922)

(923) * vs F ;] F

(924)

(925) P

(926)

(927) vs

(928)

(929) P

(930)

(931)

(932) P © *F %

(933)

(934)

(935) * (

(936) F ]\

(937)

(938)

(939)

(940) ! i utr

(941)

(942) F /

(943) (

(944) * ( vn = vs. Ale nie ma tutaj

(945) x

(946) ! ~

(947) vnF " ! zestawiono w tablicy 3..

(948) '

(949)

(950)

(951) (

(952) !

(953) …. 93. Tablica 3 0

(954) 6#

(955) !'!6!!6#

(956) !R=3000 m. vs. |yp| max. WMS. m/s ? 65 59 58,5 59 59,5 59,5 (59)?. m/s 160 150 90 85 75 68 63 59. m 0,00577 0,00572 0,0061 0,00694 0,00688 0,00653 0,0067 0,00512. m 0 0,00584 0,011 0,01273 0,0128 0,01226 0,01238 0. R=3000m ULYSSES. 0.016. UIC60/S1002. P P P P . P . P . P P . P 92 m/s vn=65 m/s dla P . 0.004 P P . 0.002. R=3000m ULYSSES. P . 0.012. P . 0.008. 0.004. P . vn=58,5 ... 59,5 m/s. 0.000. UIC60/S1002. P P P . vn= 58,5...59,5 m/s. 0.006. vn. 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8. WMS; (m). |yp|max; (m). 0.008. P. P 65 ms P . 92 m/s. 0.000. 20. 60. 100. v; (m/s). 140. 20. 60. 100. 140. v; (m/s). = F F %

(957)

(958)

(959)

(960) !

(961) ÐypÐ

(962)

(963) ! WMS dla P = 0,1...0,8 # R = 3000 m. &

(964) (

(965)

(966) !

(967)

(968) (

(969)

(970)

(971)

(972) x

(973)

(974) £ ~F ,

(975)

(976)

(977)

(978)

(979)

(980) F

(981)

(982) #

(983)

(984)

(985)

(986) !

(987) x £.

(988)

(989) ~

(990)

(991) *

(992) (£ x

(993)

(994)

(995) ~F %

(996)

(997)

(998) £

(999)

(1000)

(1001) F

(1002)

(1003) £.

(1004) @

(1005)

(1006) *

(1007)

(1008)

(1009)

(1010)

(1011) x

(1012)

(1013) !

(1014) ~* (

(1015) (£ x F

(1016) P = 0,8 na trasie o promieniu 3000 m). W pierwszym przypadku ruch

(1017)

(1018)

(1019)

(1020)

(1021) (

(1022) F % £

(1023)

(1024) (

(1025)

(1026)

(1027) !

(1028) ( *; !

(1029) F , * .

(1030) 94.

(1031)

(1032) * + # ) ! .

(1033)

(1034) (

(1035)

(1036) F

(1037)

(1038) !

(1039)

(1040)

(1041) F Jedno z nich to powszechnie stosowane

(1042) !

(1043) £

(1044) (

(1045) G

(1046)

(1047)

(1048) * ;F %

(1049)

(1050)

(1051)

(1052) £.

(1053)

(1054)

(1055)

(1056) Y

(1057)

(1058) QF

(1059)

(1060)

(1061) . !

(1062)

(1063) ( x= F ~. Y Q. N sin J P N cos J N cos J P N sin J. tgJ P 1 P tgJ. (1). gdzie:. J -

(1064) (

(1065)

(1066) ¬ P - .

(1067)

(1068) ¬ N -

(1069)

(1070)

(1071)

(1072)

(1073) x ~F.

(1074) (

(1075)

(1076)

(1077) (* (1), warunek bezpiecznego (statecznego) ruchu w n

(1078) (

(1079)

(1080) £

(1081) (

(1082)

(1083) J .

(1084)

(1085)

(1086) P. Pay 0 Y

(1087)

(1088)