ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ПАССИВНОЙ ЗАЩИТЫ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ ПРИ АВАРИЙНЫХ СОУДАРЕНИЯХ ПОЕЗДОВ : ВИЗНАЧЕННЯ РАЦІОНАЛЬНИХ ПАРАМЕТРІВ ЕЛЕМЕНТІВ ПАСИВНОЇ ЗАХИСТУ ПАСАЖИРСЬКИХ ВАГОНІВ ПРИ АВАРІЙНИХ ЗІТКНЕННЯХ ПОЇЗДІВ



  • title:
  • ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ПАССИВНОЙ ЗАЩИТЫ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ ПРИ АВАРИЙНЫХ СОУДАРЕНИЯХ ПОЕЗДОВ
  • Альтернативное название:
  • ВИЗНАЧЕННЯ РАЦІОНАЛЬНИХ ПАРАМЕТРІВ ЕЛЕМЕНТІВ ПАСИВНОЇ ЗАХИСТУ ПАСАЖИРСЬКИХ ВАГОНІВ ПРИ АВАРІЙНИХ ЗІТКНЕННЯХ ПОЇЗДІВ
  • The number of pages:
  • 173
  • university:
  • НАЦИОНАЛЬНОЕ КОСМИЧЕСКОЕ АГЕНТСТВО УКРАИНЫ ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ
  • The year of defence:
  • 2012
  • brief description:
  • НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ
    НАЦИОНАЛЬНОЕ КОСМИЧЕСКОЕ АГЕНТСТВО УКРАИНЫ
    ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ




    На правах рукописи
    ГОРОБЕЦ ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ
    УДК 629.4.067



    ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ПАССИВНОЙ ЗАЩИТЫ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ ПРИ АВАРИЙНЫХ СОУДАРЕНИЯХ ПОЕЗДОВ

    05.22.07 Подвижной состав железных дорог и тяга поездов

    Диссертация на соискание ученой степени
    кандидата технических наук

    Научные руководители:
    доктор технических наук, профессор
    Богомаз Георгий Иванович,
    канд. тех. наук, ст.науч.сотр.
    Науменко Надежда Ефимовна


    Днепропетровск 2012




    СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.
    5
    ВВЕДЕНИЕ
    6

    ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ..
    13
    РАЗДЕЛ1.Обзор литературных источников и существующих конструкций устройств пассивной защиты. Обоснование цели и задач исследования
    16
    1.1. Современные пути решения проблемы обеспечения безопасности пассажиров на железнодорожном транспорте.
    16
    1.2. Обзор конструктивных решений по пассивной защите локомотивов и пассажирских вагонов от действия сверхнормативных продольных ударных нагрузок
    29
    1.3. Постановка задачи..
    39
    Выводы по разделу 1.
    41




    РАЗДЕЛ2.Разработка научно-методического обеспечения для выбора параметров энергопоглощающих элементов устройств пассивной защиты пассажирских поездов..


    42




    2.1. Разработка математической модели соударения пассажирского поезда, экипажи которого оборудованы устройствами пассивной защиты, с препятствием..


    42




    2.2. Методика выбора рациональных параметров устройств пассивной защиты для снижения динамической нагруженности единиц подвижного состава пассажирского поезда при сверхнормативных ударных воздействиях.


    53




    2.3. Методика лабораторных испытаний энергопоглощающих элементов устройств пассивной защиты вагонов на статическое сжатие с целью исследования процесса их упругопластического деформирования


    61




    Выводы по разделу 2.


    64




    РАЗДЕЛ3.Выбор интегральных характеристик устройств пассивной защиты локомотивов и вагонов пассажирских поездов.


    65




    3.1 Оценка динамической нагруженности конструкций пассажирских вагонов локомотивной тяги при столкновении поездов или наезде поезда на препятствие
    65
    3.2. Исследование динамики пассажирского поезда, оборудованного устройствами пассивной защиты..
    81
    3.3 Оценка напряженно-деформированного состояния рам пассажирских вагонов, оборудованных устройствами пассивной защиты
    90
    Выводы по разделу 3.
    103
    РАЗДЕЛ4.Выбор рациональных параметров энергопоглощающих элементов устройств пассивной защиты вагонов
    104
    4.1. Исследование влияния параметров энергопоглощающего элемента в виде усеченной пирамиды на характер его деформирования
    104
    4.2. Экспериментальные исследования процесса упругопластического деформирования конструкции энергопоглощающего элемента в виде усеченной пирамиды..
    114
    4.3. Исследование влияния параметров энергопоглощающих элементов в виде усеченной пирамиды с инициаторами деформаций на характер их деформирования.
    116
    4.4. Экспериментальные исследования процесса упругопластического деформирования конструкции энергопоглощающего элемента в виде усеченной пирамиды с инициаторами деформаций
    125
    Выводы по разделу 4.
    132
    РАЗДЕЛ5.Технико-экономическое обоснование предлагаемых технических решений.


    134




    5.1. Оценка безопасности пассажиров при аварийных соударениях поездов, вагоны которых оборудованы энергопоглощающими элементами устройств пассивной защиты с выбранными параметрами


    134




    5.2. Оценка ожидаемого экономического эффекта от использования устройств пассивной защиты.


    136




    Выводы по разделу 5.


    140




    ВЫВОДЫ


    141




    ПРИЛОЖЕНИЕААкт внедрения результатов исследований, направленных на создание устройств пассивной защиты пассажирских вагонов


    143




    ПРИЛОЖЕНИЕБРезультаты решения тестовых задач для проверки достоверности используемых моделей.


    146




    ПРИЛОЖЕНИЕВРезультаты расчетов аварийных соударений поезда, оборудованного стандартными средствами продольной амортизации ударов, с препятствиями.


    147




    ПРИЛОЖЕНИЕГРезультаты расчетов аварийных соударений поезда, оборудованного устройствами пассивной защиты, с препятствиями


    153




    ПРИЛОЖЕНИЕДИсследование влияние параметров на потерю устойчивости конструкции энергопоглощающего элемента в виде усеченной пирамиды..


    158




    ПРИЛОЖЕНИЕЕСиловые характеристики энергопоглощающих элементов в форме усеченной пирамиды, полученные экспериментальным путем.


    161




    ПРИЛОЖЕНИЕЖОценка эффективности энергопоглощающих элементов с выбранными параметрами при их использовании в устройствах пассивной защиты на вагонах пассажирских поездов.


    163




    СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


    164



    ЕПС единицы подвижного состава
    МС междувагонное соединение
    НДС напряженно-деформированное состояние
    СА стандартные амортизаторы
    ТС транспортное средство
    УПЗ устройств пассивной защиты
    ЭЭ энергопоглощающий элемент







    Актуальность темы. Безусловное обеспечение безопасной перевозки пассажиров и грузов является первейшей и особо важной задачей железнодорожного транспорта. Это положение заложено в основополагающем нормативном документе, регламентирующем всю его работу «Правилах технічної експлуатації залізниць України».
    Анализ аварийных ситуаций при эксплуатации подвижного состава железнодорожного транспорта показал, что в современных условиях весьма остро стоит проблема осуществления железнодорожных перевозок с соблюдением требований по обеспечению безопасности движения. В большинстве случаев причинами нарушений безопасности является человеческий фактор: проезд запрещающих сигналов, невыполнение регламента переговоров, отвлечение от наблюдения за положением стрелочных переводов и пр. Как правило, это приводит к таким аварийным ситуациям как: сход подвижного состава с рельсов, столкновение встречных и попутно следующих поездов, соударение локомотивов межу собой, столкновение на станционных путях поездов со стоящими вагонами, наезд поездов на путевые тупиковые упоры. Особую тревогу вызывают ситуации аварийных столкновений с участием пассажирских поездов.
    Проведенные многочисленные как натурные, так и теоретические исследования показали, что одним повышением прочности кузовов вагонов проблему безопасности пассажиров решить невозможно, так как вся непогашенная кинетическая энергия столкновения передается на пассажиров и оборудование салона. Поэтому наряду с использованием средств, направленных на предотвращение появления предаварийных ситуаций, например, таких как автоматические системы управления движением транспорта, диагностики, для минимизации человеческих потерь и материальных затрат на ликвидацию последствий аварий на вагонах и локомотивах используются системы пассивной защиты. Поглощение кинетической энергии соударения в этих системах происходит за счет специальных энергопоглощающих элементов большой энергоемкости в процессе необратимого контролируемого упругопластического деформирования их конструкций.
    На сегодняшний момент в Украине создана и активно внедряется концепция организации скоростного железнодорожного движения, сформулированная в 2003 и 2009 годах, нацеленная на поэтапное повышение скоростей движения пассажирских поездов до 160-200 км/ч. С учетом повышения скоростей движения, внедрение данной концепции обязательно должно сопровождаться разработкой новых конструкций пассажирских вагонов по специальным техническим требованиям, в том числе по безопасности.
    В соответствии с вышеуказанным, создание эффективных средств пассивной защиты пассажирских вагонов и определение их рациональных параметров является актуальной научно-прикладной задачей для железнодорожного транспорта Украины. Следует отметить, что положения данной работы могут быть также распространены на родственные типы подвижного состава, осуществляющие пассажирские перевозки: поезда межрегионального сообщения, а также мотор-вагонный подвижной состав.
    Связь работы с научными программами, планами, темами.
    Проведенные в диссертационной работе исследования выполнялись в соответствии с планами научно-исследовательских работ ИТМ НАНУ и НКАУ по темам: «Исследование динамической нагруженности машиностроительных и транспортных систем с учетом особенностей упругопластического деформирования их элементов» (№государственной регистрации0100U001240); «Математическое моделирование динамической нагруженности конструкций железнодорожного транспорта при эксплуатационных и сверхнормативных воздействиях»(№государственной регистрации0105U002521); «Математическое моделирование и исследование динамики железнодорожных экипажей с учетом особенностей работы средств их защиты при ударных нагрузках»(№государственной регистрации0108U000342), по которым автор является исполнителем и автором отчетов.
    Цель и задачи исследования.
    Цель данной работы усовершенствование системы защиты подвижного состава с целью уменьшения влияния на пассажиров и персонал поезда продольных сверхнормативных нагрузок в аварийных ситуациях и выбор рациональных параметров защитных конструкций.
    Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:
    провести анализ существующих технических решений по пассивной защите пассажирских вагонов от действия сверхнормативных нагрузок, вызванных аварийными ситуациями, связанными со столкновениями поездов с препятствиями, выполнить выбор типа конструкции и схемы размещений устройств пассивной защиты для отечественных пассажирских вагонов;
    усовершенствовать математическую модель соударения пассажирского поезда с преградой с учетом работы устройств пассивной защиты экипажей;
    провести исследование динамической нагруженности конструкций пассажирских вагонов и локомотива при аварийных столкновениях поезда с препятствием, выбрать интегральные характеристики устройств пассивной защиты;
    разработать конечно-элементную модель для оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) элементов железнодорожных вагонов при эксплуатационных и сверхнормативных воздействиях с учетом специфики конкретного типа экипажа и особенностей его нагружения при упругопластическом деформировании и разрушении предложенных элементов защиты и провести оценку схем их размещения;
    определить рациональные значения параметров выбранных конструкций энергопоглощающих элементов устройств пассивной защиты пассажирских вагонов;
    выполнить экспериментальные исследования деформирования энергопоглощающих элементов с выбранными параметрами и сопоставить полученные результаты с данными теоретических исследований.
    Объект исследований процесс динамической нагруженности конструкций вагонов пассажирского поезда, оборудованных устройствами пассивной защиты, при столкновении состава с препятствиями.
    Предмет исследований параметры энергопоглощающих элементов устройств пассивной защиты пассажирского вагона.
    Методы исследования. В данной работе использованы такие методы:
    методы численного интегрирования дифференциальных уравнений для исследования динамики поезда при аварийных соударениях;
    метод конечных элементов для оценки напряженно-деформированного состояния конструкции элементов рамы пассажирского вагона и защитных устройств, для анализа уровня критических сил и формы потери устойчивости конструкций защитных устройств, с использованием теории упругости и теории пластичности.
    Достоверность и обоснованность результатов диссертационной работы обусловлена корректной математической постановкой задач, использованием современных методов математического моделирования и согласованием полученных результатов теоретических исследований с экспериментальными данными лабораторных испытаний.
    Научная новизна полученных результатов:
    впервые определены рациональные параметры конструкций энергопо-глощающих элементов коробчатого типа с инициаторами деформаций, которые позволяют устройствам пассивной защиты пассажирских вагонов колеи 1520 мм реализовать необходимую энергоемкость для снижения рисков для жизни и здоровья пассажиров и персонала поезда при аварийных столкновениях;
    усовершенствована математическая модель процесса столкновения пассажирского поезда с препятствием или другим поездом, которая в отличие от существующих учитывает оборудование экипажей поезда устройствами пассивной защиты;
    усовершенствована конечно-элементная модель элементов рамы пас-сажирского вагона модели 47Д, которая в отличие от существующих учитывает особенности контролируемой деформации энергопоглощающих элементов пассивной защиты;
    получила дальнейшее развитие методика выбора рациональных пара-метров устройств пассивной защиты в части поэтапного применения математических моделей различной детализации для последовательного уточнения названных параметров.
    Практическое значение полученных результатов состоит:
    в разработке математического и методического обеспечения для исследования динамической нагруженности и напряженно-деформированного состояния элементов конструкций пассажирских вагонов, оборудованных средствами пассивной защиты от продольных сверхнормативных ударов, и выборе рациональных параметров защитных конструкций;
    в разработке рекомендаций по оборудованию устройствами пассивной защиты с энергопоглощающими элементами коробчатого типа пассажирского вагона с раздельными тягово-сцепными приборами;
    в разработке рекомендаций по выбору рациональных параметров энергопоглощающих элементов коробчатого типа, предназначенных для поглощения кинетической энергии удара.
    Полученные результаты внедрены на ПАО «Крюковский вагоностроительный завод» в виде рекомендаций по проектированию пассивной защиты для перспективных конструкций пассажирских вагонов.
    Личный вклад соискателя. Основные положения и результаты, приведенные в работе, автором получены самостоятельно. Личный вклад соискателя заключается в планировании и проведении теоретических и экспериментальных исследований, анализе полученных результатов, разработке научных положений и выводов. Автором проведен сравнительный анализ существующих конструкций пассивной защиты пассажирских вагонов, разработана методика по выбору рациональных параметров устройств пассивной защиты, усовершенствована математическая модель для исследования динамической нагруженности экипажей поезда, вагоны которого оборудованы устройствами пассивной защиты, при столкновениях, разработаны конечно-элементные математические модели для оценки напряжено-деформированного состояния рамы пассажирского вагона и модели для исследования потери устойчивости конструкций энергопоглощающих элементов и выбора рациональных значений их параметров.
    В публикациях [1-9], которые написаны в соавторстве и отражают основные результаты диссертации, личный вклад соискателя определяется в следующем. В статье [1] показана необходимость использования дополнительных устройств пассивной защиты на основе анализа динамической нагруженности пассажирских вагонов в условиях аварийных столкновений поездов. В статье [2] с использованием разработанных моделей столкновения поезда, вагоны которого оборудованы пассивной защитой, с преградами определены рациональные значения интегральных параметров устройств защиты. В статьях [3, 4] предложена расчетная схема оборудования рам вагонов устройствами пассивной защиты, выполнена оценка НДС концевой части рамы пассажирского вагона с учетом размещения энергопоглощающих элементов. В статьях [5, 6] определены рациональные значения геометрических параметров конструкции энергопоглощающих элементов в виде усеченной пирамиды. В статьях [7-9] на основе результатов лабораторных испытаний по деформированию предложенных энергопоглощающих элементов при сжимающих нагрузках проведен анализ упругопластического деформирования их конструкций и выполнено уточнение значений их рациональных параметров.
    Апробация результатов диссертации. Основные идеи, положения и результаты диссертационной работы представлены и обсуждены на конференциях «Проблемы механики железнодорожного транспорта: безопасность движения, динамика, прочность подвижного состава, энергосбережение» (г. Днепропетровск, 2004 и 2008 г.); на научно-практических конференциях «Проблеми та перспективи розвитку транспортних систем: техніка, технологія, економіка і управління» (г. Киев, 2005, 2008 и 2011 г.); на международных научно-практических конференциях «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (г. Днепропетровск, 2005 и 2010 г.); на II научно-практической конференции «Внедрение наукоемких технологий на магистральном и промышленном транспорте» (г. Алушта, 2006 г.); на международной научно-практической конференции «Актуальні проблеми механіки суцільного середовища і міцності конструкцій» памяти академика НАН Украины В.И.Моссаковского (г. Днепропетровск, 2007 г.), а также на международной научно-практической конференции «Информационные технологии управления сложными системами» (г. Днепропетровск, 2008 г.). Диссертационная работа в полном объеме докладывалась 14.03.2012 на заседании научного семинара отдела Динамика многомерных механических систем” ИТМ НАНУ и НКАУ, 7.06.2012 на ученом совете ИТМ НАНУ и НКАУ и 24.10.2012 на межкафедральном научном семинаре ДНУЖТ (ДИИТ).
    Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 22 научные работы, в том числе: 9 статей в изданиях, входящих в Перечень специализированных научных изданий Украины, 13 тезисов докладов на международных научно-технических конференциях.
    Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов, списка использованных источников и приложений. Основной текст диссертации изложен на 142 страницах включая 4 таблицы из которых одна таблица размещена на отдельной странице, 82 рисунка из которых 36 рисунков размещены на 24 отдельных страницах, список использованных источников из 101 элемента на 10 страницах и 7 приложений на 21 странице. Полный объем диссертации составляет 173 страницы.





    В диссертационной работе применены следующие термины с соответствующими определениями [10].

    Авария — опасное техногенное происшествие, создающее на объекте, определённой территории, угрозу жизни и здоровью людей и приводящее к разрушению зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств(ТС), нарушению производственного или транспортного процесса, а также к нанесению ущерба окружающей природной среде.
    Аварийное соударение (ТС с препятствием) соударение, при котором режим работы транспортного средства переходит из эксплуатационного в аварийный.
    Препятствие материальный объект на пути следования ТС, соприкосновение с которым может вызвать какие-либо повреждения ТС и повлечь нежелательные последствия, представляющие угрозу жизни и здоровью пассажиров и обслуживающего персонала.
    Активная защита — совокупность организационных мер и технических решений, направленных на предотвращение аварийного происшествия и исключение предпосылок их возникновения.
    Пассивная защита — это совокупность устройств и технических решений, направленных на снижение тяжести последствий аварийного происшествия.
    Эксплуатационный режим работы транспортного средства режим работы ТС, который предусмотрен техническими требованиями по эксплуатации.
    Аварийный режим работы транспортного средства режим работы транспортного средства, при котором его работа не соответствует требованиям эксплуатации и безопасности. Для соблюдения требованиям безопасности пассажиров в этом режиме работы используют устройства пассивной защиты.
    Аварийный сценарий столкновения совокупность условий, характеризующих аварийное столкновение (масса препятствия, начальная скорость движения ТС и препятствия, взаимное их положение и др.).
    Устройство пассивной защиты (УПЗ) техническое устройство для обеспечения пассивной защиты ТС, выполненное в виде отдельного, заменяемого блока.
    Энергопоглощающий элемент (ЭЭ) пассивной защиты элемент УПЗ (или конструкции), выполняющий необратимое преобразование кинетической энергии удара в другие ее формы.
    Инициатор деформации ЭЭ часть ЭЭ, изменяющая его характеристики таким образом, чтобы можно было добиться требуемой формы потери его устойчивости.
    Жертвенный элемент элемент несущей конструкции ТС, который в аварийном режиме работы разрушается при заданной нагрузке.
    Жертвенная зона часть конструкции ТС, которая в процессе аварийного соударения ТС с препятствием получает остаточную деформацию.
    Пространство выживания часть кабины и салона ТС, которая после аварийного столкновения сохраняет свой объем для выживания пассажиров и обслуживающего персонала.
    Интегральные характеристики УПЗ набор параметров, определяющий свойства устройств пассивной защиты.
    Интегральные параметры УПЗ параметры, используемые для определения интегральных характеристик УПЗ.
    Требования безопасности набор условий, определяющих допустимые значения показателей безопасности ТС, характеризующих множество состоянийТС с точки зрения безопасности для человека.
    Показатели безопасности набор контролируемых параметров (сил, ускорений, пластических деформаций и т.д.) для определения уровня защитыТС.
    Максимально допустимые значения показателей безопасности значения, превышение которых приводит к нарушению выбранных требований безопасности.
    Критическая сила деформируемого элемента сила, при которой происходит потеря устойчивости конструкции деформируемого элемента.
    Критическая скорость соударения показатель уровня защиты поезда, определяющий максимальное значение скорости соударения для определенного сценария аварийного соударения, при котором не происходит нарушение принятых требований безопасности.

    Значение силы срабатывания УПЗ значение силы, приходящейся на УПЗ, при превышении которого происходят необратимые изменения конструкционных элементов ТС и режим работы ТС переходит из эксплуатационного в аварийный.
  • bibliography:
  • В диссертационной работе на основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная научно-практическая задача повышения безопасности пассажиров железнодорожного транспорта путем оборудования пассажирских вагонов устройствами пассивной защиты, которая позволит уменьшить человеческие потери при возникновении столкновений поездов или наезде поезда на препятствие. Основные научные результаты, выводы и практические рекомендации заключаются в следующем:
    1. Предложено на основе анализа существующих конструкций пассивной защиты для отечественных пассажирских вагонов использовать энергопоглощающие элементы в форме усеченной пирамиды с инициаторами деформаций с размещением их на раме вагона последовательно за буферами.
    2. Усовершенствована математическая модель для оценки динамической нагруженности пассажирского поезда, вагоны которого оборудованы устройствами пассивной защиты, при его соударении с преградой. В модели учтена работа энергопоглащающих элементов устройств пассивной защиты, установленных совместно с ударно-тяговыми приборами.
    3. С применением методов конечных элементов и численного моделирования разработана методика выбора рациональных параметров энергопоглощающих элементов устройств пассивной защиты, которая позволяет учесть особенности подвижного железнодорожного состава колеи 1520 мм.
    4. Проведены исследования продольной динамики поезда в процессе его аварийных соударений с препятствиями массой 50÷500 т. Установлено, что стандартные устройства амортизации обеспечивают критические скорости соударения порядка 3÷15 км/ч в зависимости от массы преграды.
    5. Выполнен выбор интегральных характеристик пассивной защиты экипажей поезда. Получено, что энергоемкость защиты вагонов должна составлять 0,20÷0,25 МДж, локомотива 0,75÷1,0 МДж. Совместное использование такой защиты позволит повысить критические скорости соударения поезда с преградами массой 50÷500 т до 20÷40 км/ч в зависимости от массы преграды.
    6. Усовершенствована конечно-элементная модель концевой части рамы пассажирского вагона модели 47Д при действии продольных сжимающих сил, которая в отличие от существующих учитывает особенности контролируемой де-формации энергопоглощающих элементов пассивной защиты. С использованием модели выполнена оценка напряжено-деформированного состояния концевой части рамы при действии сверхнормативных нагрузок. Показана принципиальная возможность установки предлагаемых устройств пассивной защиты на раме отечественных пассажирских вагонов последовательно за буферами.
    7. Исследовано влияние геометрических параметров энергопоглощающего элемента на уровень критической силы и форму потери устойчивости его конструкции и определены их рациональные значения. Получено, что защитное устройство в виде усеченной пирамиды с диафрагмой должно иметь следующие размеры: длины сторон нижнего и верхнего оснований соответственно 400 мм и 300 мм, длина 370 мм, толщина боковых стенок пирамиды 3 мм, диафрагма располагается на расстоянии 185 мм от большего основания и ее толщина 4 мм.
    8. Проведены экспериментальные исследования упругопластического деформирования энергопоглощающего элемента с выбранными параметрами. Получено, что энергоемкость элемента равна 115 кДж, что позволяет реализовать пассивную защиту пассажирского вагона с выбранной интегральной характеристикой. Расхождение результатов теоретических и экспериментальных исследований составляет не более 10%.
    9. Разработаны и переданы ПАО «Крюковский вагоностроительный за-вод» предложения и рекомендации по созданию перспективных конструкций устройств пассивной защиты пассажирских вагонов Украины.

    10. Проведена оценка эконмической эффективности использования устройств пассивной защиты. Показано, что применение устройств пассивной за-щиты с выбранными характеристиками позволяет получить экономический эффект порядка 8 млн грн в случае возникновении одной аварийной ситуации средней тяжести.







    1. Горобец Д. В. Исследование эффективности поглощающих аппаратов автосцепок в условиях аварийного столкновения пассажирского поезда / Е. Г. Богомаз, Д. В. Горобец // Техническая механика. Днепропетровск: ИТМ. 2004. Вып.1. С 62-65.
    2. Науменко Н. Е. Оценка эффективности использования элементов защитыконструкций локомотивов и вагоновпассажирских поездов при аварийных соударениях./ Н. Е. Науменко, И. Ю. Хижа, Е. Г. Богомаз, Д. В. Горобец// Вісник ДНУЗТ, 2005. Вип. 8. Дніпропетровськ: Вид-во ДНУЗТ. С. 79-85.
    3. Богомаз Г. И. Расчет рам пассажирских вагонов, оборудованных жертвенными элементами, при действии продольных сил . / Г. И. Богомаз, Д. В. Горобец, Ю.А.Клык, И. К. Хрущ // Проблеми обчислювальної механіки і міцності конструкцій Дніпропетровськ: ДНУ. 2007. Вип. 11. С. 15-22.
    4. Богомаз Г. И. Оценка напряженно-деформированного состояния рам пассажирских вагонов, буфера которых оборудованы жертвенными элементами. / Г.И.Богомаз, Д. В. Горобец, Ю. А. Клык, М. Б. Соболевская, И. К. Хрущ // Техническая механика. - 2007. - Вып. 2. С 62-65.
    5. Богомаз Г. И. Устойчивость жертвенных элементов устройств защиты пассажирских вагонов при осевом сжатии/ Г. И. Богомаз, Д. В. Горобец, И. К. Хрущ// Техническая механика. 2006. № 1. Днепропетровск: ИТМ НАНУ и НКАУ. С. 56-59.
    6. Богомаз Г. И. Анализ характера деформирования жертвенных элементов, предназначенных для защиты пассажирских вагонов, при сверхнормативных сжимающих нагрузках. / Г. И. Богомаз, М. Б. Кельрих, М. Б. Соболевская, И.К.Хрущ, Д. В. Горобец // Транспортні системи і технології: Збірник наукових праць ДЕТУТ. 2007. № 12. С. 12-19.
    7. Богомаз Г. И. Экспериментальная отработка жертвенных элементов для защиты пассажирских вагонов в аварийной ситуации. / Г. И. Богомаз, В. С. Гудрамович, М. Б. Соболевская, С. А. Сирота, И. К. Хрущ, Д. В. Горобец, М. Ф. Демешко // Вісник Дніпропетровського університету. Серія: Механіка. 2007. Т. 2. Вип. 11. С. 19-28.
    8. Богомаз Г. И. Исследование процесса деформирования конструкций коробчатого типа при действии сжимающих нагрузок / Г. И. Богомаз, В. С. Гудрамович, М. Б. Соболевская, С. А. Сирота, И. К. Хрущ, Д. В. Горобец // Вісник ДНУЗТ. 2007. № 18. С. 114-117.
    9. Гудрамович В. С. Экспериментальные исследования энергопоглощающих свойств трубчатых перфорированных элементов при статическом сжатии / В.С.Гудрамович, М. Б. Соболевская, С. А. Сирота, И. К. Хрущ, М. Ф. Демешко, Д. В. Горобец, Ю. А. Клык //. Техническая механика. 2010. № 3. С. 91-99.
    10. EN 15227. Railway applications Crashworthmess requirements for railway vehicle bodies. Brussel : EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION, 2008. 37 c.
    11. Самсонкин В. Н. Человеческий фактор в обеспечении безопасности железнодорожного транспорта.// Залізничний транспорт України. 2000. № 5-6. С.65-67.
    12. Voji G. Современные требования к подвижному составу. // Железные дороги мира. 2001. № 1. С. 18-21.
    13. Picquand J. L. Повышение скорости движения поездов на обычных линиях.// Железные дороги мира. 2002. № 9. С. 69-73.
    14. Шанайц П. С. Предупреждение аварийности приоритетная задача всех служб. // Железнодорожный транспорт. 2001. № 9. С. 30-31.
    15. Глушко М. И. Техническое обслуживание и безопасность движения поезда. / М. И. Глушко, Г. С. Боярских // Железнодорожный транспорт. 2001. № 5. С.56-59.
    16. Лисицын А. П. Базируясь на достижениях науки и высоких технологий. // Железнодорожный транспорт. № 9. 2002. C. 12-15.
    17. Бирюков И. В. Механическая часть тягового подвижного состава / И. В. Бирюков, А. Н. Савоськин, Г. П. Бурчак и др. // М: Транспорт, 1992. - 440 с.
    18. Блохин Е.П. Динамика поезда (нестационарные продольные колебания) / Е.П.Блохин, Л. А. Манашкин // М.: Транспорт, 1982. 222 с.
    19. Блохин Е. П. Расчет грузовых вагонов на прочность при ударах: Учеб. пособие для вузов ж.-д. трансп. / Е. П. Блохин, И. Г. Барбас, Л. А. Манашкин и др. // М.: Транспорт, 1989. - 230 с.
    20. Блохин Е. П. Расчеты и испытания тяжеловесных поездов / Е. П. Блохин, Л.А. Манашкин, Е. Л. Стамблер и др. // М.: Транспорт, 1986. - 265 с.
    21. Богомаз Г.И. Пуск в ход предварительно растянутых наливных поездов / Г.И. Богомаз , А. В. Рыжов // Динамика и прочность вы-сокоскоростного наземного транспорта. К.: Наукова думка, 1976. С.46-54.
    22. Богомаз Г.И. Оценка параметров средств защиты днищ котлов железнодорожных цистерн при аварийных воздействиях / Г. И. Богомаз, В. М. Бубнов, В.А.Волков, М. Б. Соболевская, И. К. Хрущ // Техническая механика. ИТМ НАНУ и НКАУ. 2000. Вып. 1. С. 135143.
    23. Богомаз Г. И. Нагруженность вагонов-цистерн при переходных режимах движения поездов / Г. И. Богомаз, Н. Е. Науменко, А. Н. Пшинько, С.В.Мямлин. Киев : Наук. думка, 2010. 215 с.
    24. Бороненко Ю. П. Зарубежные вагоны: Особенности конструкции, теории и расчета: Учебное пособие / Ю. П. Бороненко, М. М. Соколов, А. А. Эстлинг// Л:ЛИИЖТ, 1988.- 59 с.
    25. Бороненко Ю. П. Особенности динамики высокоскоростного электропоезда «Сокол» / Ю. П. Бороненко, B. C. Лесничий, A. M. Орлова, А. Н. Дятлов // Транспорт: Збірник наукових праць. 2002. Вип. 9 С. 8-10.
    26. Браташ В. А. Электровозы и тяговые агрегаты промышленного транспорта / В. А. Браташ, В. С. Потапов, В. А. Володарский и др. // М:Транспорт, 1977.- 528 с.
    27. Бубнов В. М. Оценка параметров вагона-цистерны для железных дорог Индии / В. М. Бубнов, П. Кумар, Г. И. Богомаз, М. Б. Соболевская // Вісник Дніпропетровського Національного університету залізничного транспорту ім. акад. В.Лазаряна Дніпропетровськ. 2004. Вип. 8. С. 3538.
    28. Вершинский С. В. Динамика вагона. / С. В. Вершинский, В. Н. Данилов, И.И. Челноков// М: Транспорт, 1972. - 304 с.
    29. Коротенко М.Л. Дифференциальные уравнения пространственных колебаний грузового вагона с учетом конечной жесткости кузова и инерционных свойств основания / М.Л. Коротенко, В.Д. Данович // Межвуз. сб. науч. тр. Днепропетровск: ДИИТ. Вып. 199/25. С. 3-13.
    30. Донченко А.В. Оценка безопасности эксплуатации модернизированного вагона-платформы по условию схода с рельс / А.В. Донченко, В.И. Ткачев, О.В. Орлов // Залізничний транспорт. 2012. № 3/4. C. 17-19.
    31. Голубенко А.Л. Сцепление колеса с рельсом // Луганск: Изд. ВУГУ, 1999. 127 с.
    32. Демин Ю.В. Автоколебания и устойчивость движения рельсовых эки-пажей / Ю.В. Демин, Л.А. Длугач, М.Л. Коротенко, и др.// К: Наук. думка, 1984. 160 с.
    33. Кеглин Б.Г. Автоколебания при соударении вагонов, оборудованных фрикционными аппаратами / Б.Г. Кеглин // М.: Транспортное машиностроение, 1975. 343 c.
    34. Бороненко Ю.П. Исследование работы вибрационной установки для испытаний несущих конструкций вагонов на долговечность /Ю.П. Бороненко, В.А. Дубинский, М.Б. Кельрих // Проблемы динамики и прочности железнодорожного подвижного состава: Тр. ДИИТ. Днепропетровск, 1980. Вып. 210/27. С. 125-128.
    35. Богомаз Г.И. Прогнозирование нагруженности контейнеров-цистерн при продольных ударах в процессе железнодорожной транспортировки. / Г.И. Богомаз, М.Б. Кельрих, М.Б. Соболевская и др. // Днепропетровск: ИТМ: Межведомств. сб. научн. тр., 1997. Вып. 5. C. 6-15.
    36. Лазарян В.А. Динамика вагонов. Устойчивость движения и колебания // М:Транспорт, 1964. - 256 с.
    37. Ковтун Е. Н. Зависимость динамических качеств рельсового экипажа от вида действующих на него возмущений / Е. Н. Ковтун, О. М. Маркова // Подвижной состав ХХI века: идеи, требования, проекты: Сборник научных статей Санкт-Петербург: ПГУПС. 2009. Вып. 5. С. 17 21.
    38. Мямлин С. В. Исследование пространственных колебаний длиннобазного вагона-платформы / С. В. Мямлин, А. В. Шатунов, А. В. Сорокалет, Е. Н. Ковтун, О. М. Маркова // Залізничний транспорт України. 2009. Вып. 6. С. 4749.
    39. Науменко Н. Е. Продольная динамика поезда, в состав которого включены бимодальные подвижные единицы / Н. Е. Науменко, И. Ю. Хижа // Техническая механика. ИТМ НАНУ и НКАУ. 2004. Вып. 2. С. 1116.
    40. Науменко Н. Динамическая нагруженность вагонов-цистерн, оборудованных поглощающими аппаратами различного типа, при эксплуатационных режимах их движения в составе поезда / Н. Науменко, И. Хижа, Е. Богомаз, М. Кельрих // Транспортні системи та технології: Збірник наукових праць Київського університету економіки і технологій транспорту. 2007. Вып. 11. С. 7076.
    41. Радченко Н.А. Оценка колебаний электродинамического транспортного средства при небольших скоростях движения / Н.А. Радченко, О.В. Звонарева, В.В. Малый // Техническая механика. ИТМ НАНУ и НКАУ. 2007. Вып. 2. С.138-141.
    42. Савчук О.М. Подвижной состав промышленного транспорта / О.М. Савчук, В.А. Каблуков // Учебник. Киев: Выща школа, 1990. - 296 с.
    43. Соколов М. М. Динамическая нагруженность вагона. / М. М. Соколов, В. Д. Хусидов, Ю. Г. Минкин // М: Транспорт, 1981. - 208 с.
    44. Тибилов Т. А. Асимптотические методы исследования колебаний подвижного состава // Труды РИИЖТ. - М: Транспорт, 1970. - Вып. 78. - 224 с.
    45. Ушкалов В. Ф. Статистическая динамика рельсовых экипажей / В. Ф. Ушкалов, Л. М. Резников, С. Ф. Редько // К: Наукова думка,1982. 360 с.
    46. Фалендиш А.П. Визначення надійності рейкових автобусів за результатами експлуатації / А.П. Фалендиш, А.М. Кучеренко //. Зб. наук. праць УкрДАЗТ. Харків, 2009. Вип. 110. С. 12-19.
    47. Дзензерский В. А. Нетрадиционные конструкции электродинамических транспортных средств / В. А. Дзензерский, Т. И. Кузнецова, В. В. Малый, Н. А. Радченко, Н. М. Хачапуридзе // Вісник Дніпропетровського Національного університету залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна. С. 137140.
    48. Черкашин Ю. М. Динамика наливного поезда // М: Транспорт, 1975. - 136 с.
    49. Басов Г. Г. Методика диагностики и управления надежностью подвижного состава. / Г. Г. Басов, В. П. Гундарь, О. Л. Игнатьев, О. В. Романенко // Залізничний транспорт України. 2005. №3. С.24-25.
    50. Бойник А. Б. Инфракрасная диагностика устройств железнодорожной автоматики. / А. Б. Бойник, С. Э. Половец, Е. В. Панченко // Залізничний транспорт України. 2005. № 3. C. 39-43.
    51. Зорин В. И. Современные системы обеспечения безопасности // Железнодорожный транспорт. 2000. №11. С. 52-54.
    52. Макаренко В. Н. Система дистанционного мониторинга железнодорожных поездов «Удаленный «Вид». / В. Н. Макаренко, С. И. Бондарь, Г. Р. Гамбарян, И.Н. Бандура // Залізничний транспорт України. 2005. № 3. С. 64-66.
    53. Современные требования к подвижному составу. // Железные дороги мира. 2001. № 1. С. 18-21.
    54. Основные компоненты интеллектуального грузового поезда. // Железные дороги мира. 2002. № 4. С. 25-58.
    55. Казаринов В. М. Теоретические основы проектирования и эксплуатации автотормозов. / В. М. Казаринов, В. Г. Иноземцев, В. Ф. Ясенцев // М.: Транспорт. 1968. 399 с.
    56. Новый электропоезд России. // Железнодорожный транспорт. 2002. №9. С.54-58.
    57. Безопасность движения: состояние и актуальные задачи. // Железнодорожный транспорт. 2000. №12. С. 20-25.
    58. Высокоскоростной электропоезд AVE S103. // Железные дороги мира. 2003. № 6. С. 25.
    59. Электропоезда нового поколения для железных дорог Германии // Железные дороги мира. 2000. № 8. C. 21-29.
    60. Электропоезда серии 333 железных дорог Великобритании // Железные дороги мира. 2001. № 9. C. 24-25.
    61. Мюллер К. Д. ЭП10 электровоз нового поколения для Российских железных дорог. / К. Д. Мюллер, С. В. Покровский // Железные дороги мира. №.3. 2003. C. 25-26.
    62. Пассивная безопасность пассажирского подвижного состава // Железные дороги мира. 2007. № 6. С. 61-65.
    63. Региональные электропоезда из двухэтажных вагонов // Железные дороги мира. 2005. № 2. С. 24-32.
    64. Новый электропоезд для железных дорог Германии // Железные дороги мира. 2008. № 9. C. 48-55.
    65. Совершенствование локомотивов в соответствии с требованиями к безопасности при столкновениях // Железные дороги мира. 2007. № 8. C. 57-63.
    66. Конструкция кузова локомотивов семейства TRAXX // Железные дороги мира. 2006. № 3. C. 26-29.
    67. Киселев И. П. Итоги и перспективы развития высокоскоростных магистралей // Железнодорожный транспорт. 2008. № 8. С. 47-53.
    68. Tyrell D. Overview of a Crash Energy Management Specification for Passenger Rail Equipment. / D. Tyrell, E. Martinez, K. Jacobsen, D. Parent, K. Severson, M. Priante, A. Perlman // American Society of Mechanical Engineers. 2006. № RC2006-94044. Р. 38-48.
    69. Пат. 6393999 США, МПК 7B 61D 15/06, Противоударное устройство для рельсовых транспортных средств./ Schneider Sieghard.; Заявитель и патентообладатель Krauss-Maffei Verkchrstechnic Gmbh №9819809489; заявл.05.03.1998; опубл. 11.07.2000; Бюл. № 3, 2000. С.2.
    70. Пат. 19635221 Германия, МПК 6B61 G11/16, Устройство для защиты рельсовых транспортных средств от столкновений / Schneider Sieghard.; Заявитель и патентообладатель Krauss-Maffei Verkchrstechnic Gmbh №9619635221; заявл.30.08.1996; опубл. 02.04.98; Бюл. № 4 (ч 30), 1998. С. 3.
    71. Прочность подвижного состава при соударении. // Железные дороги мира. 2000. № 4. С. 32-36.
    72. Разработка системы безопасности пассажирского поезда при аварийных соударениях. // Транспорт: Збірник наукових праць. 2000. Вип.6 С. 11-13.
    73. Электровозы ES 64U4 // Железные дороги мира. 2005. №12. С.36-46.
    74. Пассажирские вагоны стоимость и комфорт. // Железные дороги мира. 2003. № 4. С. 27-29.
    75. Crashworthiness standards may block locomotive approvals. // www.railwaygazette.com.
    76. ГОСТ 25463-82. Тепловозы магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические требования. Утверждено и введено в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качества продукции и стандартам от 07.05.91 №651.
    77. Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года. // Транспортная безопасность и технологии. 2008. № 4. С. 25-37.
    78. Семечкин А. Е. Реализуя стратегические направления научно-технического развития железнодорожного транспорта. // Железнодорожный транспорт. 2008. № 4. С. 2-5.
    79. А. с. № 662396 СССР, МКИB61 G 11/16. Противоаварийное буферное устройство / Г. В. Артюх, В. А. Любов № 2545794/27-11; заявл. 18.11.77; опубл.15.05.79; Бюл. № 18, 1979.
    80. А. с. № 668838 СССР, МКИ B61 G 11/16. Энергопоглощающее устройство разового действия для железнодорожного транспортного средства / В.Л.Наделюев, Г. А. Пенькова №2566072/27-11; заявл. 05.01.78; опубл.25.06.79; Бюл. № 23, 1979.
    81. А. с. № 867746 СССР, МКИ В61 G11/16, F16 F7/12. Противоаварийное буферное устройство./ Г. В. Артюх, В. А. Любов, И. Г. Фурса, А. П. Жуковец, В.В.Сушев, М. В. Бондарев №2536684/27-11; заявл. 25.10.77; опубл. 30.09.81; Бюл. №36, 1981.
    82. А. с. №1326490 СССР, МКИ 4 В 61 G 11/16. Аварийное энергопоглощающее устройство транспортного средства/ А. В. Иванов, В.Е.Гречушкин, В. Е. Зуев № 4014630/27-11; заявл. 25.10.77; опубл. 30.07.87; Бюл. № 28, 1987.
    83. Пат. 19833250 Германия, МПК B 61G 11/16. Энергопоглощающийэлемент для рельсових транспортних средств / Schneider Sieghard.; Заявитель и патентообладатель Krauss-Maffei Verkchrstechnic Gmbh № 19833250; заявл.23.07.1998; опубл. 27.01.2000; Бюл. № 30, .
    84. Комбинированный буфер с деформируемым элементом // Железные дороги мира. 2002. № 9. C. 50-54.
    85. Generatedes chemius de fer // Fr.Revue. 1993. № 11. С. 25-59.
    86. Пат. 2684060 Франция, МПК 5 В61 G11/16, B61 F1/08, В61 D17/00, В62 D21/15. Устройство гaшения ударов, в частности для железнодорожных транспортних средств / HalaisPierre.; Заявитель и патентооблада-тель GEC Alstom(SA) №9114637; заявл. 27.11.1991; опубл. 28.05.1993.; Бюл. № 21, 1993.
    87. Пат. 2716429 Франция, МПК В 61G 11/16. Амортизатор для железнодорожного транспортного средства / FraikinBruno, MatthieuPascal; Заявитель и патентообладатель ANF IMDUSTRIE № 949402055; заявл.23.02.1994; опубл. 19.12.96; Бюл. № 29, 1996.
    88. Пат. 1295773 Европа, МПК 7В 61D 15/06. Кузов железнодорожного вагона / Н.Nakamura, S.Okuno, T.Makino, T.Sagawa; Заявитель и патентообладатель Hitachi, Ltd. № 2255974; заявл. 28.08.2002; опубл. 26.03.2003; Бюл. № 12, 2003.
    89. Пат.43516 Россия, МПК7 В 61 D 5/00. Железнодорожная цистерна / В.А.Волков, В. М. Бубнов, Г. И. Богомаз, Е. П. Блохин, А. А. Дятлов, А.Н.Пшинько, С. А. Сирота, А. И. Тисенко, В. Ф. Михайлин; Заявитель и патентообладатель ТОВ Головне спеціалізоване конструкторське бюро вагонобудування”, ВАТ Маріупольський завод важкого машинобудування”, ВАТ Азовзагальмаш” № 2004105974; заявл. 20.02.2004; опубл. 15.12.2004; Бюл.№12, 2004.
    90. Пат. 6820924 США, МПК B62 D025/00. Method of improving impact absorbing and deformation control characteristics of vehicle components / Caliskan Ari Garo, Sanders Paul George, Joaquin Armando Mateo, Zaluzec Matthew John. ; Заявитель и патенто обладатель Ford Global Technologies № 248350; заявл.13.01.2003; опубл. 23. 11.2004; Бюл. № 25, 2004.
    91. Лазарян В.А. О переходных режимах движения поездов // Тр.ДИИТ. 1973. Вып.152. С.3-43.
    92. Бабушка И. Численные процессы решения дифференциальных уравнений / И.Бабушка, Э.Витасек, М.Прагер // М.:Мир, 1971. 280 с.
    93. ТимошенкоС.П. Колебания в инженерном деле / С.П.Тимошенко, Д.Х.Янг, У.Уивер // М.: Машиностроение, 1985. 472с.
    94. Коломийченко В. В. Автосцепные устройства подвижного состава железных дорог / В. В. Коломийченко, В. И. Беляев, И. Б. Феоктистов, Н.А.Костина. М. : Транспорт, 2002. 230 с.
    95. Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных) // М.: ГосНИИВ-ВНИИЖТ, 1996. 319 с.
    96. Нормы для расчета и оценки прочности несущих элементов, динамических качеств, и воздействия на путь экипажной части локомотивов железных дорог МПСРФ колеи 1520мм // М., 1998. 145 с.
    97. Зенкевич О., Метод конечных элементов в технике // М.: Мир, 1975. 541 с.
    98. Патентно-библиографический поиск и разработка предложений по созданию эффективных средств защиты железнодорожных транспортных конструкций от сверхнормативных ударных нагрузок: Отчет о НИР (промежуточный) / ИТМ НАНУ и НКАУ; Руководитель НИР Г.И.Богомаз. №ГР 0105U002521; Инв. № 110-07/2005. Д, 2005. 59 с.
    99. БеляевВ.И. Разработка системы безопасности пассажирского поезда при аварийных соударениях / В. И. Беляев, Ю. М. Черкашин, Д. Л. Ступин, А.Д.Кочнов // Транспорт: Збірник наукових праць. 2000. Вип. 6 C. 11-13.
    100. Беляев В. И. Обеспечение безопасности пассажиров поезда постоянного формирования при аварийных соударениях / В. И. Беляев, ю. М. Черкашин, Ю.Н.Койчев // Вестник ВНИИЖТ. 2000. № 4. С.12-15.
    101. Подвижной состав повышенной безопасности при столкновениях // Железные дороги мира. 2006. № 4. С. 49-55.
  • Стоимость доставки:
  • 200.00 грн


SEARCH READY THESIS OR ARTICLE


Доставка любой диссертации из России и Украины