MODELING OF INTERACTION OF THE PASSENGER TRAIN VEHICLES, EQUIPPED BY PASSIVE SAFETY, AT ACCIDENTAL COLLISION WITH OBSTACLE

Autor: Naumenko, N. Ye., Khyzha, I. Yu.
Jazyk: ruština
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport; № 4(58) (2015); 163-174
Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта; № 4(58) (2015); 163-174
Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту; № 4(58) (2015); 163-174
ISSN: 2307-3489
2307-6666
Popis: Цель. Развитие высокоскоростного движения на железнодорожном транспорте потребовало обновления требований к конструкции пассажирского подвижного состава и пересмотра стандартов безопасности при аварийных столкновениях поездов с препятствием. К конструкции экипажей нового поколения предъявляются требования по оснащению их пассивными крэш-системами, обеспечивающими безопасность пассажиров и персонала в аварийной ситуации. Испытания крэш-систем пассажирского подвижного состава продолжительны во времени и требуют значительных материальных затрат. В целях отработки тестовых сценариев столкновения поездного состава с препятствием и оценки показателей поглощения энергии соударения устройствами пассивной защиты в работе применяется компьютерное моделирование. Первым этапом проведения исследований динамических процессов, протекающих в поезде при сверхнормативных ударных воздействиях, является оценка максимальных значений сжимающих сил, возникающих в межвагонных соединениях поезда, локомотив и вагоны которого оборудованы системами пассивной безопасности. Методика. На основании концепции пассивной защиты пассажирского подвижного состава для колеи с шириной 1520 мм при аварийных столкновениях предложена концептуальная система пассивной безопасности для пассажирских поездов локомотивной тяги, сформированных из экипажей нового поколения. Системой пассивной безопасности рекомендуется оборудовать как локомотив, так и вагоны. Для предварительной оценки выполнения требований к системе пассивной безопасности пассажирского поезда при аварийных столкновениях, как правило, используется упрощенная дискретно-массовая модель, в которой поезд рассматривается как одномерная цепочка твердых тел, соединенных существенно нелинейными деформируемыми элементами. Результаты. Разработан алгоритм вычисления усилий в межвагонных соединениях поезда локомотивной тяги постоянного формирования, учитывающий специфику работ сцепных устройств, устройств поглощения энергии и упругопластические свойства конструкций кузовов экипажей при аварийных столкновениях. Научная новизна. Предложенный алгоритм позволяет учесть особенности формирования поезда локомотивной тяги нового поколения и работы межвагонных соединений при исследовании динамических процессов, протекающих в поезде в случае его аварийного столкновении с препятствием на железнодорожном пути. Практическая значимость. Разработанные алгоритмы вычисления усилий взаимодействия экипажей пассажирского поезда локомотивной тяги, оборудованных системами пассивной безопасности, могут быть использованы при математическом моделировании тестовых сценариев столкновения эталонного поезда с препятствием для отработки систем пассивной безопасности на этапе проектирования пассажирского подвижного состава нового поколения.
Мета. Розвиток високошвидкісного руху на залізничному транспорті вимагає поновлення вимог до конструкції пасажирського рухомого складу та перегляду стандартів безпеки при аварійних зіткненнях поїздів із перешкодою. До конструкції екіпажів нового покоління висуваються вимоги щодо обладнання їх пасивними креш-системами, що забезпечують безпеку пасажирів та персоналу в аварійній ситуації. Випробування креш-систем пасажирського рухомого складу є тривалими в часі та вимагають значних матеріальних витрат. Із метою відпрацювання тестових сценаріїв зіткнення рухомого складу з перешкодою та оцінки показників поглинання енергії зіткнення пристроями пасивного захисту в роботі застосовується комп’ютерне моделювання. Першим етапом проведення досліджень динамічних процесів, що виникають у поїзді при наднормативних ударних навантаженнях, є оцінка максимальних значень стискальних сил у міжвагонних з’єднаннях поїзда, локомотив та вагони якого обладнано системами пасивної безпеки. Методика. На підставі концепції щодо пасивного захисту пасажирського рухомого складу для колії із шириною 1 520 мм при аварійних зіткненнях запропонована концептуальна система пасивної безпеки для пасажирських поїздів локомотивної тяги, сформованих із екіпажів нового покоління. Системою пасивної безпеки рекомендується обладнувати як локомотив, так і вагони. Для попередньої оцінки виконання вимог до системи пасивної безпеки пасажирського поїзда при аварійних зіткненнях, як правило, використовується спрощена дискретно-масова модель, в якій поїзд розглядається як одномірний ланцюжок твердих тіл, з’єднаних істотно нелінійними елементами, що деформуються. Результати. Розроблено алгоритм обчислення зусиль у міжвагонних з’єднаннях поїзда локомотивної тяги постійного формування, який враховує специфіку роботи зчіпних пристроїв, пристроїв поглинання енергії та пружнопластичні властивості конструкцій кузовів екіпажів при аварійних зіткненнях. Наукова новизна. Запропонований алгоритм дозволяє врахувати особливості формування поїзда локомотивної тяги нового покоління та роботи міжвагонного з’єднання при дослідженні динамічних процесів, що мають місце в поїзді при його аварійному зіткненні з перешкодою на залізничній колії. Практична значимість. Розроблені алгоритми обчислення зусиль взаємодії екіпажів пасажирського поїзда локомотивної тяги, обладнаних системами пасивної безпеки, можуть бути використані при математичному моделюванні тестових сценаріїв зіткнення еталонного поїзда з перешкодою для відпрацювання системи пасивної безпеки на етапі проектування пасажирського рухомого складу нового покоління.
Purpose. The development of high-speed railway traffic requires the updating of requirements for the design of passenger rolling stock and revision of safety standards on emergency situation of trains with an obstacle. To the construction crews of the new generation demands by equipping them with passive crash systems, ensuring the safety of passengers and personnel in an emergency situation. In order to refine test scenarios train collision with an obstacle and evaluation indicators of energy absorption of the collision of the passive protection devices which are used in computer modeling. The first step in the research of dynamic processes in the train when excessive shock effects, is to assess the maximum values of the compressive forces generated in intercar compound trains, locomotive and cars which are equipped with passive safety systems.Methodology. Based on the concept of passive protection of passenger rolling stock for track with width of 1520 mm on emergency situation the conceptual passive safety system for passenger trains with locomotive traction are formed from the crews of the new generation was proposed. The passive safety system is recommended to be equipped both the locomotive and cars. For a preliminary assessment of compliance for the passive safety system of a passenger train on emergency situation, as a rule, the simplified discrete-mass model is used, in which the train is considered as one-dimensional chain of rigid bodies connected by nonlinear deformable elements. Findings. The algorithm for computing efforts in the inter-connections of the train locomotive traction of the permanent formation is developed, taking into account the specifics of work of coupling devices, devices, energy absorption and elastic-plastic properties of the body structure of crews at emergency situation. Originality. The proposed algorithm allows taking into account the peculiarities of train locomotives of the new generation and the work of the inter-connections in the study of dynamic processes in train in case of emergency situation with an obstacle on the railway track. Practical value. Developed algorithms for computing the efforts of the interaction of the crews of passenger trains with locomotive traction, equipped with passive safety systems that can be used in mathematical modeling of test reference collision scenarios of trains with obstacles for improvement of passive safety systems in the design phase of the passenger rolling stock of new generation.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: