Разработка методики испытаний боковых рам тележек грузовых вагонов для оценки ресурса под действием сил, характеризующих эксплуатационную нагруженность тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Дмитриев Сергей Владимирович

• Дмитриев Сергей Владимирович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Дмитриев Сергей Владимирович

Введение

Глава 1 Анализ проблемы на основе обзора ранее выполненных исследований. Определение целей, задач и выбор методов исследования

1.1 Обзор боковых рам тележек грузовых вагонов

1.2 Проблема изломов боковых рам и направления ее решения

1.3 Обзор методик определения динамических нагрузок на раму боковую

1.4 Обзор методических подходов к стендовым испытаниям боковых рам тележек грузовых вагонов

1.4.1 Испытания статическую прочность

1.4.2 Испытания по подтверждению механических свойств металла

1.4.3 Испытания на сопротивление усталости

1.4.4 Испытания на ресурс

1.4.5 Испытания на живучесть

1.5 Обзор стендового оборудования для испытаний боковых рам тележек грузовых вагонов по ГОСТ

1.6 Обзор метода обратных матриц

1.7 Определение целей, задач, выбор методов исследования

Глава 2 Разработка методики испытаний боковых рам для оценки ресурса под действием комплекса сил, характеризующих эксплуатационную нагруженность

2.1 Общий алгоритм разработки методики испытаний боковых рам для оценки ресурса под действием комплекса сил, характеризующих эксплуатационную нагруженность

2.2 Формирование конечно-элементной модели рамы боковой

2.3 Разработка методики определения сил, действующих на боковую раму, и эквивалентных напряжений в процессе поездных испытаний

2.4 Определение способа нагружения в стенде

2.5 Выводы

Глава 3 Результаты поездных испытаний. Определение режимов стендовых испытаний

3.1 Выбор зон измерения напряжений для оценки нагруженности рам боковых в поездных испытаниях

3.2 Методика определения матрицы масштабов

3.3 Определение нагруженности боковой рамы по результатам поездных испытаний

3.4 Выбор режимов стендовых испытаний

3.5 Выводы

Глава 4 Результаты стендовых испытаний

4.1 Оснастка для установки боковой рамы в стенд

4.2 Сравнение эквивалентных напряжений, полученных на стендовых испытаниях и рассчитанных по данным моделирования

4.3 Сравнение эквивалентных напряжений, полученных при поездных испытаниях и на стенде

4.4 Результаты испытаний боковой рамы исследуемой тележки на ресурс

4.5 Внедрение

4.6 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Приложение

Приложение

Приложение

Введение

Обеспечение безопасности при эксплуатации грузовых вагонов является важнейшей задачей разработчика и изготовителя. Статистика показывает, что количество изломов боковых рам (несущая деталь тележек грузовых вагонов) под действием эксплуатационных нагрузок, приводящих к серьёзным авариям, довольно высоко. Так, например, в период с 2006 по 2013 год при ремонте было выявлено более 35 тысяч боковых рам с возникшими в эксплуатации трещинами, не выявленные за этот период трещины боковых рам привели более чем к 130 изломам с крушениями вагонов в эксплуатации.

При проектировании боковых рам закладывается запас статической прочности и сопротивления усталости, обеспечивающий необходимый ресурс на срок службы детали. Причинами изломов чаще всего является образование трещин усталостного характера, поэтому в большинстве случаев можно сказать, что изломы боковых рам являются следствием неверно определённого ресурса по критерию сопротивления усталости (далее - ресурс).

Так как имеется связь изломов боковых рам с их ресурсом по критерию сопротивления усталости, то можно отметить, что ресурс является важным показателем безопасности при эксплуатации подвижного состава на путях общего пользования.

В настоящее время внедряются новые конструкции боковых рам, как в рамках модернизации тележек (переход с буксы на адаптер, внедрение нелинейного подвешивания, изменение параметров работы гасителей колебаний), так и в рамках создания новых конструкций с нагрузкой на ось до 27 тс, где нагрузки на рамы существенным образом зависят от работы буксового узла и рессорного подвешивания в процессе движения вагонов в составе поезда.

Одним из барьеров, который не позволяет попасть в эксплуатацию изделиям, не удовлетворяющим требованиям безопасности, является проведение испытаний с оценкой ресурса детали. Однако в данном случае на

конечный результат существенное влияние оказывает как выбор непосредственно методики стендовых испытаний, так и метод получения исходных данных для проведения испытаний.

Таким образом, разработка методики определения нагруженности боковых рам при типовых условиях эксплуатации грузовых вагонов в составе поезда и разработка эквивалентной эксплуатационной пространственной системы сил, которая может быть воспроизведена на стендовом оборудовании является актуальной задачей для повышения безопасности эксплуатации грузовых вагонов и совершенствования конструкций несущих элементов.

В рамках настоящей работы субъектом исследования выбрана боковая рама, поскольку она является наиболее ответственным узлом в трехэлементной тележке, излом которой приводит к наиболее тяжелым последствиям.

Объект исследования: влияние пространственной системы сил, действующих от рессорного подвешивания и буксовых узлов, на ресурс боковой рамы по критерию сопротивления усталости.

Предмет исследования: нагруженность боковых рам при типовых условиях эксплуатации грузовых вагонов в составе поезда и эквивалентная эксплуатационной пространственная система сил, которая может быть воспроизведена на стендовом оборудовании.

Цель работы: разработка методики ресурсных стендовых испытаний боковых рам тележек грузовых вагонов, которая обеспечит достоверность оценки ресурса рамы в различных ее зонах с учетом эксплуатационной нагруженности.

Поставленные и решеные задачи для достижения цели:

• провести серию численных экспериментов с разработанной конечно-элементной моделью рамы боковой, направленных на анализ напряженно-деформированного состояния боковой рамы в различных зонах под воздействием сил от различных источников;

• по результатам численных экспериментов выбрать силы, планируемые для измерения в условиях реального движения вагона в составе поезда, которые действуют на боковую раму. Определить зоны и места установки тензорезисторов, которые позволяют определить выбранные силы в процессе движения поезда;

• разработать методику определения сил и эквивалентных напряжений в процессе поездных испытаний, предназначенных для определения эквивалентных режимов при ресурсных стендовых испытаниях;

• разработать порядок выбора сил для стендового пространственного нагружения, наиболее приближенного по повреждающему воздействию к результатам поездных испытаний;

• разработать методику проведения стендовых ресурсных испытаний боковых рам: предложить схему нагружения, порядок приложения блоков нагружений, методику расчёта количества блоков нагружений, необходимого для достижения повреждающего воздействия, эквивалентного воспринимаемому деталью в эксплуатации;

• провести апробацию предложенных решений на натурных боковых рамах грузового вагона.

Решение поставленных задач достигалось следующими методами:

• метод конечных элементов для проведения численных экспериментов, для определения зон установки тензорезисторов;

• метод тензометрии для измерения деформаций и напряжений при проведении стендовых экспериментов, определения масштабных коэффициентов, а также поездных испытаний;

• методы численной обработки результатов измерений для определения сил, действующих на раму боковую в эксплуатации;

• метод полных циклов для схематизации процессов напряжений и определения эквивалентных амплитуд по результатам поездных испытаний и в процессе ресурсных испытаний;

• метод псевдообратных матриц для определения нагрузок по результатам измерения напряженного состояния боковых при поездных испытаниях.

Научная новизна работы:

• Разработана экспериментальная методика определения сил, которые воздействуют на боковые рамы тележек грузового вагона в процессе его движения в составе поезда, отличающаяся применением метода псевдообратных матриц для численного восстановления двух компонентов силы и момента, действующих со стороны центрального рессорного подвешивания.

• Подтверждено влияние параметров трехэлементных тележек (характеристики центрального рессорного подвешивания, боковых скользунов и буксового узла) на действующие на боковую раму силы в процессе движения поезда.

• Разработана экспериментальная методика ресурсных стендовых испытаний боковых рам тележек грузовых вагонов, отличающаяся применением пространственного нагружения, обеспечивающего наиболее достоверное воспроизведение эксплуатационной нагруженности в стендовых условиях.

• Определены и опробованы режимы ресурсных испытаний для боковых рам конкретных тележек, с установлением значений прикладываемых в стенде сил, количества их циклов в одном блоке нагружения, а также числа блоков нагружения.

Практическая ценность

• Разработанная методика ресурсных испытаний позволяет определить силовую нагруженность и стендовые режимы испытаний для боковых рам различных тележек грузовых вагонов, отличающихся характеристиками буксовых узлов, рессорного подвешивания и боковых скользунов.

• Разработана и опробована методика поездных испытаний с применением обработки результатов измерений методом псевдообратных матриц для оценки фактической силовой нагруженности боковых рам, которая может использоваться для определения нагруженности различных несущих конструкций. Разработана конструкция оснастки и приспособлений, обеспечивающих создание нагрузки при проведении стендовых испытаний, обеспечивающей пространственное приложение силовых факторов на боковую раму, эквивалентных нагрузкам в эксплуатации.

• Проведено измерение нагруженности боковых рам тележек грузовых вагонов (модель 18-9855) (исследуемая рама, тележка) в эксплуатации, исследовано их напряженно-деформированное состояние, долговечность и ресурс.

• Полученные в диссертации режимы испытаний могут быть использованы для проведения компьютерных конечно-элементных расчетов ресурса боковых рам, что будет способствовать повышению скорости и эффективности их проектирования за счет снижения числа итераций доработки конструкции по результатам испытаний.

На защиту выносится

• Методика поездных испытаний боковых рам трехэлементных тележек грузовых вагонов, позволяющая определить характеристики действующих на них сил и напряжений в конструкции.

• Методика ресурсных испытаний боковых рам с применением пространственного нагружения, позволяющая воспроизвести эквивалентные действующим при движении поезда нагрузки.

• Значения параметров режима стендовых испытаний для боковых рам тележек модели

Достоверность результатов исследования

Результаты исследований считаются достоверными, потому что они были получены с помощью надёжных методов компьютерного

моделирования. Эти методы были реализованы через проверенные программные продукты (SoHdWorks).

Кроме того, в процессе экспериментов использовались сертифицированные испытательные установки и калиброванные измерительные приборы. Также результаты моделирования напряжённо-деформированного состояния боковых рам согласуются с данными стендовых и поездных испытаний — как качественно, так и количественно.

Реализация результатов работы

Результаты работы использованы при подготовке нормативных документов:

• ГОСТ 33939-2016 «Детали литые тележек железнодорожных грузовых вагонов. Методы ресурсных испытаний. Часть 1. Рама боковая»;

• ГОСТ 34502-2018 «Детали литые тележек железнодорожных грузовых вагонов. Методы ресурсных испытаний. Часть 2. Балка надрессорная»;

• ГОСТ 32400-2013 «Рама боковая и балка надрессорная литые тележек железнодорожных грузовых вагонов. Технические условия» изменение №1.

Методики испытаний внедрены испытательными центрами ООО «ТИЦ ЖТ», ООО «ИЦ ТСЖТ» и применяются при проведении приемочных (при проектировании новых конструкций) и типовых (при совершенствовании конструкций) испытаний боковых рам тележек различных изготовителей.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики испытаний боковых рам тележек грузовых вагонов для оценки ресурса под действием сил, характеризующих эксплуатационную нагруженность»

Апробация работы

Результаты диссертационной работы докладывались на конференциях:

• международная научно-техническая конференция «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты» (Санкт-Петербург, 2016 г [1], 2017 г [2], 2021 г. [3]);

• международная научная конференция «Научные основы и технологии повышения ресурса и живучести подвижного состава железнодорожного транспорта», Коломна, 22 июня 2021 г. с. 4-6 [4];

• 25-м симпозиуме международной ассоциации по динамике экипажей (Рокгемптон, Австралия, 2017 г. [5]).

Публикации

Основные положения диссертации достаточно полно изложены в 11 научных работах включая:

• 4 (четыре) - в печатных изданиях, включенных в Перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов диссертационных работ;

• 1 (одна) - в издании, включённом в единую библиографическую и реферативную базе данных рецензируемой научной литературы Scopus.

В рамках работ получен патент РФ RU2749445 [6].

Структура и объем работы

Работа изложена на 126 листах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, списка литературы из 138 источников, 13 таблиц, 60 рисунков и 4 листов приложений.

Глава 1 Анализ проблемы на основе обзора ранее выполненных исследований. Определение целей, задач и выбор методов исследования

В первой главе проведен обзор конструкций боковых рам, проанализированы риски и проблемы, к которым приводят крушения, связанные с изломами боковых рам, направления для решения этих проблем; рассмотрены существующие методики определения нагруженности боковых рам в эксплуатации и оценки ресурса, методики стендовых испытаний боковых рам, оборудование для испытаний боковых рам, метод псевдообратных матриц для целей определения нагруженности. Проведен анализ литературы, исследований в области усталостных испытаний. Определены цели и задачи настоящей работы, выбраны методы исследования.

1.1 Обзор боковых рам тележек грузовых вагонов

Боковые рамы - самые нагруженные и сложные детали тележки грузового вагона (далее «тележка»). Выполняют функцию передачи нагрузки от рамы вагона на колёсные пары, а также используются для расположения элементов рессорного подвешивания [7].

Несущие конструкции тележки:

• надрессорная балка;

• боковая рама (2 шт).

Надрессорная балка тележки установлена на раму через рессорное подвешивание. Боковые рамы опираются на буксовые узлы колесных пар.

Конструктивные особенности боковых рам и надрессорных балок определяются в первую очередь ограниченным габаритным пространством, в котором они размещаются.

Основные элементы боковой рамы (на примере наиболее распространенной в парке эксплуатируемых вагонов тележки модели 18-100 (далее «типовая тележка») с нагрузкой на рельсы от оси 23,5 тс.) представлены на рисунке 1.

Боковая рама - сложная конструкция, имеющая в своем составе верхний и нижний, наклонный пояса и колонки. В центральной части выполнен проем для установки рессорного комплекта и проемы по бокам для букс (две штуки).

Рисунок 1 - Боковая рама типовой тележки (исполнение до 2003 г.)

Таким образом, механически, рассматриваемая конструкция - это рама, концевые части которой шарнирно оперты на буксы колесных пар, а вертикальная нагрузка передается на верхнюю стенку нижнего пояса. Кроме того, при наличии фрикционных клиньев колонки воспринимают часть вертикальной и распорной статической нагрузки от веса вагона.

Конструкция боковой рамы:

• колонки с фрикционными планками в средней части боковой рамы. Планки фрикционные воспринимают и передают нагрузки от фрикционных клиньев (вертикальные и продольные), возникающие при соударениях подвижного состава и/или при движении в зоне горочных замедлителей, а также нагрузки от момента, возникающего в процессе забегания боковых рам. Поперечное движение клиньев ограничено упорами

• опорная поверхность (плита) для рессорного комплекта (в типовой тележке устанавливается 7 комплектов двухрядных пружин). Конструктивно плита подкреплена косынками (снизу). Нижние углы плиты оснащены полками, служащими опорой для наконечников триангелей.

• кронштейны подвесок триангелей. Установлены в верхней части рамы, воспринимают и передают нагрузки от тормозной системы вагона.

• приливы в верхней части буксовых проемов. Используются с целью обеспечения взаимодействия боковой рамы с опорными поверхностями букс.

• направляющие приливы на буксовых челюстях (вертикальные). Используются для контактного взаимодействия со специальными приливами на корпусах букс. При этом буксы размещаются свободно в буксовом проеме в пределах конструкционных зазоров.

Работа буксового проема проявляется во всех режимах движения тележки. На прямых участках пути поверхность буксового проема передает горизонтальные силы, при этом на кривых возможно замыкание зазоров между буксой и челюстями, что приводит к передаче на раму тележки кососимметричной нагрузки. Также зазоры могут закрываться при взаимодействии с горочным замедлителем, когда рама вагона испытывает инерционные силы от кузова. Кроме того, известна перевалка боковых рам на буксах, что приводит к увеличению контактной нагрузки в буксовом проеме.

Конструкция боковой рамы тележки модели 18-100 (при ее относительной простоте и низкой стоимости изготовления и ремонта) имеет ряд существенных недостатков: интенсивный износ опорных поверхностей буксового проема, фрикционных планок, отверстий кронштейнов для валиков подвески тормозных башмаков; развитие трещин усталостного происхождения в местах концентрации напряжений в углах буксового и рессорного проема; развитие трещин по литейным дефектам.

В 2004 году ФГУП «ПО «Уралвагонзавод» была выпущена усиленная конструкция боковой рамы (рисунок 2), которая отличается тем, что в концевых частях она имеет замкнутое коробчатое, а не двутавровое, сечение повышенной высоты, что создает ему дополнительный запас прочности. Все фрикционные поверхности боковой рамы снабжены съемными износостойкими прокладками. Многие предприятия разработали собственные

конструкции боковых рам для тележек тип 2, при этом они также проводили работы по усилению конструкции: увеличение размеров сечения, толщин стенок в концевых частях рамы, изменения размеров радиусных переходов в различных зонах.

Рисунок 2 - Усиленная боковая рама тележки ФГУП «ПО «Уралвагонзавод».

Для исследования была выбрана боковая рама тележки 18-9855, изображенная на рисунке 3. Она имеет общую конфигурацию, схожую с тележкой 18-100, и включает в себя два пояса, опорную плиту с элементами, которые обеспечивают ограничения для смещения установленных пружин, наклонный пояс и буксовые проемы. С внутренней стороны опорной плиты выполнен переход в полки, которые поддерживают триангели в случае обрыва подвесок (выполняя роль предохранителей). Кронштейны рамы оснащены втулками из материала, обеспечивающего снижение износа. Полки с отверстиями овальной формы служат опорами для устанавливаемой балочки авторежима. Окна в конструкции боковой рамы обеспечивают доступ к тормозным колодкам и гайкам болтов, крепящим фрикционные планки.

Конструктивное устройство других узлов было подвержено существенной переработке с целью повышения прочности и сопротивления усталости. Кроме того, эти изменения повышают технологичность изготовления и ремонта в эксплуатации.

а)

О

б)

1 - буксовый проем; 2 - окно; 3 - рессорный проем; 4 - выступающие упоры; 5 - опорная плита с бонками; 6 - колонки с установленными планками (фрикционными); 7 - отверстие для установки блокиратора; 8 —скоба износостойкая; 9 - кронштейн для установки тормозной рычажной передачи; 10 - опорная площадка балки авторежима; 11 - шишки; 12 - полки

Рисунок 3 - Исследуемая рама: а - сторона наружная, б - сторона внутренняя.

На опорной поверхности буксового проема имеется специальный прилив с упорами, на который устанавливается сменная износостойкая упругая скоба, защищающая от износа. Выступающие упоры ограничивают горизонтальные перемещения адаптера относительно буксового проема боковой рамы. Отверстие предназначено для установки блокиратора. Блокиратор обеспечивает ограничение вертикальных перемещений колесной пары в буксовом проеме.

При применении в исследуемой тележке интегрированной тормозной (тормозной цилиндр и авторегулятор установлены непосредственно в тележке), боковая рама не имеет кронштейнов подвеса тормозной рычажной передачи (рисунок 4). Триангели в этом случае устанавливаются в направляющие, которые защищены от износа П-образными упругими вставками. Наклон направляющих обеспечивает отведение триангеля с колодками от колес при отпущенном тормозе. Причем для отведения не требуется специальное устройство: отведение происходит под действием силы тяжести.

8 - скоба износостойкая, 10 - опорная площадка балки авторежима, 11 - «шишки» для подбора боковых рам по размеру базы. 14 - направляющие триангеля

Рисунок 4 - Рама боковая тележки 18-9855 (исполнение для тележки интегрированной тормозной системой)

Таким образом, прочность рам тележек, а также запас усталостной прочности и ресурс должны обеспечиваться за счет конструкции в пределах отведенной массы и габаритов [7] с учетом назначенного ресурса в соответствии с требованиями [8] в соответствии с критериями предельного состояния - трещинами в различных зонах, которые могут возникнуть и развиться под действием многократных эксплуатационных динамических нагрузок.

1.2 Проблема изломов боковых рам и направления ее решения

Одной из самых опасных угроз безопасности на железнодорожном транспорте является излом боковых рам тележек грузовых вагонов. Это стало особенно актуально в связи с увеличением в 2010-2013 годах количества невыявленных в эксплуатации усталостных трещин в боковых рамах, которые приводили к изломам боковых рам с последующими сходами с рельсов и крушениями поездов [9]. Излом рамы приводит к крушениям подвижного состава и существенным затратам на восстановление подвижного состава и инфраструктуры. На рисунке 5 приведена фотография последствий одного из крушений.

Рисунок 5 - Фотографии излома боковой рамы под вагоном Если с 2006 по 2009 год произошло порядка 40 изломов боковых рам, то с 2010 по 2013 год это количество увеличилось до 99 [10]. С 2013 по 2022 год общее число изломов составило 130 случаев [11].

На рисунке 6 показана диаграмма количества изломов за период с 2006 по 2013 год [10].

Рисунок 6 - Изломы боковых рам типовых тележек вагонов за период

2006 г. - 4 месяца 2013 г. [10] В диссертации В.А. Пранова приведено распределение отказов боковых рам по зонам [12]. На рисунке 7 показаны основные зоны возникновения усталостных трещин, а в таблице 1 приведено распределение трещин боковых рам.

Рисунок 7 - Места вероятного появления усталостных трещин на боковых рамах в эксплуатации [12].

Год Трещины на боковой раме по зонам, % от общего числа

1 2 3 4 5 6 7 8,9,10

1981 15,6 15,0 17,8 14,2 37,2 0,3 - -

1982 18,1 10,8 2,6 1,7 66,6 0,35 - -

1983 19,5 18,8 9,8 3,95 47,4 0.6 - -

1984 36,4 15,7 1,0 3,0 42,8 - 0,25 1,0

1985 27,8 16,9 3,5 4,9 43,3 3,7 - -

1994 35,2 39,6 0,8 0,8 17,5 6,2 - -

2004 27,3 12,7 2,8 6,6 25,0 17,7 4,8 2,6

2005 23,5 10,9 2,2 12,0 28,2 18,0 3,2 1,3

2006 24,8 17,4 3,2 3,9 16,5 22,7 3,6 7,9

Аналогичный анализ был проведен в диссертации Б.В. Харитонова [13]. На рисунке 8 приведена схема зон изломов.

Рисунок 8 - Схема зон изломов [13].

По мнению автора, самыми опасными (приводящими к крушению подвижного состава) дефектами боковых рам являются трещины в углах буксовых проемов типа "в" и в нижних углах рессорного проема типа "е". Эти трещины, в отличии от других, развиваются быстро и приводят к потере несущей способности детали от ее общей долговечности (на 15 и более процентов). Трещины типа "д" в рессорном проеме и типа "ж" по между наклонным и верхним поясами являются реже встречающимися проблемами.

Как правило, изломы боковых рам в эксплуатации приводят к авариям и крушениям подвижного состава, нередко являются угрозой здоровья и жизни людей. Причины изломов литых деталей постоянно исследуются, вносятся

новые конструкторские решения, улучшается качество литья и неразрушающий контроль.

Вопросам прочности, сопротивления усталости и совершенствования конструкции и технологии изготовления боковых рам, оценке нагруженности в эксплуатации посвящены работы ученых различных школ: АО «ВНИИЖТ» [14] [15] [16] [17], АО «ВНИКТИ» [18], ФГБОУ ВО ПГУПС , ФГБОУ ВО УрГУПС, ООО «ИЦ ВС», АО «ВНИИВ» [19] [20], РУТ (МИИТ) [21], ООО «Хекса», ДИИТ, МГТУ им Н.Э. Баумана, ПКБ ЦВ ОАО «РЖД», а также конструкторских и технологических бюро основных заводов их выпускающих: АО «ТВСЗ», АО "РМ РЕЙЛ ХОЛДИНГ", АО "Научно-производственная корпорация "Уралвагонзавод", ОАО "БСЗ" , АО "МИГ "КТЗ", ПАО «Азовмаш» и т.д. Подходы и результаты работ изложены в монографиях, учебниках и научных работах многих ученых: А.В. Вершинский [22], С.В. Серенсен [23] [24], А.В. Сухов [25] [26] [27], В.С.Плоткин [28] [29] [30] [31], А.М. Орлова [32] [33] [7], П.С. Анисимов [34], Д.Я. Антипин, Ю.П. Бороненко [7] [35], В.П. Ефимов [36], В.М.Бубнов [37] [38], Э.С. Оганьян [39], А.С.Битюцкий [40], В.А. Косарев, В.С. Коссов,

A.В. Кузнецов, В.А. Лазарян, А.С. Лисовский, В.П. Лозбинев, Е.А. Луцук, Н.Н. Невзорова, Е.Н. Никольский, Л.Н. Никольский, Г.И. Петров, Д.Ю. Погорелов, Ю.С. Ромен, Г.В. Полторак, А.А. Попов, П.Г. Проскурнев,

B.Б. Проскуряков, А.А. Рахмилевич, В.И. Сакало, О.М. Савчук,

A.Н. Савоськин, К.А. Сафонцев, А.Л. Скорман, А.В. Смольянинов, М.М. Соколов, А.Н.Скачков А.Б. Сурвилло, Ю.А. Усманов, В.Ф. Ушкалов,

B.Н. Филиппов, В.Д. Хусидов, И.И. Черкашин, Л.А. Шадур, Н.Н. Шапошников, С.М. Шудрак и многие другие.

Данной проблемой занимались и зарубежные организации, в частности Центр транспортных технологий Американской ассоциации железных дорог (ГГа, США) [41] [42] [43].

Проводились исследовательские работы по внедрению новых технологий повышения прочности. Например:

• разработка инновационной технологии термической обработки рамы боковой, обеспечивающая повышение её усталостной прочности [44] [45];

• специалистами ООО «ВНИЦТТ» и АО «ТВСЗ» внедрены конструктивные решения в тележку 18-9855, обеспечивающие повышение усталостной прочности [32] [33] [46];

• силами АО «ВНИКТИ» были проведены исследования по созданию новой тележки, в которой повышение усталостной прочности и ресурса достигается за счёт рационального выбора формы и размеров опасных сечений, а также за счёт изменения зон концентрации напряжений [47].

Исследования в области повышения надежности боковых рам привели к внедрению различных конструктивных и технологических решений, обеспечивающих повышение сопротивления усталости и ресурса.

1.3 Обзор методик определения динамических нагрузок на раму боковую

Рамы боковые, являясь основными несущими элементами тележек грузовых вагонов, в процессе эксплуатации подвергаются воздействию комплекса разных сил: вертикальных, продольных, боковых, крутящего момента. Крутящий момент возникает в криволинейных участках пути. Это вызвано возникновением забегания боковых рам (смещение рам параллельно друг другу вдоль оси пути) относительно друг друга.

Все рассматриваемые силовые факторы - повторяющиеся циклически и в первую очередь влияют на сопротивление усталости, которое является главной характеристикой надёжности и долговечности рам (и других составных частей) в эксплуатации. Вертикальные силы, безусловно, вносят основной вклад в усталостное нагружение боковых рам, однако, нельзя недооценивать вклад остальных сил в повреждающее воздействие, вызванное циклическими нагрузками. В разных точках конструкции литой детали все эти силы оказывают разное воздействие, важно их комплексное действие на элементы конструкции.

Ресурс боковой рамы напрямую зависит от комплекса циклических нагружений в эксплуатации, поэтому важно иметь возможность для оценки нагруженности близкой к эксплуатационной. Ресурс может определяться по разным критериям: по трещиностойкости, по износу деталей, по сопротивлению усталости. В работе рассматривается ресурс боковой рамы по критерию сопротивления усталости, как наиболее важному с точки зрения долговечности деталей.

Нагрузки, рассмотренные выше, различаются по следующим признакам:

• по месту воздействия: буксовый и рессорный проём;

• по характеристике: момент, сила;

• по направлению действия сил: боковые, поперечные и вертикальные;

• по направлению действия крутящего момента.

Вертикальная сила. Воздействует на раму боковую в зоне буксового проёма. Измерение этой силы в процессе движения вагона по опытным участкам в соответствии с [48] осуществляется через коэффициент динамической добавки. Ранее действовал документ [49], в котором был использован термин «коэффициент вертикальной динамики».

Методика измерения данного показателя в настоящее время регламентирована ГОСТ 33788-2016 [50], а ранее РД 24.050.37 [51]. Способ измерения описан в [52]. Для оценки сил используются тензометрические схемы, которые должны обладать высокой чувствительностью только к вертикальной компоненте силы.

Схема измерения состоит из двух тензорезисторов, которые устанавливаются в буксовом проёме рамы боковой на радиусной поверхности симметрично относительно оси симметрии по краям проёма. Тензорезисторы собираются в схему (тензометрический полумост), которая суммирует сигналы от них, что снижает чувствительность схемы к действию боковой силы на раму боковую. При этом компенсация продольной силы данной схемой не предусмотрена. Определение масштабов данной схемы осуществляется путём подъёмки кузова и обезгруживания тележек. В

результате определяется масштабный коэффициент для линейного перехода фактически измеренной величины к вертикальным нагрузкам и коэффициенту динамической добавки.

В рассматриваемом методе измерения вертикальных нагрузок недостаток заключается в том, что в измерения вертикальной силы большую ошибку вносит влияние продольной силы на сигнал схемы. Особенно это значимо, когда опытный вагон проходит кривые участки пути, а также при торможении.

Продольная сила, действующая на наружные упоры буксового проема, при применении типовых схем измерения вертикальной силы существенно увеличивает их погрешность.

Влияние продольной силы на прочность боковой рамы было исследовано в диссертации Б.В.Харитонова [13], которая посвящена исследованию способов снижения повреждаемости боковых рам типовых тележек на горочных спусках. Рассматривались только продольные силы, возникающие в буксовом проеме от взаимодействия с вагонными замедлителями, и только зона буксового проема. Однако влияние продольных сил на другие области боковой рамы не рассматривалось.

Использовалась схема расстановки датчиков, позволяющая определить силу, которая воздействует на внешний упор буксового проема (рисунок 9). Необходимо отметить, что в данном случае схема измерения коэффициента вертикальной динамики реагирует на продольную силу в буксовом проеме. Таким образом при использовании традиционных подходов достоверно разделить продольную и вертикальную силы, действующие на раму в зоне буксового проема, невозможно.

Рисунок 9 - Схема расстановки датчиков при измерении продольной силы в буксовом проеме [13].

Также автор [13] уделил внимание такому моменту, как перекос с контактным взаимодействием корпусов букс в буксовом проеме (рисунок 10). Такой перекос может возникать при качении тележки по радиусным участкам пути и привести к защемлению буксы в проеме, возникновению пары продольных сил, действующих на буксовый проем, к которым также схема расстановки датчиков ГОСТ 33788-2016 [50] имеет высокую чувствительность.

Рисунок 10 - Схема воздействия на раму боковую со стороны корпуса буксы [13].

На данный аспект также было обращено внимание специалистов ООО «Росток» [53] (рисунок 11). Такое взаимодействие боковой рамы с другими элементами тележки не может быть выявлено с использованием типовых схем наклейки датчиков для измерения комплекса сил и моментов, действующих на раму.

Рисунок 11 - Забегание рам от смещения наклонных плоскостей балки [53].

В 2009 году сотрудниками ДИИТ по результатам работ по оценке прочности боковой рамы от воздействующих на нее сил численными методами. По результатам работ разработана схема соединения первичных преобразователей (тензорезисторов), которая для повышения точности измерения вертикальной силы исключает/снижает влияние продольных и поперечных сил на результат измерения вертикальных сил [54]. По результатам расчётов назначены места монтажа (наклейки) тензорезисторов на боковой раме. Выбор мест осуществлялся таким образом, чтобы значения напряжений были минимальными при воздействии боковых и продольных сил.

Для минимизации ошибки измерения вертикальных сил при наличии боковых предложена схема установки четырех тензорезисторов на наклонной части рамы по обеим сторонам под углом 45° относительно горизонтальной линии. Первичные преобразователи (тензорезисторы) располагаются симметрично относительно нейтральной (вертикальной) плоскости рамы и объединяются по схеме полного моста Уитстона. При этом способ соединения такой, что сигналы, соответствующие деформациям от вертикальных нагрузок, складывались, в то время как сигналы от горизонтальных нагрузок вычитались, тем самым взаимно компенсируя друг друга.

Однако этот способ устранил влияние боковой силы на измерения вертикальной, но не исключал влияние продольной силы в буксовом проеме, а также был ограничен применением только к боковой раме тележки модели 18-100 и конструктивных аналогов.

В другой работе ДИИТ рассматривается вопрос корректности применяемых тензометрических схем для измерения коэффициента динамики на раме боковой [55]. Исследователи предлагают разместить тензорезисторы в четырех точках на верхнем участке боковой рамы тележки, таким образом, чтобы они были расположены в районе вертикальной внутренней направляющей. Это расположение позволяет устранить погрешности,

связанные с другими нагрузками, и позволяет обеспечить точное измерение вертикальных сил.

Позже сотрудниками этого же университета было показано, что предложенная в предыдущей работе схема все-таки не позволяет в достаточном объеме исключить или снизить влияние воздействия продольных сил на показания схемы измерения вертикальных сил. Они обосновали это в другой работе [56]. Следовательно, результатам исследований [55] и [56] присущи недостатки, выявленные ранее.

Боковая сила (часть рамной силы, которая передается на колесную пару вдоль ее оси от одной из двух боковых рам тележки), воздействующая на раму боковую в области буксового проёма, при проведении ходовых динамических испытаний измеряется с помощью схемы, состоящей из восьми тензорезисторов, соединённых в полумостовую схему. Данная схема измерения была изложена в монографии Анисимова П.С. [34]. За счёт симметричного расположения тензорезисторов по бокам рамы боковой компенсируется вертикальная сила и частично продольная сила. Данная схема измерения также рекомендована в ГОСТ 33788 [50]. Определение масштабов измерения для данной схемы осуществляется путём приложения серии нагрузок боковой силой к раме боковой. В результате определяется масштабный коэффициент для линейного перехода фактически измеренной величины к боковым силам. Недостатком является невозможность выделения в боковой силе ее составляющих, передающихся на боковую раму через опорную поверхность буксового проема (сила трения), через наружную или внутреннюю направляющую буксового проема. Результат измерений является обобщенной боковой силой без учета зон ее приложения. Исследования чувствительности схемы к приложению, например, продольной силы в буксовом проеме не проводились.

Таким образом, существующие методы определения динамических нагрузок, действующих на боковую раму, при движении подвижного состава несовершенны, могут давать большие погрешности при измерении.

Погрешности измерения вертикальных сил были оценены в работе, опубликованной в журнале «Известия Петербургского университета путей сообщения» [35]. Анализ погрешностей, выполненный авторами с использованием методов моделирования, показал, что традиционные схемы измерения коэффициента динамической добавки и распространённые на практике приводят к отклонениям до 14,5 процентов.

Анализ погрешностей основных применяемых схем, выполненный сотрудниками ООО «ТИЦ ЖТ», [57], показал, что при наличии в зоне буксового проема рамы продольной силы, соизмеримой с вертикальной силой, погрешность при измерении вертикальной силы может достигать 46 процентов.

Рассмотренные методы измерения сил схожи тем, что используют свойства симметрии сечения литой детали относительно нейтральной оси для компенсации паразитных нагрузок по отношению к измеряемой при сборке измерительных схем силовых параметров. Все классические методы имеют один общий недостаток: точность измерения сильно зависит от схемы измерений и точности установки тензорезисторов, точности и корректности приложения нагрузок при определении масштабных коэффициентов. Кроме того, конкретные литые детали могут иметь разные формы сечений и толщины стенок в них и, как следствие, разное расположение нейтрального сечения. Чем меньше точность установки и чем больше отклонения формы сечения от номинала, тем больший вклад в измерения вносят паразитные нагрузки. При этом, как правило, не проводится оценка взаимного влияния сил друг на друга. Отсутствуют методы одновременной регистрации трех компонентов силы от буксы (адаптера) колесной пары на буксовый проем боковой рамы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дмитриев Сергей Владимирович, 2024 год

СПИСОК ИПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Шевченко Д.В., Куклин Т.С., Орлова А.М., Дмитриев С.В., Белянкин А.В. Определение параметров трехмерного стендового нагружения литых деталей тележки 18-9855 для проведения ресурсных испытаний // Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты: материалы XI международной научн.-техн. конф., Санкт-Петербург. СПб. 2016. с. 102-104.

2. Шевченко Д.В, Кузьмицкий Я.О, Рудакова Е.А, Куклин Т.С., Орлова А.М, Дмитриев С.В. Сравнение методов определения силовых факторов воздействия подвижного состава на путь // Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты: материалы XII международной научн. -техн. конф., Санкт-Петербург, СПб. 2017. с. 97-99.

3. Дмитриев С.В., Коновалов А.И. Испытания боковых рам тележек грузовых вагонов по оценке ресурса под действием сил, характерных для эксплуатационной нагруженности. // Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты: материалы XV международной научн.-техн. конф., Санкт-Петербург, СПб, 2021, с.128-130.

4. Дмитриев С.В., Коновалов А.И. Методика испытаний боковых рам тележек грузовых вагонов по оценке ресурса под действием сил, характерных для эксплуатационной нагруженности. // Научные основы и технологии повышения ресурса и живучести подвижного состава железнодорожного транспорта. Международная научная конференция., Коломна, 2021 г. С. 4-6.

5. Orlova A.M, Savushkin R.A., Shevchenko D.V, Kuklin T.S., Kuzmitskiy Y.O, Dmitriev S.V., Belyankin A.V. Proceedings of the 25th symposium of the international association of vehicle system dynamics (iavsd 2017), Rockhampton, Queensland, Australia, 14-18 august 2017 The Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks // Improvements in strain gage technology to measure dynamic forces acting on bogie parts and rails. Vol. VOLUME 2. pp. P. 517-523.

6. Бороненко Ю.П., Рахимов Р.В., Зимакова М.В., Петухов С.Ю., Белянкин А.В. Способ измерения вертикальных и боковых сил, действующих

на боковую раму тележки от колесной пары при движении вагона, патент № 2749445 C1 Российская Федерация, МПК G01L 5/16 (2006.01), Заявка: № 2020125348 от 23.07.2020, Опубликовано: 10.06.2021 Бюл. № 16. Федеральная служба по интеллектуальной собственности («Роспатент»).

7. Бороненко; Ю.П., Орлова А.М., Рудакова Е.А. Проектирование ходовых частей вагонов. ч.2. Проектирование рам двухосных тележек грузовых вагонов. Учебное пособие. СПб: ПГУПС, 2005.

8. ГОСТ 32400-2013 Рама боковая и балка надрессорная литые тележек железнодорожных грузовых вагонов. Технические условия. Изменение №1.

9. Палкин С.В. Поставить заслон дефектам литья // Вагоны и вагонное хозяйство, № 3, 2011. с. 2-6.

10. Галиев И.И., Николаев В.А., Сергеев Б.Б., Самохвалов, Е.А. Лукс Д. Ю. Причины нарушения безопасности движения грузовых вагонов в эксплуатации // Известия Трансиба № 3(15) 2013, с. 133-141.

11. Информационное письмо Федеральной службы по надзору в сфере транспорта от 15 марта 2022 г. N 2.1.7-233 О принятии мер предупредительного характера в части проведения диагностирования с целью выявления недопустимых в эксплуатации дефектов боковых рам.

12. Пранов В.А. Повышение усталостной долговечности боковой рамы тележки грузового вагона // Автореферат на соискание учёной степени кандидата технических наук. 2012.

13. Харитонов Б.В. Пути снижения повреждаемости боковых рам тележек грузовых вагонов на сортировочных горках. Дис. канд. техн. наук: 05.22.07, Москва. 1999.

14. Дидова Е.Б. Нагруженность и расчет надежности основных элементов ходовых частей грузовых вагонов: Дис. канд. техн. наук. М.: ВНИИЖТ, 1983.

15. Калмыков А.Н., Косарев Л.Н., Шахов, Орлова Г.М., Клоков А.Л. Причины разрушения боковых рам и надрессорных балок тележек ЦНИИ-ХЗ-

0 в эксплуатации Повышение конструктивной прочности стальных вагонных отливок: -М.: Тран // Сб. научн.тр./ ВНИИЖТ.

16. Невзорова Н.Н. Экспериментальное исследование вибрационной прочности литой боковой рамы тележки грузовых вагонов.// Исследование прочности рамы тележки грузовых вагонов и пути снижения ее веса: // Сб. науч. тр. / ВНИИЖТ. -М.: Трансжелдориздат, 1957

17. Конькова Т.Е., Беловодский В.Б., Великанов А.В. О путях повышения эксплуатационной надежности стальных литых деталей тележек грузовых вагонов // Вестник ВНИИЖТ, 2009. С. 22-26.

18. Краснов О.Г., Ноздрачев Г.С., Гасюк А.С. Нагруженность литых несущих конструкций трехэлементной тележки 18-100 при наличии дефектов на поверхности катания колес // Вестник ВНИИЖТ. 2016. No. 3. С. 161-168.

19. Рахмелевич A.A., Хаимов P.M., Романов А.П., Сомсонович E.H. Исследование напряженного состояния боковой рамы тележки ЦНИИ-ХЗ-0 (зона внутреннего угла буксового проема). В. -М., 1975. - Вып. 28. - // Сб. научн. тр. / ВНИИВ. 1975 С. 3-15. No. 28.

20. Радзиховский A.A., Иорш Е.Т., Плоткин B.C., Рахмелевич A.A., Алещенко А.Ф. Пути повышения надежности литых деталей тележек грузовых вагонов // Сб. науч. тр. / ВНИИВ. 1982. No. 46.

21. Невзорова Н.Н. Исследование прочности литых рам тележек грузовых вагонов при переменных нагрузках: Дис. канд. техн. наук: 05.05.01./ МИИТ -М., 1954. -136 е.

22. Вершинский С.В. Анализ динамической прочности основных элементов поясных тележек товарных вагонов: Дис. канд. техн. наук.-Ташкент., 1942. -182 е.: ил. [Электронный ресурс]

23. Серенсен С.В., Когаев В.П., Шнейдерович Р.М.. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность / Руководство и справочное пособие под ред. С.В. Серенсена, 3-е изд. М: Машиностроение, 1975. - 488 с.

24. Серенсен С. В., Гарф М. Э., Козлов Л. А.. Машины для испытаний на усталость: Расчет и конструирование / ; Под ред. акад. С. В. Серенсена. Москва: Машгиз, 1957. - 404 с.

25. Сухов А.В., Рейхарт В.А. К оценке сопротивления усталости литых деталей тележек грузовых вагонов // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ), N0. 1, 2015. pp. 43-48.

26. Сухов А.В., Рейхарт В.А., Конькова Т.Е. Влияние конструктивных решений на формирование кривой усталости боковых рам тележек грузовых вагонов // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 2016. N0. 5.

27. Смирнова Т.А., Сухов А.В., Беловодский В.Б., Борщ Б.В., Конькова Т.Е. О причинах низкого качества боковых рам и надрессорных балок тележек // Вагоны и вагонное хозяйство. 2011. N0. 1. С. 22-24.

28. Плоткин В.С., Цукерман В.Д., Табакман А.В. Совершенствование расчетной схемы боковой рамы тележки грузового вагона с использованием метода конечных элементов // Проблемы совершенствования вагонных конструкций и методов их исследования: Сб. науч. тр [Электронный ресурс]

29. Плоткин В.С., Краснобаев А.М., Краснобаев О.А. К вопросу совершенствования методик оценки прочности литых деталей тележек грузовых вагонов при их проектировании и испыта-ниях для цели подтверждения соответствия // Вестник ВНИИЖТ, 2014 №. 6 с. 33-37.

30. Плоткин В. С. [и др.]. К оценке напряжений в литых деталях тележек грузовых вагонов // Вестник ВНИИЖТ, N0. 4, 2014. с. 20-23.

31. Плоткин В.С. [и др.]. К вопросу совершенствования методик оценки прочности конструкций грузовых вагонов и их элементов при проектировании и испытаниях и уточнению некоторых расчетных нагрузок // Вестник ВНИИЖТ, N0. 6, 2015. с. 50-52.

32. Орлова А.М., Бабанин В.С., Ковязин А.Л., Турутин И. Конструктивные особенности тележки с осевой нагрузкой 27 тс и

интегрированной тормозной системой // Железнодорожный транспорт, No. 7, 2018. с. 61-66.

33. Орлова, А. М.; Турутин, И. В.; Забадыкин, И. В.; Саидов. Требования и методы подтверждения прочности деталей тележек грузовых вагонов. Учебное пособие. СПб: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2016, 30 с.

34. Анисимов П.С. Испытания вагонов. Москва: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2004.

35. Бороненко Ю.П., Рахимов Р.В., Белянкин А.В. Разработка новых методов измерения вертикальных сил, действующих на боковую раму тележки от колесной пары при движении вагона // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2020.

36. Ефимов В.П., Баранов А.Н., Буторин С.М. Исследования влияния упругой вставки адаптера на усталостную прочность боковой рамы тележки модели 18-194-1 // Транспорт Российской Федерации. 2015. No. 58.

37. Бубнов В.М., Изупов В.Н., Манкевич Н.Б. Литая боковая рама тележки грузового вагона, Патент № 2714335C1 C1 Российская Федерация, B61F 5/52 (2019.08), Заявка: 2019124370 от 29.07.2019, Опубликовано: 14.02.2020 Бюл. № 5. Федеральная служба по интеллектуальной собственности («Роспатент»).

38. Бубнов В., Котенко С., Балакин В. Излом боковой рамы тележки грузового вагона. Анализ технологии производства. Пути устранения дефектов. Москва: CADMASTER, 2012.

39. Оганьян Э.С., Красюков Н.Ф., Протопопов А.Л. Обоснование показателей сопротивления усталости несущих литых деталей тележек грузовых вагонов // Железнодорожный транспорт., No. 10, 2011. pp. 49-53.

40. Битюцкий А.С. Исследование напряжений в литых деталях тележек грузовых вагонов в эксплуатации и оценка усталостной прочности этих деталей: Дис. канд. техн. наук. Брянск. 1973.

41. AAR. Railway applications. Wheelsets and bogies. Method of specifying the structural requirements of bogie frames. 2011.

42. AAR. Spécification for truck bolsters. Spécification M-202-97. Standard. 1926.

43. AAR. AAR manual of standards and recommended practices. Casting détails. Side frame and bolsters, AAR approved - purchase and acceptance. Specification M-210. 2007.

44. Евсеев, Д.Г., Саврухин А.В., Неклюдов А.Н. Инновационная технология термической обработки боковой рамы тележки грузового вагона, обеспечивающая повышение её усталостной прочности, 2019.

45. Орлова А.М., Сухих И.В., Забадыкин И.В. О возможности классификации литейных дефектов и зон повышенной ответственности в литых деталях тележек // Вагоны и вагонное хозяйство, 2013. C. 44-47.

46. Орлова А.М., Щербаков Е.А. Конструктивные особенности тележек моделей 18-9810 и 18-9855 // Вагонный парк, № 6, 2011. с. 23-24.

47. Коссов В.С. Всследования вникти по созданию трехэлементной тележки для грузовых вагонов с осевой нагрузкой 245 кН // Вюник дншропетровського нащонального ушверситету залiзничного транспорту iм. академша в. лазаряна. 2004.

48. ГОСТ 33211-2014 "Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам".

49. Нормы для расчета и проектирвоания вагонов железных дорог колеи 1520 мм (несамоходных). ГосНИИВ-ВНИИЖТ, М. 1996.

50. ГОСТ 33788-2016 "Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и динамические качества".

51. РД 24.050.37 "Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и ходовые качества". ГосНИИВ. 1995.

52. Орлова А.М., Васильев С.Г. Межгосударственный стандарт «Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытания на прочность и динамические качества» // Вагоны и вагонное хозяйство, 2014. с. 29-32.

53. Научно-технический совет ОАО "РЖД" по вопросу "О реализации мероприятий, направленных на обеспечение безопасности движения поездов

в вагонном комплексе холдинга "РЖД" // Применение инновационных технологий производства и ремонта тележек грузовых вагонов с целью повышения их ресурса. ООО "Росток" ,М. 2016.

54. Ушкалов В.Ф., Кострица С.А., Султан А.В., Пасичник С.С., Дзичковский Е.М., Федоров Е.Ф. Об измерении вертикальных сил при проведении ходовых динамических испытаний грузовых вагонов // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. 2009.

55. Манашкин Л.А., Мямлин С.В., Письменный Е.А. Об измерении вертикальных сил в тележках грузовых вагонов // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. 2004.

56. Ушкалов В.Ф., Ромен Ю.С., Заверталюк А.В., Рубан В.И. К вопросу о влиянии продольных усилий, действующих на боковую раму тележки грузового вагона, на показатели его вертикальной динамики // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. 2005.

57. Белянкин А.В., Коновалов А.И., Дорохин Д.Н. К вопросу экспериментального определения коэффициента динамической добавки необрессоренных частей двухосной тележки грузового вагона // Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты. Санкт-Петербург. 2019. С. 128130.

58. ГОСТ Р 53077-2008 (ЕН 13749:2005) Рельсовый транспорт. Правила проектирования и испытаний конструкции рамы тележки.

60. V. Bubnov, S. Myamlin, N. Mankevych. Theoretical And Experimental Investigations Of Strength Properties Of Cast Parts For Freight Cars Bogie With Axle Load Of 245 kN. Transbaltica , 2013.

61. Озодович Я.О., Якушев А.В., Комиченко С.О. Методика расчета прочности литых боковых рам тележек // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». май-июнь 2014. No. 3.

62. AAR. Specification for truck bolsters. Standart. Specificstion M202-97. Adobted 1926.

63. ГОСТ 23207-78 Сопротивление усталости. Основные термины, определения и обозначения.

64. ГОСТ 25.502-79 Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость.

65. Золоторевский В.С. Механические свойства металлов. М: Металлургия, 1983.-350 с.

66. Школьник Л.М. Методика усталостных испытаний. Справочник. -М.: Металлургия, 1978. - 304 с. М: Металлургия, 1978 - 304 с.

67. Трощенко В.Т. Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении. Киев: Наук, думка, 1981 - 344 с.

68. Мыльников В. В., Кондрашкин О. Б., Шетулов Д. И.. Циклическая прочность и долговечность конструкционных материалов [Текст]: монография. Н. Новгород: ННГАСУ, 2018 177 с.

69. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин: справочник. М. 1993.

70. ГОСТ 25.504-82 Расчеты и испытания на прочность. Методы расчета характеристик сопротивления усталости.

71. Школьник Л.М. Скорость роста трещин и живучесть металла : монография. Москва : Металлургия, 215 с, 1973.

72. Плоткин В.С. [и др.]. К оценке запасов усталостной прочности надрессорных балок и боковых рам тележки ЦНИИ-Х3 по результатам полных усталостных испытаний // Тр. ВНИИвагоностроения, вып 35. 1978. с. 41-47.

74. Надрессорные балки и боковые рамы литые двухосных тележек грузовых вагонов колеи 1520мм. Методики испытаний на усталость: согласованы Департаментом технической политики ОАО «РЖД» и Центром технического аудита ОАО «РЖД». М: ОАО «ВНИИЖТ»—ОАО НИИвагоностроения, 2010 14 с.

75. ГОСТ 33939-2016 Детали литые тележек железнодорожных грузовых вагонов. Методы ресурсных испытаний. Часть 1. Рама боковая.

76. AAR. Specification for design and testing of cast steel truck side frames. M-203-05. Adobted 1926; Rivised 1987, 2005.

77. EN 13749:2021 Railway applications - Wheelsets and bogies - Method of specifying the structural requirements of bogie frames.

78. Кузьмич Л.Д., Кузнецов А.В., Ржавинский Б.А. Вагоны. М: Машиностроение, 1978. 376 с.

79. Батуев Г.С., и пр. Испытательная техника. Vol 1. М: Машиностроение, 1982.

80. ГОСТ 27.002-2015 Надежность в технике. Термины и определения.

81. Протопопов А.Л. Живучесть литых деталей подвижного состава с технологическими дефектами. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, 05.22.07, Москва, 2020.

82. Якушев А.В. Прогнозирование усталостной долговечности литых деталей тележек грузовых вагонов на основе объединенных положений континуальной механики и механики разрушений. Диссертация на соискание доктора технических наук, 2.9.3, Екатеринбург, 2022.

83. Плоткин Владимир Семенович. Способ повышения живучести литых деталей тележек грузовых вагонов, Патент № 2412073 C1 Российская Федерация, B61F 5/00 (2006.01), Заявка: 2009126786/11 от 14.07.2009, Опубликовано: 20.02.2011 Бюл. № 5. Федеральная служба по интеллектуальной собственности («Роспатент»).

84. Шлюшенков А.П. Механика разрушения и расчеты на прочность и долговечность элементов машин и конструкций с трещинами : [Для студентов приборостроит. и машиностроит. специальностей]. Брянск: БГТУ, 1996.

85. Лагерев И.А. Оценка ресурса литых деталей железнодорожного подвижного состава // Международная научная студенческая конференция по

естественнонаучным и техническим дисциплинам «Научному прогрессу -творчество молодых».

86. Лагерев И.А. Оценка усталостной прочности и живучести боковой рамы литой тележки грузового вагона // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2017. №. 4. С. 374-380

87. Лебединский С.Г., Москвитин Г.В., Пугачев М.С., Пооляков А.Н. Определение эксплуатационной живучести литых деталей машиностроительных // XI Всероссийская конференция по испытаниям и исследованиям свойств материалов «ТестМат» по тематике «Физико механические испытания, прочность, надежность, высокотемпературные испытания». М. 2019.

88. Северинова Т.П., Козлов А.Г.. Исследование характеристик трещиностойкости стали типа 20ГФЛ при регулярном и случайном нагружениях // Вестник ВНИИЖТ., No. 2, 1994 С. 32-35.

89. Клюев В.В. Испытательная техника: Справочник. В 2-х кн. Машиностроение, 1982.

90. Орлова А.М., Коровкевич В.Б., Сухих И.В. Стенд для проведения статических испытаний тележек вагонов и их несущих элементов // Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты. Сб. научн. статей. СПб.: ПГУПС, вып. 6, 2011 г. - с. 36-40.

91. Стенд 3Д ООО «ТИЦ ЖТ» [Электронный ресурс] URL: https://www.railtest.ru/ (Дата обращения: 12.05.2023).

92. Стенд испытаний тележек ООО «ТИЦ ЖТ» [Электронный ресурс] URL: https://www.railtest.ru/?q=node/51 (Дата обращения: 12.05.2023).

93. Испытательный центр АО «ВНИИЖТ» https: //www.vniizht .ru /about/testing-center/ (Дата обращения: 12.05.2023).

94. Стенд для усталостных испытаний АО «ВНИКТИ» https://www.vnikti-kolomna.ru/test-center/dynamics-strength/strength/ (Дата обращения: 12.02.2021).

95. Испытательный центр АО «НВЦ «Вагоны» [Электронный ресурс] URL: https://nvc-vagon.ru/ispitatelnyi center (Дата обращения: 22.10.2023).

96. Вахромеев А.М. Машины для испытаний на усталость. Методические указания. Москва: Московский автомобильно-дорожный институт, 2006.

97. Стенды для испытаний железнодорожных тележек и колесных пар [Электронный ресурс] URL: https://www.inova.cz/en/products/special-purpose-test-rigs/railway-bogie-and-wheelset-test-rigs. (Дата обращения: 22.10.2023).

98. Сервогидравлические испытательные машины [Электронный ресурс] URL: https://synercon.ru/catalog/servogidravlicheskie-ispytatelnye-mashiny/ (Дата обращения: 22.10.2023).

99. ZwickRoell. Динамические испытательные машины для усталостных испытаний [Электронный ресурс] URL: https://www.zwickroell. com/ru/produkcij a/dinamicheskie-mashiny-i-mashiny-dlja-ustalostnykh-ispytanii/ (Дата обращения: 22.10.2023).

100. Walterbai. Structural Component Testing [Электронный ресурс] URL: https://www.walterbai.com/page/products/Structural Component Testing/in dex.php (Дата обращения: 22.10.2023).

101. Динамические машины на усталость [Электронный ресурс] URL: https://metrotest.ru/ispytatelnye-mashiny/dinam (Дата обращения: 22.10.2023).

102. АО "ИЦ ТСЖТ". [Электронный ресурс] URL: https://ic-tsgt.ru/ресурсные-испытания/ (Дата обращения: 22.10.2023).

103. Универсальный реконфигурируемый стенд испытаний крупноразмерных конструкций на статические и динамические нагрузки, АО ИЦ ТСЖТ». [Электронный ресурс] URL: https://mgsu.ru/customer/Oborudovaniye/Nauch-issl-institut-eksperimentl-mekh-NIIEM/Universalnyy-rekonfiguriruemyy-stend-ispytaniy-krupnorazmernykh-konstruktsiy-na-staticheskie-i-dinam/ (Дата обращения 16.05.2024).

104. https://www.youtube.com/watch?v=Jx0CklDf84k [Электронный ресурс] // https://www.youtube.com/watch?v=Jx0CklDf84k: [сайт].

105. Орлова А.М. Апробация режимов ресурсных испытаний боковых рам тележки модели 18-9855 на стенде пространственного нагружения // Вагоны и вагонное хозяйство, №4 (40), 2014 г. - с. 36-37.

106. Мур Э. Х. (Moore E. H.): On the reciprocal of the general algebraic matrix. Bulletin of the American Mathematical Society 26, 394—395 (1920).

107. Роджер Пенроуз: A generalized inverse for matrices. Proceedings of the Cambridge Philosophical Society 51, 406—413 (1955).

108. Роджер Пенроуз: On best approximate solution of linear matrix equations. Proceedings of the Cambridge Philosophical Society 52, 17-19 (1956).

109. Псевдообратная матрица [Электронный ресурс] URL: https://promenter.ru/fakty/psevdoobratnaya-matrica-ponyatie-i-svoistva (Дата обращения 15.05.2021).

110. Богаенко В.А. Алгоритмы псевдообращения матриц общего вида на stream-based параллельных системах // Управляющие системы и машины, 2008.

111. Вучетич И.И., Деркач Б.А., Поршнев П.В., Ляпшин К.Н. Экспериментальное определение сил взаимодействия рамы тележки и буксы транспортного средства при его движении по рельсовому пути // тез. докл. VII международной научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты», 2011. с. 21-22.

112. Шевченко Д.В., Куклин Т.С., Орлова А.М., Савушкин Р.А., Дмитриев С.В. Определение параметров пространственного нагружения литых деталей тележки 18-9855 при проведении стендовых испытаний (часть 1) // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог, № 1 (33), 2016 г, с. 26-30.

113. Шевченко Д.В., Куклин Т.С., Орлова А.М., Савушкин Р.А., Дмитриев С.В., Белянкин А.В. Определение параметров пространственного нагружения литых деталей тележки 18-9855 при проведении стендовых испытаний (часть 2) // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог, № 2 (34), 2016. с. 76-82.

114. Дмитриев С.В., Белянкин А.В., Кумпяк Д.Е. Метод ортогонального проектирования на векторное пространство базисных откликов ддля экспериментального определения силовых факторов, действующих на вагонные конструкции // Известия Петербургского университета путей сообщения, № 1, 2014. с. 5-10.

115. Дмитриев С.В. К.А.И. Метод испытаний боковых рам тележек грузовых вагонов с нагруженностью, адекватной эксплуатационной. // Транспорт Российской Федерации. Журнал о науке, практике, экономике, 2021. с. 44-46.

116. Зиновьев Д. Основы моделирования в SoHdWorks. ДМК-Пресс,

2017.

117. Шарипов Р.А. Курс линейной алгебры и многомерной геометрии. Уфа: Башкирский ун-т, 1996. 148 с.

118. Магнус Я.Р., Нейдекер Х. Матричное дифференциальное исчисление с приложениями к статистике и эконометрике. Москва: Физматлит, 2002, 496 с.

119. Форсайт Д., Малькольм М., Моулер К. Машинные методы математических вычислений. М.: Мир - 280 с., 1980.

120. Хорн Р., Джонсон Ч. Матричный анализ. М.: Мир - 656 с, 1989.

121. Беклемишев Д.В. Дополнительные главы линейной алгебры. М.: Наука, 336 с., 1983.

122. ГОСТ 25.101-83 «Расчеты и испытания на прочность. Методы схематизации случайных процессов нагружения элементов машин и конструкций и статистического представления результатов».

123. ГОСТ 9246 "Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия".

124. ГОСТ 4835-2013 Колёсные пары железнодорожных вагонов. Технические условия.

125. ГОСТ 10791-2011 Колеса цельнокатаные. Технические условия.

126. ГОСТ 21616-91 Тензорезисторы. Общие технические условия.

127. Тензорезисторы [Электронный ресурс] URL: http://www.hbm.ru/catalog/transducers/tenzorezistory-dlya-analiza-napryazhenno-deformirovannykh-sostoyaniy/ (Дата обращения 20.03.2024).

128. QuantumX - универсальная система сбора данных [Электронный ресурс] URL: http: //www.hbm.ru/catalog/izmerit-amplifers/quantumx/ (Дата обращения 20.03.2024).

129. Penrose R. Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society // Cambridge University Press. 1955. Vol. 51. No. 3. p. 406-413.

130. Методы ускоренных и форсированных испытаний на усталость. Лекция [Электронный ресурс] URL: https: //studfile. net/preview/4310064/ page:26/ (Дата обращения 25.05.2023).

131. ГОСТ 9238-2013 "Габариты железнодорожного подвижного состава и приближения строений".

132. Вахромеев А.М. Определение циклической долговечности материалов и конструкций транспортных средств. Методические указания. М: МАДИ, 2015.

133. Абызов А.А., Березин И.Я., Садаков О.С.. Расчет ресурса деталей при случайном незаивисмом многопараметрическом нагружении. Екатеринбург: Вестник ЮУрГУ, 2006.

134. Вершинский С.В. Расчет вагонов на прочность. М: Машиностроение, 1971

135. Соколов А.М., Семёнов Е.Ю., Дмитриев С.В., Монастырёв Е.А. О ходе подконтрольной эксплуатации инфраструктуры участка Качканар — Смычка под полувагонами с осевой нагрузкой 27 тс. // Вагоны и вагонное хозяйство, № 4, 2017. с. 38-41.

136. Савушкин Р.А., Орлова А.М., Рудакова Е.А., Гусев А.В., Дмитриев С.В О результатах испытаний вагонов с осевой нагрузкой 27 тс на тележках модели 18-6863 // Вагоны и вагонное хозяйство, № 2, 2017. с. 22-24.

137. Орлова А.М., Шевченко Д.В., Куклин Т.С., Дмитриев С.В. Результаты поездных испытаний тележки 18-9855 // Вагоны и вагонное хозяйство, № 1, 2015. с. 44-45.

138. Orlova A, Savushkin R, Sokolov A, Dmitriev S, Rudakova E, Krivchenkov A, Kudryavtsev M, Fedorova V. Proceedings of the 11th International Heavy Haul Association Conference (IHHA 2017), Cape Town, South Africa, 2-6 September, 2017 // Development and testing of freight wagons for 27 t per axle loads for 1520 mm gauge railways. P. 1089-1096.

Результаты оптимизации количества тензорезисторов

В нижеследующих таблицах приводятся результаты оптимизации для боковых рам. Рисунки показывают, как восстанавливаются силы по данным файлов.

Список сил:

Vert - вертикальная нагрузка в середину рессорного проёма,

Prodol-1 - продольная сила в буксовый проём стороны 1,

Prodol-0 - продольная сила в буксовый проём стороны 0,

Raspor - распорная сила в рессорном проёме,

Ng-1 - поперечная сила в наружную челюсть буксового проёма стороны 1,

Vg-1 - поперечная сила во внутреннюю челюсть буксового проёма стороны 1,

S-1 - поперечная сила в середину буксового проёма стороны 1,

Ng-0 - поперечная сила в наружную челюсть буксового проёма стороны 0,

Vg-0 - поперечная сила во внутреннюю челюсть буксового проёма стороны 0,

S-0 - поперечная сила в буксовый проём стороны 0 (середина проема).

Для идентификации рамы введено обозначение в виде номера. Для примера: 028-Prodol-1 это продольная сила в буксовый проём стороны 1 боковой рамы N° 21028. Знаки (+) и (-) при обозначениях поперечных нагрузок указывают на то, с какой стороны рамы прикладывалась эта нагрузка при определении масштабов. Знак (+) означает, что нагрузка прикладывалась с наружной стороны рамы (это направление принято за положительное), знак (-) - с внутренней стороны рамы.

Таблица 1 - Результат оптимизации количества датчиков для боковой рамы

Норма, используемая для вычисления числа обусловленности Число обусловленности матрицы G + 5G Датчики, отброшенные в процессе оптимизации

до оптимизации после оптимизации

ll-lli 28.571 20.998 So-3a, So-3b, So-8, So-11, So-19, So-24, So-25, So-26, So-28, So-29, So-30, So-05, So-010, So-016, So-018, So-019, So-024, So-025, So-026, So-027, So-028, So-030

II-IL 35.825 22.408 So-1, So-2, So-3a, So-3c, So-4c, So-7, So-8, So-9, So-10, So-11, So-13, So-14, So-15, So-18, So-19, So-20, So-21, So-22, So-23, So-24, So-25, So-26, So-28, So-29, So-30, So-01, So-02, So-03b, So-03c, So-05, So-06, So-08, So-09, So-010, So-012a, So-012b, So-012c, So-013b, So-013c, So-014, So-015, So-017, So-018, So-019, So-020, So-021, So-022, So-023, So-024, So-025, So-026, So-028, So-029, So-030, So-051

(красным цветом выделены общие датчики)

Визуальный анализ графиков показал, что предпочтительнее воспользоваться результатом оптимизации с использованием

Акты внедрения метода испытаний в испытательных центрах

ТИИЖТ

у

Тихвинсний испытательный центр

Ж Й Г| е з И йд&рО 14 и □ й 1 £ИИИ НЬ

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

Настоящий акт составлен о том, что в период с 2016 по 2022 год в ООО "ТИЦ ЖТ" при непосредственном участии и под руководством Дмитриева С.В. осуществлялась разработка и внедрение метода ресурсных испытаний боковых рам с применением пространственного нагружения:

- разработана методика и проведены поездные испытания тележек моделей 18-9855, 18-100;

- выполнена обработка результатов поездных испытаний и определены силовые факторы, действующие на боковую раму и над рессорную балку тележки;

- спроектирована оснастка для проведения ресурсных стендовых испытаний;

- проведена отработка режимов испытаний боковых рам и надрессорных балок.

Методика испытаний внедрена в ГОСТ 33939-2016 «Детали литые тележек железнодорожных грузовых вагонов. Методы ресурсных испытаний. Часть 1. Рама боковая» и ГОСТ 34502-2018 «Детали литые тележек железнодорожных грузовых вагонов. Методы ресурсных испытаний. Часть 2. Балка надрессорная» и применяется испытательным центром для аккредитации и подтверждения компетентности испытательной лаборатории,

В настоящее время испытания по разработанной Дмитриевым С.В. методике проводятся в рамках приемочных испытаний для вновь разрабатываемых промышленными предприятиями моделей тележек, новых конструкций боковых рам и надрессорных балок.

Генеральный директор

Д.В. Шевченко

*Ть1Гэтаъньй цнз-гтр жвкзнадарсинсй (ООО "1»и ЖГ)

187556, Ленинградская о&ванТыжигаотп район, гарсцТшшж, площдкэ Прснпгащдо, дам 6. строение 1,пел.: [phone], ¡гЛфгаНеЛги

И Ц ТСЖТ

Акционерное общество «Испытательный центр технических средств железнодорожного транспорта»

(АО «ИЦ ТСЖТ»)

ул. 22 Партсъезда, д.16, г. Новоалтайск, Алтайский край, Россия, 658087 тел./факс: [phone] e-mail: [e-mail], http://www.ic-tsgt.ru ОГРН 1082208001644, ИНН 2208016772, КПП 220801001

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

В период с 2012 по 2014 год в АО «ИЦ ТСЖТ» Дмитриев С.В. руководил разработкой и реализацией метода ресурсных испытаний боковых рам с применением пространственного нагружения:

- спроектирована методика и проведены поездные испытания тележки модели 189855, 18-100;

- выполнена систематизация результатов поездных испытаний и найдены силовые факторы, действующие на боковую раму и надрессорную балку тележки;

- разработана оснастка для проведения ресурсных стендовых испытаний;

- проведена обработка режимов испытаний боковых рам и надрессорных балок.

В ГОСТ 33939-2016 «Детали литые тележки железнодорожных грузовых вагонов. Методы ресурсных испытаний. Часть 1. Рама боковая» и в ГОСТ 34502-2018 «Детали литые тележек железнодорожных грузовых вагонов. Методы ресурсных испытаний. Часть 2. Балка надрессорная» реализована методика испытаний и используется испытательным центром для подтверждения компетентности испытательной лаборатории.

На сегодняшний день в рамках приемочных испытаний используется методика, разработанная Дмитриевым С.В. для проведения ресурсных стендовых испытаний новых конструкций боковых рам и надрессорных балок.

С уважением,

генеральный директор

И.Е. Скогарев

Результаты измерения сил

Таблица 1 - Максимальные уровни восстановленных сил при движении по маршруту ст. Алтайская - ст. Хабаровск (опытная тележка сбегающая)

Наименование процесса Максимальные уровни процесса, при движении по дороге

ЗападноСибирской Красноярской ВосточноСибирской Забайкальской Дальневосточ ной

Боковая рама (Frame)

Вертикальная сила, равномерно

прикладываемая по всем зонам

контакта пружин рессорного

подвешивания, Frm-Vrt, кН

- кривые 70 70 80 100 90

- прямые 35 45 50 60 50

- стрелки 90 80 80 100 90

Продольная сила по обеим

площадкам контакта клиньев и

стенок рессорного проёма, Frm-

РМ, кН

25 30 35 35 30

- кривые 12 16 12 12 14

- прямые 25 35 40 35 40

- стрелки

Продольная сила в рессорном

проёме (в левую колонку

рессорного проёма и внешний

правый упор буксового проёма),

Бт-РМ^ кН 25 35 45 50 45

- кривые 15 10 16 14 20

- прямые 35 35 50 45 40

- стрелки

Продольная сила в рессорном

проёме (в правую колонку

рессорного проёма и внешний

левый упор буксового проёма),

Ргш-РМ-Ь, кН 25 30 35 35 35

- кривые 12 12 12 12 14

- прямые 25 35 40 35 40

- стрелки

Поперечная сила по зонам

контакта пружин, Frm-Prp, кН

- кривые 30 30 25 30 25

- прямые 15 25 16 16 18

- стрелки 25 25 30 40 30

Поперечная сила на одной

площадке контакта клиньев и

стенок рессорного проёма боковой

рамы. Приложена к правому

заплечику, Frm-Pk-R, кН

- кривые 40 50 55 50 60

- прямые 35 25 30 30 35

- стрелки 40 50 60 60 50

Наименование процесса Максимальные уровни процесса, при движении по дороге

ЗападноСибирской Красноярской ВосточноСибирской Забайкальской Дальневосточ ной

Боковая рама (Frame)

Поперечная сила на одной

площадке контакта клиньев и

стенок рессорного проёма боковой

рамы. Приложена к левому

заплечику, Frm-Pk-L, кН

- кривые 50 50 50 60 60

- прямые 25 30 35 35 40

- стрелки 45 50 60 60 60

Надрессорная балка (Ваг

Вертикальная сила на подпятник,

Баг-Уй, кН

- кривые 140 150 150 160 100

- прямые 70 80 100 100 100

- стрелки 100 160 200 160 150

Вертикальная сила на правый

скользун, Ваг-Уг!^, кН

- кривые 60 60 100 100 60

- прямые 35 35 45 40 40

- стрелки 60 60 100 70 60

Вертикальная сила на левый

скользун, Ваг-Уг^, кН

- кривые 50 80 100 100 80

- прямые 40 40 45 45 50

- стрелки 50 80 100 90 70

Продольная сила в середину бруса,

Баг-РМ, кН

- кривые 40 50 120 100 90

- прямые 25 25 25 25 25

- стрелки 35 50 100 90 100

Таблица 2 - Максимальные уровни восстановленных сил при движении по маршруту ст. Хабаровск - ст. Алтайская (опытная тележка набегающая)

Наименование процесса Максимальные уровни процесса, при движении по дороге

ЗападноСибирской Красноярской ВосточноСибирской Забайкальской Дальневосточ ной

Боковая рама (Frame)

Вертикальная сила, равномерно

прикладываемая по всем зонам

контакта пружин рессорного

подвешивания, Frm-Vrt, кН

- кривые 70 100 80 90 50

- прямые 45 50 50 45 40

- стрелки 80 90 70 70 65

Продольная сила по обеим

площадкам контакта клиньев и

стенок рессорного проёма, Frm-

РМ, кН

35 50 30 30 30

- кривые 10 14 12 10 10

- прямые 30 50 50 40 45

- стрелки

Продольная сила в рессорном

проёме (в левую колонку

рессорного проёма и внешний

правый упор буксового проёма),

Ргш-Рга-И, кН 35 40 40 40 18

- кривые 18 20 18 16 16

- прямые 40 45 40 40 40

- стрелки

Поперечная сила по зонам

контакта пружин, Frm-Prp, кН

- кривые 30 40 30 30 20

- прямые 16 16 16 14 14

- стрелки 35 30 30 30 25

Поперечная сила на одной

площадке контакта клиньев и

стенок рессорного проёма боковой

рамы. Приложена к правому

заплечику, Frm-Pk-R, кН

- кривые 50 70 60 50 35

- прямые 30 30 25 25 25

- стрелки 50 60 60 60 65

Поперечная сила на одной

площадке контакта клиньев и

стенок рессорного проёма боковой

рамы. Приложена к левому

заплечику, Frm-Pk-L, кН

- кривые 60 70 60 60 35

- прямые 30 35 30 30 25

- стрелки 60 60 60 60 40

Наименование процесса Максимальные уровни процесса, при движении по дороге

ЗападноСибирской Красноярской ВосточноСибирской Забайкальской Дальневосточ ной

Надрессорная балка (Ваг)

Вертикальная сила на подпятник,

Баг^Л, кН

- кривые 150 160 180 160 80

- прямые 120 140 140 100 100

- стрелки 160 200 140 120 150

Вертикальная сила на правый

скользун, Bar-Vгt-R, кН

- кривые 60 70 70 70 50

- прямые 45 50 45 40 40

- стрелки 70 70 70 60 60

Вертикальная сила на левый

скользун, Bar-Vгt-L, кН

- кривые 80 80 70 70 60

- прямые 45 45 40 40 35

- стрелки 70 80 60 70 60

Продольная сила в середину бруса,

Баг-РМ, кН

- кривые 120 120 120 80 40

- прямые 30 30 25 25 18

- стрелки 120 120 120 100 80