Результаты поиска

В статье описаны различные подходы к определению динамики тепловыделения в дизеле, проанализирована структура уравнения Пугачева, показан способ подбора параметров характеристики тепловыделения, приведены результаты расчета линии сгорания и их сравнение с опытными данными.

Колесная пара и ее составные элементы (ось и колесо) являются объектами технического регулирования. Поэтому для установления назначенного срока службы по ресурсу в соответствии с ТР ТС 001/2011 и периодичности освидетельствования с учетом параметров живучести элементов подвижного состава в соответствии с РД ВНИИЖТ 27.05.01-2017 необходимо провести оценку эксплуатационной нагруженности, получаемой по результатам ходовых испытаний, с учетом прочностных характеристик детали, которые рассчитываются при проведении стендовых испытаний. В настоящее время для оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) в различных машиностроительных конструкциях широкое распространение получил метод тензометрирования, который позволяет с высокой точностью оценить их работоспособность. Однако определение НДС колесной пары является не только сложной задачей ввиду постоянного вращения и перемещения колесной пары относительно тележки, но и затратной из-за применения специальных бесконтактных измерительных комплексов. Создание динамической модели посредством современных программных комплексов позволяет определять НДС элементов колесной пары путем создания динамических моделей как системы абсолютно твердых и упругих тел, связанных силовыми элементами и шарнирами. Для подтверждения адекватности получаемых параметров при моделировании проводят верификацию по результатам ходовых динамико-прочностных испытаний. Таким образом, с использованием полученной модели подвижного состава и пути можно проводить оценку ресурса, живучести и оптимизацию основных элементов подвижного состава. На примере модели грузового полувагона получена диаграмма зависимости распределения амплитуд динамических напряжений от частоты их возникновения в колесе и с учетом результатов ранее проведенных стендовых испытаний стандартных образцов и натурных колес, определен период живучести с момента зарождения трещины в колесе и до его излома, а также дана оценка коэффициента запаса по живучести.

При моделировании систем тягового электроснабжения, отражающем электрические процессы взаимодействия системы тягового электроснабжения и подвижных электрических нагрузок (электровозов и электропоездов), одним из элементов которых является организация имитации передвижения поездов в пространстве. Эффект перемещения поездов в имитационном моделировании (ИМ) в среде MatLab по заданному графику движения на анализируемом участке приводит к необходимости последовательного переключения моделей электроподвижного состава (ЭПС) к тяговой сети таким образом, что реализуется эффект его перемещения по участку. Однако в этом случае возникают процессы, реально не имеющие места в действительности. Это связано с реализацией дискретного способа моделирования перемещения, характеризующегося тем, что ЭПС, находящийся на одной ячейке - модели тяговой сети
в один момент времени, в последующий скачком переходит на другую. При этом ЭПС предыдущей ячейки отключается, а на ячейку следующей включается. При этом возникают не существующие в действительности процессы коммутации, искажающие результаты исследований. Методу снижения отрицательных последствий от таких искажений и посвящена данная статья.

В статье выполнено математическое описание, позволяющее оценить свойства системы на стадии ее теоретической разработки. Рассмотрена модель виброизолирующей подвески с линейной системой перестройки, которая позволяет исследовать динамические характеристики виброизолирующей системы с электромагнитным компенсатором жесткости. Приведены результаты моделирования в программе Matlab.

Статья посвящена исследованию влияния ветровой нагрузки на аэродинамическую составляющую сопротивления движению грузового поезда. Полученные результаты способствуют пониманию влияния аэродинамического сопротивления на расход топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) на тягу поездов. В статье показана высокая значимость рассматриваемой проблемы для Российских железных дорог (ОАО «РЖД»), сделаны выводы из анализа статистических данных маршрутов машинистов, работающих на участке Палласовка - Верхний Баскунчак, который является подверженным ветровым нагрузкам. При помощи приложения SOLIDWORKS создана модель поезда с локомотивом и полувагонами в сцепе на железнодорожной насыпи, а с помощью расширения SOLIDWORKS Flow Simulation смоделирована ветровая нагрузка, разная по скорости, изменяющаяся под углом от 0 до 90 º. Получены значения силы аэродинамического сопротивления движению на поезд в целом и на каждую единицу подвижного состава в отдельности. Методами теории тяги поездов выполнена оценка влияния аэродинамического сопротивления на расход топлива на тягу. На основе полученных значений сил аэродинамического сопротивления и картин распределения воздушных потоков сделаны выводы о влиянии загрузки полувагона на увеличение сопротивления движению. Сделаны выводы о влиянии ветровой нагрузки на каждую единицу подвижного состава в поезде. Установлено, что при направлении ветра под углом к оси пути сила ветрового воздействия увеличивается по сравнению со случаем, когда угол между осью пути и вектором скорости равен нулю. Данные эксперимента об увеличении сопротивления от ветровой нагрузки подтверждаются теоретическим расчетом и практической обработкой маршрутов машинистов. Данная статья демонстрирует необходимость отдельного нормирования ТЭР при возникновении ветровых нагрузок, может быть полезна при дальнейшем детальном изучении аэродинамического сопротивления грузовых поездов.

В статье рассмотрены теоретические и прикладные задачи ультразвуковой очистки деталей подвижного состава во время ремонта. Отмечены особенности ультразвуковых воздействий в ванне с ограниченными размерами и результаты моделирования с использованием пакета MatCAD. Приведены результаты конкретного применения ультразвуковых технологий при ремонте подвижного состава.

Целью данной работы является исследование причин возникновения трещин в остовах тяговых двигателей электровозов. Приведен анализ статистики выявления трещин в остовах тяговых электродвигателей НБ-514 на Восточном полигоне, показывающий, что каждый третий остов в эксплуатации имеет трещины. Использован способ математического моделирования на ЭВМ с применением метода конечных элементов. Отмечено, что проведение измерений в зоне возникновения трещин тензометрическим методом практически невозможно из-за геометрии остова. Рассмотрены результаты математического моделирования механических напряжений, возникающих в остове тягового электродвигателя НБ-514 при его неравномерном нагреве до температур, характерных для часового режима работы тягового электродвигателя. Показано, что механические напряжения, возникающие только из-за разности температур окружающего воздуха и обмоток главных и дополнительных полюсов тягового электродвигателя, могут достигать 100 МПа. Предложены варианты изменения конструкции вентиляционных окон остова для уменьшения величины температурных напряжений при неизменной площади вентиляционных отверстий. При коррекции формы вентиляционных окон остова тягового электродвигателя указанные напряжения могут быть снижены до 76 МПа. Сделан вывод о том, что одной из основных причин образования трещин в остовах тяговых электродвигателей являются циклически повторяющиеся температурные напряжения, что особенно важно для электровозов, работающих на горно-перевальных участках в режиме подталкивания. Отмечено, что появление механических напряжений в остове тягового электродвигателя также зависит от вибраций, возникающих от пути и работы зубчатой передачи, а также от переменной части магнитного поля электродвигателя, которые в настоящее время детально не исследованы.

В статье представлены результаты математического моделирования процесса нагрева материала колеса в режиме торможения локомотива. Полученные результаты могут быть использованы при расчете изменения температуры для любой точки колеса в процессе всего режима торможения.

В данной статье представлено решение задач эффективности функционирования производственных систем локомотиворемонтного предприятия. В частности, объектом исследования являются технологические процессы ремонта и сервисного технического обслуживания электровозов на предприятиях по ремонту тягового подвижного состава. В статье приведено математическое описание производственного процесса подобных предприятий на примере сервисного локомотивного депо Московка. Математическая модель описана на основе теории массового обслуживания (СМО) и цепей Маркова. Приведен граф технологичес-кого состояния локомотива во время ремонта в депо, где процесс перехода ремонтируемого подвижного сос-тава из состояния в состояние, т.е. взаимосвязи технологических перемещений электровоза по территории депо, а также время выполнения технологических операций описаны переходной матрицей. Распределение заявок на ремонт описано при помощи закона Пуассона, задержка электровоза на участках депо на плановых видах ремонта - в соответствии с принятой нормой, а на неплановом виде ремонте заявки задерживаются в соответствии с распределением Эрланга. По результатам математического описания модели производственного процесса ремонтного предприятия создана имитационная модель функционирования депо Московка, реализованная на ЭВМ при помощи профессионального программного обеспечения нового поколения AnyLogic. В работе описаны логическая схема имитационной модели, выбранные методы и библиотеки моделирования. По результатам исследования проведена общая оценка технологических показателей работы локомотиворемонтного предприятия в условиях вероятностных динамических изменений ремонтного задания. При помощи реализованных предложенных в статье методов исследования технологических процессов депо Московка можно проектировать любые ремонтные предприятия по ремонту подвижного состава железных дорог с целью выявления «узких мест» производственного процесса.

В работе представлены результаты экспериментальных исследований по образованию продуктов коррозии в результате воздействия на железобетонные конструкции агрессивной среды и электрического тока. Обсуждаются способы создания образцов с искусственной электрокоррозией в условиях, приближенных к реальной эксплуатации. Приведены результаты испытаний образцов с использованием рентгенографического метода и моделирования их прочностных характеристик.

Предметом исследования является процесс применения оптических технологий бесконтактных измерений геометрических параметров колесной пары вагона в ходе эксплуатации и при осуществлении ремонта. Цель исследования - проработка методик натурных испытаний технологий контроля геометрических параметров деталей вагона при помощи оптического дальномера со взаимной верификацией полученных результатов при помощи численного моделирования с применением трехмерных цифровых моделей объектов и средств измерения. В результате исследования получены экспериментальные и расчетные зависимости показаний оптического датчика в ходе изменения взаимного положения объекта измерения (колесной пары) и дальномера. Для натурных испытаний были использованы два лазерных триангуляционных дальномера. Для численного моделирования была создана программа, которая позволяет генерировать трехмерную модель поверхности катания колесной пары, состоящую из множества точек, принадлежащих поверхности вращения. Моделирование заключается в поиске точек пересечения линии, заданной при помощи координат точки источника излучения в пространстве и направляющего вектора, с моделью поверхности катания. После вычислений результат выдается в виде таблицы с вычисленными дальностями и визуализируется в виде проекций трехмерной проволочной модели колеса и луча дальномера. Визуализация процесса численного моделирования важна для исключения неправильной интерпретации результатов расчетов и проверки соблюдения физического смысла получаемых при моделировании численных данных. Сравнение графиков показывает сходимость результатов и достаточную точность численных моделей и методик, которые можно применять в дальнейшем для планирования натурных испытаний проектируемых методик и оборудования для размерного контроля деталей вагона.

Рассмотрен вариант применения цепной контактной компенсированной подвески с рычагами и боковым токосъемом для трехфазной системы тягового электроснабжения (ТСТЭ). Две разнофазные контактные подвески располагаются с разных сторон от оси пути. Электроподвижной состав должен иметь два токоприемника, которые давят на контактный провод от оси пути в противоположные стороны. Произведено описание конструкции контактной подвески в целом и основных узлов, в частности крепление стержней, что позволяет обеспечить вертикальный зигзаг и ограничить поперечное перемещение контактного провода. В точках у опор рычаги соединены с консолями и имеют узел для создания угловой жесткости. Кроме этого поворот данных рычагов ограничен в сторону к оси пути и в противоположную сторону. Этим самым предотвращается возможность схлестывания разнофазных контактных проводов. В соответствии с указанной конструкцией была разработана математическая модель данной контактной подвески на основе метода конечных элементов, обеспечивающая расчет в статике и динамике с учетом токоприемника. Для описания токоприемника используется распространенная трехмассовая модель. На основе анализа результатов, полученных с помощью данной модели, определено влияние конструктивных параметров подвески, поперечного ветра и скорости движения токоприемника на качество токосъема, установлены границы применимости рассматриваемой подвески в зависимости от величины данных параметров. Определено, что в отличие от обычной контактной подвески с вертикальным токосъемом для подвесок с боковым токосъемом значительное влияние на качество токосъема оказывает боковой ветер. Именно скорость ветра является основным фактором, ограничивающим возможность применения подвески с боковым токосъемом.

В статье освещены темы энергоэффективности тяги поездов в ОАО «РЖД». Обоснована актуальность научных исследований в данном вопросе. Приведены требования к организационно-техническим мероприятиям, внедряемым с целью повышения энергоэффективности тяги поездов. Определены группы факторов, фактически влияющих на показатели энергоэффективности. Предложено создание интеллектуальной системы мониторинга и планирования энергоэффективности тяги поездов. Сформулированы цели и задачи создания такой системы. Описаны основные особенности и классы интеллектуальных систем в контексте их применения для решения обозначенных в статье задач. Приведены функциональная схема предлагаемой системы и ее описание.

Целью работы, результаты которой приведены в данной статье, является установление пригодности метода волнового отклика для диагностирования межвитковой изоляции якорной обмотки тягового электродвигателя постоянного тока, а также разработка адекватной модели тестируемой обмотки для последующего исследования сложных физических процессов, происходящих в процессе диагностирования. В статье приведена методика фиксации волновой затухающей характеристики (отклика) в якорной обмотке электродвигателя постоянного тока. Предложена схема замещения якорной обмотки применительно к рассматриваемому методу диагностирования. Приведен волновой отклик, полученный экспериментально при испытаниях на физической модели. Представлен волновой отклик, полученный при моделировании эксперимента в программной среде MatLab. Выполнен анализ результатов реального и имитационного моделирования, который позволяет судить об адекватности предложенной схемы замещения якорной обмотки. Впоследствии данная схема замещения будет использована для имитационного моделирования повреждений изоляции тягового электродвигателя применительно к методу волнового отклика.

В статье приведена методика расчета теплового состояния полоза токоприемника. Функция положения контактного провода в плане заменена плотностью распределения зигзага подвески с учетом ряда допущений. Приведены результаты расчета температуры полоза при различной ширине зигзага типовой подвески, в том числе нулевом. Дана оценка влияния синусоидальной и тангенциальных контактных подвесок на распределение температуры полоза.

Обоснована актуальность задачи по созданию тестовых сигналов вибрации. Описаны возможные способы реализации тестовых сигналов вибрации. Предложена методика реализации тестовых сигналов путем корректировки амплитуд отдельных гармонических составляющих вибросигнала. Приведены результаты моделирования. Показан возможный эффект от использования предложенного способа реализации тестовых сигналов вибрации.

Статья посвящена совершенствованию методики испытаний токоприемников электроподвижного состава с учетом ударных воздействий со стороны контактной подвески. В статье рассмотрены особенности ударных воздействий на токоприемники электроподвижного состава при высоких скоростях движения. Выполнен анализ существующих методов испытания ударных воздействий на токоприемники на лабораторных установках и в линейных условиях. Выполнен анализ и выявлены недостатки ударной маятниковой установки для испытания токоприемников, описанной в ГОСТ 32204-2013, и произведен расчет ее характеристик. Предложена конструкция ударного стенда с меньшими габаритами и расширенными функциональными возможностями и выполнен расчет его параметров и характеристик. При расчете характеристик испытательного стенда было применено математическое и компьютерное моделирование с использованием среды MATLAB Simulink. Предложена методика стендовых ударных испытаний с использованием акселерометров и высокоскоростной видеокамеры. Установлено, что предлагаемый испытательный стенд сохраняет полный функционал регламентированной ГОСТом испытательной установки, имея при этом меньшие габариты и более широкие функциональные возможности.

В статье описаны общие принципы создания расчетной модели системы тягового электроснабжения железных дорог постоянного тока для оценки потенциала энергоэффективности рекуперативного торможения, а также способы апробации полученной модели с целью установления степени ее адекватности.

Предметом исследования являются теоретические и практические аспекты применения оптических технологий для бесконтактных измерений геометрических параметров колесной пары вагона в ходе эксплуатации и осуществления ремонта. Цель исследования - разработка методики и технологий контроля геометрических параметров деталей вагона при помощи оптического линейного сканера, а также способов обработки результатов натурных испытаний применения оптических технологий контроля. В статье проанализирована проблематика применения стандартизованных методик контроля технического состояния при помощи ручного измерительного и контрольного инструмента в контексте принятой технологии технического обслуживания и эксплуатации грузовых вагонов. В результате исследования проведен обзор состояния вопроса применения оптических методик контроля на железной дороге, выявлены сильные и слабые стороны различных вариантов реализации методик измерений и разработаны методика и компьютерная программа для автоматизации создания цифрового двойника исследуемого объекта (профиля продольного сечения поверхности катания колесной пары). По цифровому двумерному изображению теневой картины профиля колеса вычисляются координаты точек линии контура сечения объемного колеса в области поверхности катания. Для определения координат огибающей сечения применяется ступенчатая функция, максимально приближенная к светотеневому изображению контура колеса. После обработки изображений результат выдается программой в виде таблицы с вычисленными координатами сечения профиля и визуализируется при помощи синтезированного по координатам профиля колеса в окне программы. Точность применяемой методики зависит от разрешения изображения, получаемого линейным сканером. Методику и программу можно применять в дальнейшем для натурных испытаний проектируемого оборудования для размерного контроля деталей вагона.

В статье приведены результаты моделирования силовых полей в элементах колесно-моторного блока электровоза 2ЭС10. Математическая модель получена на основе уравнений Лагранжа ΙΙ рода. Представлена расчетная схема для исследования динамического поведения колесно-моторного блока. Приведены выражения прогибов упругих элементов подвески тягового двигателя, упругих и диссипативных сил. Предложен способ определения векторного силового поля на площадке сочленения кронштейна и тяги подвески ТЭД.

В статье проведен анализ состояния опорного хозяйства и показано, что замена железобетонных опор должна осуществляться с учетом их фактического коррозионного состояния. Предложен новый метод определения коррозионного состояния подземной части железобетонных опор контактной сети, позволяющий проводить измерения на двух опорах одновременно. При этом вторая опора выступает в качестве токового электрода. На основе анализа переходного процесса для схемы замещения опоры контактной сети выведены формулы для определения сопротивления бетона, сопротивления и емкости границы раздела «арматура - бетон». По значениям этих параметров определяют коррозионное состояние опоры в подземной части. Использование предложенного метода позволит значительно сократить временные и трудовые затраты на проведение диагностических процедур

В статье приведена усовершенствованная математическая модель теплового состояния полоза токоприемника для расчета распределения его температуры при взаимодействии с различными подвесками, в том числе с двойным контактным проводом. Модель учитывает неравномерность контактного нажатия токоприемника на провода вдоль пролета подвески и между ними, позволяет использовать базы данных вагона-лаборатории испытания контактной сети, рассчитывать тепловые режимы полоза на различных участках электрифицированных железных дорог, включая переходные процессы между ними. В работе приведены графики плотности распределения зигзага контактного провода высокоскоростной линии Москва - Санкт-Петербург, определены переходные и установившиеся тепловые состояния полоза при взаимодействии токоприемника с контактным проводом.

В статье рассматривается вопрос методологии остановки имитационного моделирования при использовании современных инструментальных средств, каковым является, например, среда MatLab. В частности, проанализированы факторы, определяющие длительность моделирования при заданном уровне точности искомых результатов.

В статье рассматривается подход к оценке влияния на расход электроэнергии на тягу поездов параметров графика движения в условиях применения рекуперативного торможения. Поиск варианта с минимальным потреблением энергии основан на моделировании графика движения при различных межпоездных интервалах в условиях организации пакетного обращения поездов на участке железной дороги. По результатам моделирования предлагается представить полученную зависимость изменения расхода электроэнергии от параметров графика движения поездов в виде аналитической функции нескольких переменных n-го порядка для последующего применения при построении нормативных графиков движения с целью сокращения расхода электроэнергии на тягу поездов.

В статье приведен анализ составляющих энергетической эффективности рекуперативного торможения и факторов, влияющих на эффективность применения рекуперативного торможения и использования энергии рекуперации. Описаны методы оценки энергетической эффективности рекуперации и результаты экспериментальных исследований эффективности рекуперации. Выполнено обоснование использования метода имитационного моделирования как способа оценки потенциала рекуперативного торможения. Представлена последовательность выполнения работ.