Оценка влияния параметров современных амортизаторов удара на продольную динамику поезда тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

На правах рукописи

Гуров Александр Михайлович

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ СОВРЕМЕННЫХ АМОРТИЗАТОРОВ УДАРА НА ПРОДОЛЬНУЮ ДИНАМИКУ ПОЕЗДА

01 02 06 — Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ииз161060

Орел-2007

003161060

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Брянский государственный технический университет»

Научный руководитель - заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Кеглин Борис Григорьевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Чернышев Владимир Иванович

кандидат технических наук, доцент Евельсон Лев Игоревич

Ведущая организация - ЗАО «Управляющая компания «Брянский машиностроительный завод»

Защита состоится 3 ноября 2007 г. в 14 час 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212 182 03 при ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет» по адресу 302020, г Орел, Наугорское шоссе, 29

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет»

Автореферат разослан сентября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Борзенков М И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы В транспортной системе России железные дороги занимают ведущие место Заметное увеличение объемов перевозок с 2000 г отразилось на увеличении масс вагонов и поездов, увеличении скоростей соударений вагонов при маневровых горочных операциях, что привело к увеличению продольной нагруженности вагона, а, следовательно, увеличению поступления грузовых вагонов и цистерн в ремонт Основным элементом конструкции вагона, обеспечивающим защиту от продольных воздействий в эксплуатации вагонов и грузов, является амортизатор удара (поглощающий аппарат автосцепки) Разработан ОСТ 32 175-2001 «Аппараты поглощающие автосцепного устройства грузовых вагонов и локомотивов Общие технические требования», в котором изложены требования к амортизаторам и предусмотрено подразделение поглощающих аппаратов по основным показателям на четыре класса ТО, Т1, Т2, ТЗ Это привело к созданию новых перспективных амортизаторов удара (класс Т1, Т2, ТЗ), которыми на данный момент оборудуются все вновь строящиеся вагоны

Большое количество научных исследований, посвященных амортизирующим устройствам старого и нового типа, не отвечает на ряд вопросов, возникающих в связи с применением перспективных амортизаторов удара Математические модели амортизаторов удара, применяемые при имитационном моделировании режимов эксплуатации вагона, требуют уточнения Отсутствует сравнительная оценка амортизаторов удара разных классов и их влияние на продольную динамику тяжеловесных поездов Расчеты продольных усилий в таких поездах особенно актуальны в связи с возрастающим количеством тяжеловесных составов и оборудования их новыми поглощающими аппаратами

Поэтому работы, направленные на уточнение математических моделей амортизаторов удара вагонов, и оценке влияния амортизирующих устройств на продольную динамику поезда являются актуальными

Цель и задачи исследования Целью работы является оценка влияния современных амортизаторов удара на продольную динамику поезда и разработка рекомендаций по повышению эффективности их применения на подвижном составе

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи

1 Разработать уточненные математические модели амортизаторов удара, учитывающие использование в них новых полимерных и эластомерных материалов

2 Для решения задачи идентификации и оценки адекватности математических моделей провести комплекс статических и динамических испытаний образцов современных амортизаторов (ПМКП-110, ПМКЭ-110, ЭПА-120, ГП-120)

3 Разработать методику имитационного моделирования нагруженности вагона и поезда, включающую подготовку математических моделей вагонов и локомотивов, формирование режимов эксплуатации на основании статистических данных

4 Исследовать динамические процессы при различных переходных режимах движения поезда и оценить влияние параметров современных амортизаторов удара на эти динамические процессы

5 Используя результаты динамических исследований вагона и поезда, откорректировать статистические распределения нагрузок, действующих на вагон в процессе эксплуатации

Методы исследования Численное решение задачи определения динамических характеристик современных амортизаторов удара проведено с помощью разработанных автором и уточненных по результатам экспериментальных данных математических моделей в программном комплексе «Train» (разработан на кафедре «Динамика и прочность машин» БГТУ)

С целью проверки адекватности полученных теоретических данных реальным объектам исследования проведен физический эксперимент при участии автора, моделирующий соударения вагонов на сортировочных горках для всех исследуемых типов амортизаторов Анализ и обработка результатов экспериментальных данных выполнена математико-статистическими методами с привлечением современной измерительной аппаратуры и программных пакетов

Научная новизна

- разработаны уточненные математические модели современных амортизаторов удара, учитывающие использование в них новых полимерных и эласто-мерных материалов и позволяющие выполнять имитационное моделирование эксплуатации вагонов,

- установлено влияние современных амортизаторов улара на продольную динамику поезда для различных режимов пуска поезда в ход и торможений,

- выполнена сравнительная оценка применения современных амортизаторов для различных режимов эксплуатации,

- определено влияние параметров силовой характеристики амортизаторов удара на продольную динамику поезда для различных режимов эксплуатации,

- определены оптимальные значения силы начального сжатия амортизатора и коэффициента необратимого поглощения энергии (диссипации)

Практическая ценность и реализация результатов работы

- использование разработанных в диссертации математических моделей и расчетных данных позволяет значительно сократить сроки проектирования поглощающих аппаратов за счет снижения объема экспериментальных исследований и количества опытных образцов,

- результаты исследований реализованы при подготовке конструкторской документации на внедряемые поглощающие аппараты ПМКП-110, ПМКЭ-110 и ГП-120,

- уточнено статистическое распределение масс вагонов и распределения продольных сил, действующих на грузовой вагон в эксплуатации,

- материалы диссертации легли в основу исследований по государственным контрактам № 2316р/4695, № 2891р/4695 и № 4361р/6551, заключенным при участии автора с Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, а также использовались в НИОКР с рядом промышленных предприятий ЗАО «Управляющая компания «Брянский машиностроительный завод», ООО «Промышленная компания «Бежицкий сталелитейный завод», ЗАО «Термотрон-завод»,

- результаты исследований могут быть использованы при расчетах спектров продольных сил, а также при оценке энергетической нагруженности современных амортизаторов удара

Достоверность результатов обеспечивается корректностью постановки задачи исследования, обоснованностью используемых математических моделей и допущений, применением известных математических методов, подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических и экспериментальных исследований, полученными лично автором и другими исследователями

Апробация работы Материалы диссертации докладывались и обсуждались на II международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития вагоностроения» (г Брянск, 2005 г ), II ассамблеи всемирного форума «Интеллектуальная Россия» (г Брянск, 2006 г ) LXVI Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (г Днепропетровск, Украина, 2006 г), XVI международной научно-технической конференции «Проблемы развития рельсового транспорта» (г Ялта, Украина, 2006 г), III международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития вагоностроения» (г Брянск, 2006 г), Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Молодые ученые Сибири» (г Улан-Удэ, 2006 г), LXVII Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (г Днепропетровск, Украина, 2007 г), Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы динамики и прочности материалов и конструкций модели, методы, решения» (г Самара, 2007 г), IV Межрегиональной научно-технической конференции студентов и аспирантов (г Смоленск, 2007 г )

Публикации По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ включая 10 статей, 8 тезисов докладов, в том числе 2 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 155 наименований Общий объем диссертации составляет 131 страницу, включает 123 рисунка и 27 таблиц

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулирована практическая значимость

В первой главе изложено состояние вопроса в области исследования амортизирующих устройств Отмечается, что начиная с 50--60* годов прошлого столетия велись работы в данной области по следующим направлениям совершенствование конструкций фрикционных амортизаторов удара, создание новых типов амортизаторов - резинометаплических, гидравлических и гидрофрикционных и амортизирующих устройств вагона с плавающей хребтовой балкой В последние годы активно идут работы по созданию полимерных и эластомерных поглощающих аппаратов В разработке научных основ создания современных амортизирующих устройств приняли участие советские ученые Е П Блохин, С В Вершинский, П Т Гребенюк, С В Дувалян, Б Г Кеглин, В А Лазарян, А А Львов, Л А Манашкин, Л H Никольский, НА Панькин, H Г Беспалов, 3 О Каракашьян, Г Б Крайзгур, Л Д Кузьмич, А С Осипов, И В , Селинов, Б Л Стамблер, А Т Харитонов, А В Юрченко и др

Основополагающее значение имеют труды заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, профессора доктора технических наук Л H Никольского Им были созданы математические модели и получены основные зависимости для расчета продольных нагрузок при соударении вагонов, разработаны методики расчета и проектирования фрикционных амортизаторов удара Л H Никольскому и его ученику, заслуженному деятелю науки и техники РФ профессору, доктору технических наук Б Г Кеглину, принадлежит приоритет в формулировке и решении задачи об эксплуатационной нагруженности вагона продольными силами, в использовании стохастических оценок работы амортизирующих устройств и их параметрической надежности, оптимизации силовой характеристики аппарата по критерию усталостной повреждаемости

Под руководством Б Г Кеглина и его ученика, доктора технических наук, заведующего кафедрой «Динамика и прочность машин» БГ'ГУ А П Болдырева, сотрудниками ООО «НПП Дипром» совместно с ФГУП ВНИИЖТ и БГТУ разработаны и внедрены фрикционный амортизатор удара класса ТО - ПМК-110К-23 и приходящий ему на смену фрикционно-полимерный амортизатор класса Т1 - ПМКП-110, а также эластомерно-фрикционный амортизатор класса Т2 - ПМКЭ-110 и эластомерный амортизатор класса ТЗ - ЭПА-120

Отмечается значительный вклад в развитие исследований по продольной динамике вагона и поезда С В Вершинского, П Т Гребенюка, С В Дуваляна, В Г Иноземцева, В В Коломийченко, Е Л Кузьминой, А Д Малова, H А Панькина, П А Устича, В Д Хусидова, Ю M Черкашина, В А Лазаряна, Е П

Блохина, Л А , Манашкина, Б Л Стамблера, Н М Хачапуридзе, А В Юрченко и др

Особенно выделяются труды последнего времени, представляющие теоретические и экспериментальные исследования современных типов амортизаторов удара, которым посвящена данная дисертация Это работы Б Г Кеглина, И Б Феоктистова, А П Болдырева, Шлюшенкова А П , Прилепо Т Н , Алдюхова В А , Д А Ступина, А В Иванова, Н С Бачурина, В И Беляева, С А Горячева, П Ю Шалимова и др

Для оценки влияния параметров современных амортизаторов удара на продольную динамику поезда используются результаты широких статистических обследований условий эксплуатации вагонов и методы расчетного моделирования эксплуатационной нагруженности приведенные в работах Л Н Никольского, Б Г Кеглина, Н А Костенко, Н А Костиной, А Л Лисицына, Л А Манашкина, А Г Нетеса, В М Рудановского, Н А Семина, Г А Сендерова, К К Тихонова, О В Фетисова, Л А Шахнюка, А П Болдырева, А В Юрченко, А И Гореленкова и др

Тем не менее, остаются недостаточно изученными вопросы моделирования амортизаторов удара новых типов, оценка влияния их на продольную динамику вагона и поезда, определение оптимальных значений показателей силовой характеристики амортизаторов Учитывая изложенное, сформулированы цель и задачи исследования

Вторая глава посвящена объекту исследования - амортизаторам удара и их математическим моделям В диссертационной работе рассмотрены серийные поглощающие аппараты, получившие наибольшее распространение на железных дорогах стран СНГ, и современные - перспективные, которые находятся в стадии разработки или внедрения и предназначены для снижения продольной нагруженности и увеличения срока эксплуатации грузовых вагонов железнодорожного транспорта

Представлена классификация амортизаторов по виду рабочих элементов и принципу поглощения энергии пружинные, пружинно-фрикционные, резино-металлические, полимерные, эластомерные, гидравлические, комбинированные - полимерно-фрикционные, эластомерно-фрикционные, гидрополимерные Приведены требования ОСТ 32 175-2001 «Аппараты поглощающие » к характеристикам поглощающих аппаратов, а также разделение амортизаторов на классы в зависимости от типов железнодорожных вагонов

Рассмотрены конструкции и принципы работы серийных и перспективных поглощающих аппаратов (ПМКП-110, ПМКЭ-110 и ЭПА-120), в разработке которых принимал участие автор

Полимерно-фрикционные поглощающие аппараты отличаются использованием в качестве подпорно-возвратного устройства комплекта полимерных упругих блоков Использование полимерных блоков повышает полноту и энергоемкость силовых характеристик амортизатора, что достигается за счет

повышения жесткости подпорного комплекта и стабилизации процессов трения Появлению данного типа аппаратов способствовало развитие технологии изготовления полиэфирных термоэластопластов Hytrel (США), Durel (ФРГ) и Беласт (Беларусь) С 2005 г на железных дорогах стран СНГ запущены в эксплуатацию две марки полимерно-фрикционных поглощающих аппаратов ПМКП-110 и РТ-120

Поглощающий аппарат ПМКП-110 класса Т1 (рис 1), разработан ООО «НПП Дипром» (г Брянск) совместно с ФГУП ВНИИЖТ (г Москва) В нем используется упругий блок, состоящий из пяти полимерных элементов (поз 1 и 2 рис 1), разделенных центрирующими пластинами (поз 3 рис 1) ПМКП-110 - первый в мировой практике фрикционный поглощающий аппарат, не требующий предварительной приработки для получения нормативной энергоемкости, благодаря чему он надежно защищает вагон от повреждений уже при первых ударах

Поглощающий аппарат РТ-120 производства ООО «Вагонмаш» (г Железногорск) класса Т1 выпускается по лицензии фирмы «Майнер» (США) Аппарат шестигранного типа использует в своей конструкции пару трения сталь-сталь с бронзовыми вкладками, в результате чего для достижения нормативных показателей требуется приработка

Отличительной особенностью гидравлических и гидрополимерных поглощающих аппаратов классов Т2 и ТЗ является высокий коэффициент поглощения энергии - 0,55-0,7 Недостатками таких аппаратов являются сложность конструкции, высокая стоимость и трудоемкость изготовления, что обуславливает их отсутствие на железных дорогах стран СНГ В связи с появлением новых технологий научным коллективом, в котором состоит и автор диссертации, под руководством Б Г Кеглина ведутся работы по разработке и внедрению конкурентоспособных амортизаторов

Наиболее перспективными в настоящее время является группа эластомер-ных и эластомерно-фрикционных амортизаторов В качестве рабочего тела в них используется объемно-сжимаемый высоковязкий полимер (эластомер), который обладает значительной вязкостью и может одновременно выполнять функцию упругого и демпфирующего элемента Сжимаемость материала в замкнутом объеме достигает 15-20 % при давлениях 250-500 МПа Это позволяет использовать его как гидропружину в режиме квазистатического сжатия, а применение различных видов дросселирования дает возможность значительно повысить силу сопротивления амортизатора при больших скоростях сжатия Эластомерные поглощающие аппараты обеспечивают силовые характеристики, близкие к гидравлическим амортизаторам Амортизирующие устройства с использованием эластомера при равных габаритных размерах по сравнению с

I

щий аппарат ПМКП-110

ГЦ

-;

¡Р

другими амортизаторами удара имеют высокое значение коэффициента полноты силовой характеристики, высокую удельную энергоемкость при сравнительно простой конструкции В то же время высокие давления требуют обеспечения прочности рабочих цилиндров и герметичности конструкции, что приводит к существенному увеличению их стоимости

В настоящее время на железных дорогах стран СНГ эксплуатируются эла-стомерные амортизаторы - АПЭ-120-И (ОАО «Авиаагрегат», г Самара), АПЭ-95-УВЗ (ФГУП «ПО Уралвагонзавод», г Нижний Тагил), 73-г\У (ООО «ЛЛМЗ-КАМАХ», г Москва) Конструкции отличаются количеством и размерами рабочих камер, исполнением дроссельных элементов и выполнением корпуса, объединенного с хомутом

Разработаны и находятся на стадии внедрения эластомерный аппарат -ЭПА-120, фрикционио-эластомерный — ПМКЭ-110

Поглощающий аппарат класса ТЗ - ЭПА-120 (рис 2) отличается тем, что его

корпус объединен с тяговым хомутом

Поглощающий аппарат ПМКЭ-110 класса Т2 (рис 3), разработан на базе серийного аппарата ПМК-Рис 2 Поглощающий аппарат ЭПА-120 110К_23 Подпорно-возвратные

пружины заменены эластомерным амортизатором (вставкой) (поз 1 рис 3) Применение эластомерной вставки позволяет значительно повысить надежность конструкции при сохранении всех преимуществ гидроамортизатора Эластомерная вставка одновременно выполняет две функции обеспечивает подпорное усилие при ударном сжатии и востанавливает фрикционную часть после удара Повышенная жесткость подпора позволила значительно уменьшить управляющий угол клиновой системы, что в сочетании с демпфирующими свойствами эластомерной вставки стабилизировало процессы трения при ударном сжатии В результате были фактически ликвидированы скачки и срывы на силовых характеристиках При разработке математических моделей пружинно-фрищионных и полимерно-фрикционных амортизаторов удара поглощающий аппарат рассматривался как безинерционное усилительное звено, в котором связь между входом (силой сжатия аппарата Р) и выходом (силой сжатия пружин подпора Рпр) устанавливается мгновенно с помощью соотношения Р = у/ Рпр, где у/ - коэффициент передачи, в данном случае - это коэффициент усиления Силовая характеристика Р (х, V) устанавливает однозначную связь силы сжатия аппарата со сжатием х и скоростью сжатия V Приведена модель полимерного амортиза-

Рис 3 Поглощающий аппарат ПМКЭ-110

тора, описывающая силу сопротивления динамическому сжатию на этапе нагрузки

О)

P(x,v) = [i-l^L]Pcm+cvp,

Pen, (х) =с„ (X + Хо) + ßl (х + Х0/+ ß 2 (х+ хо/ ,

(2)

где - с„, ßi, ß 2, т]ст, /и определяются идентификацией по экспериментальным данным

Математические модели эластомерных и фрикционно-эластомерных поглощающих аппаратов рассмотрены на примере эластомерного амортизатора ЭПА-120 и фрикционно-эластомерного ПМКЭ-110 Приведена двухмассовая расчетная схема модели вагона и дифференциальные уравнения динамического процесса На расчетной схеме (рис 4) эластомерный аппарат представлен в а у. j. виде гидроцилиндра с поршнем и

' * ' штоком, делящим полость гидро-

цилиндра на камеру сжатия Vc и камеру расширения VP Камера постоянного объема V, сообщается с камерой сжатия дроссельным отверстием fCi, а камера сжатия с камерой расширения - кольцевым зазором а0 В камерах Vc, Ур и V, возникают давления соответственно qc, Цр и qi Система дифференциальных уравнений (3), описывает удар вагона массой тв в неподвижный недеформи-руемый упор

Рис 4 Расчетная схема соударения

{xB-xp,vB-vp) = 0,

Мв хв + Рв Мр хр-Рв(хв-xp,vB~vp)+PA (xp,vp) = 0, Рд~ЧС {хр~хтах) ао{хр~хтах)'

(дс+Хр sc), (Qp-xp sp),

dqc E0+aqc

dt VC0~xP sc

dqp Eg + a qp

dt Vp0+Xp Sp

dq} dt Eg+a g] v,

II

QP- -QCP,

Qr QC1

(3)

Математическая модель эластомерно-фрикционного поглощающего аппарата строится на основе математических моделей фрикционного поглощающего аппарата и эластомерного

Для уточнения параметров математических моделей проводилась их идентификация по результатам экспериментальных исследований

Комплекс экспериментальных исследований поглощающих аппаратов ПМКП-110, ПМКЭ-110 и ЭПА-120, включал статические, динамические стендовые и ударные испытания на натурных вагонах Приведены силовые характеристики, полученные при ударных испытаниях на стенде-горке БСЗ-БГТУ и при помощи компьютерного моделирования в ПК «Train» с использованием уточненных математических моделей Для аппарата ПМКП-110 погрешность по максимальной силе может составлять около 10%, погрешность по ходу аппарата - 1-3% Для аппарата ПМКЭ-110 различие хода в эксперименте и расчете составляет 3-5%, различие по максимальной силе может достигать 10% Различие по максимальной силе для поглощающего аппарата ЭПА-120 может составлять 5-8%, погрешность по ходу аппарата 1-3%

Третья глава посвящена методике имитационного моделирования условий эксплуатации вагонов Рассматривался пуск поезда в ход и различные виды торможения регулировочное (РТ), полное служебное (ПСТ) и экстренное (ЭТ) Описан ПК «Train», который базируется на математических моделях, с помощью которых можно описать продольную динамику компонентов, образующих систему «поезд» Модель поезда (рис 5) представляет собой сочетание твердых тел и упругих элементов, которое позволяет описать процесс движения поезда в виде системы дифференциальных уравнений, моделирует тормозное оборудование подвижного состава, а также описывает работу различных поглощающих аппаратов Представлены математические модели вагонов и локомотивов и их параметры, подробные расчетные схемы соударения вагонов, схемы маневровой операции (удар в группу сцепленых) Рассмотрена ситуация, при

X, *3 XS х2, I ХЪ

Рлг

-1 т, wL> >"з Wi > т, wQf т7 W

З »

F. Р„,

Ръ

Ш^ШШПЮМйшШш

Рис 5 Расчетная схема поезда

1Ш

которой соседние вагоны оборудованы различными типами поглощающих аппаратов, что приводит к необходимости разделения характеристик амортизаторов - между ними вводится промежуточная масса Проведено исследование по идентификации промежуточной массы для моделирования маневровых операций рекомендуется величина массы 1-2 т, для поездных режимов 8 т

В расчетной схеме поезда использованы как одномассовые модели вагона, так и упруговязкие двухмассовые, математически описаны действующие на вагоны внешние силы Вагоны оборудованы воздухораспределителями № 483, рассчитаны его параметры Описаны силы сопротивления движению и трога-нию и приведены данные, необходимые для вычисления этих сил

На основании статистических данных по распределению скоростей и масс вагонов и сцепов сформированы основные расчетные ситуации

Обобщив данные ОАО «РЖД», отражающие структуру перевозимых грузов, массу различных типов вагонов и их загруженность, получено статистическое распределение масс вагонов, представленное в табл 1

Табл 1 Статистические распределения масс грузовых вагонов

Масса, т 20-40 40-60 60-80 80-100 >100

Частость 0,405 0,038 0,098 0,456 0,007

Сдвиг распределения в сторону больших масс обусловчен появлением новых типов вагонов с повышенной грузоподъемностью Доля вагонов малой массы увеличилась, что связано с увеличением доли порожнего пробега в отличие от данных периода СССР Уменьшилась доля вагонов массой от 40 до 80 т Адекватность полученного статистического распределения масс грузовых вагонов подтверждается соответствием средней статической нагрузки на вагон с данными ОАО «РЖД»

Четвертая глава посвящена сравнительной оценке влияния современных поглощающих аппаратов на продольную динамику поезда Рассмотрены режимы маневровые соударения, пуск в ход и различные виды торможения РТ, ПСТ и ЭТ Схемы расчетных ситуаций сформированы на основании статистических данных, изложенных в третьей главе варьировались массы вагонов, скорости соударения и движения, массы составов, амортизаторы удара и зазоры в автосцепных устройствах

Проведено сравнение продольных сил действующих на вагон в однородных и неоднородных поездах Однородные поезда характерны для направлений, по которым регулярно перевозятся сыпучие или наливные грузы, однако часть составов неоднородна из-за различной степени загрузки и номинальной грузоподъемности вагонов, различных типов перевозимых грузов, оборудования разными типами поглощающих аппаратов Сравнение продольных сил, возникающих в составе, сформированном случайным образом, и однородном составе такой же массы (2700 и 5600 т) проводилось на примере пуска в ход и ЭТ с различных скоростей Неоднородный поезд был сформирован на основании статистических распределений масс вагонов Вагоны распределены по составу равномерно и оборудованы на 20% аппаратами типа ПМК-110 и 80% - Ш-2-В Для режима пуска поезда в ход моделировался осаженный состав, для ЭТ -растянутый Установлено, что общий уровень продольных сил для неоднородного поезда возрастает Для состава массой 2700 т при пуске поезда увеличение растягивающих сил составило 5-10%, при торможении 5-17%, хотя имеет место снижение сил на вагонах, оборудованных аппаратом ПМК-110 Для состава массой 5600 т подобного снижения не наблюдается, общий уровень сил в неоднородном поезде возрос на 10-20% На основании полученных результатов было сделано заключение для оценки влияния работы поглощающих аппаратов на динамику поезда целесообразно рассматривать однородные составы, а

p. мн

l.o

0,9 0,8 0,7 0,6

0,5

Г ...-"""*

// '~~ - - --- —----- --.

1 -■ / ~ — у

•у

12

54

45

56 .

для определения нагружённости вагона продольными силами рассматривать короткие н средние составы случайными, а тяжеловесные - однородными.

Приведены графики распределения продольных сил для различных ситуации. В короткий однородных составах при пуске меньшие силы возникают, когда вагоны оснащены поглощающими аппаратами ПМК-110. Это связано с тем, что у данного амортизатора мала сила начальной затяжки и энергоемкость выше, чем у остальных серийных аппаратов класса ТО. Остальные аппараты являются более жесткими и, следовательно, возникающие продольные усилия выше. Наибольший уровень сил отмечен в составе, оснащенном аппаратами Ш-

2-В. В однородных составах массой 5600 т (рис. 6) такого явления не наблюдается. Наименьшие продольные силы возникают в поезде, оснащенном поглощающими аппаратами ПМКЭ-! 10, ГП-120А и ЭПА-120. В составе с аппаратами Ш-2-В усилия наибольшие. Снижение уровня сил при использовании перспективных поглощающих аппаратов может достигать 25%. При пуске однородных поездов наблюдается снижение продольных сил на 20-25% сечениях, где устанавливались перспективные поглощающие аппараты (рис. 7), также увеличиваются силы на соседних вагонгх до 4% (для аппаратов ЭПЛ-120 и ПМКЭ-1 ¡0). Это обусловлено большим усилием начальной затяжки, чем у серийных аппаратов класса ТО.

При торможении однородных составов массой 2700 т наибольшие сжимающие

усилия возникают в составе, оснащенном аппаратами Ш-2-В, а наименьшие усилия дает аппарат ПМКЭ-1 10, ГП-120А и ЭПА-120. За счет применения

Рис. 6 Распределение максимальных растягивающих сил при пуске однородного сжатого состава (5600 т), вагоны которого оборудованы

аппаратами:-'-'* -Ш-2-В. — - ПМК-110; -■■-■■ - - ПМКП-110;

----- ПМКЭ-110:...... - ГП-120Л:

-ЭПЛ-120

Р. МН

о.й

0,5

пг / ) Т~1 1

23

&Q 'у: >■>

Рис. 7 Распределение максимальных растягивающих сил при пускс неоднородного сжатого состава (5600 г), вагоны 12. 31, 51 оборудованы аппаратами: -■■—■- - ПМШ-110; -----ПМКЭ-110; _ -ЭПА-120

перспективны»; поглощающих аппаратов Снижение продольных нагрузок на вагоне может достигать 35% . В поездах массой 5600 т при торможении наибольшие силы наблюдаются в составах, оснащенных аппаратами Ш-2-В (рис. 8). Значения продольных сил в составах, оборудованных аппаратами ПМКЭ-110, ГП-120А и ЭПА-120 различаются на 5-7%. Снижение уровня сил при применении перспективных амортизаторов удара достигает 25-35%. При торможении поездов включение в состав отдельных вагонов, оборудованных

перспективными аппаратами.

р.

мн

{

-0,15. -0,30 -0.45 -0,60 -0,75 -0.90 -1,05 -¡,30

16

2-1 32

40 48

Х$ вагона 56

j

V— т 41 \ u Vjy- s л Ж - ■ '! \ )

--

Рис 8 Распределение максимальных сжимающих

сил при экстренном торможении (начальная скорость 22,5 км/ч) растянутого состава (5600 т), ьсе вагоны которого оборудованы аппаратами: -Ш-2-В. -— -ПМК-110:

-■■-■■- - ПМКП-110:-----ПМКЭ-110:

...... -ГП-120А: -ЭПЛ-120

П.

мн о

-О, ¡5 -0,30 -0,45 -0,60 -0,75 -0,90 -1,05

-Up

40 4S

Л° вагона _г

\

НГч

lJ

Рис. 9 Распределение максимальных сжимающих сил при экстренной торможении (начальная скорость 22.5 км/ч) растянутого состава (5600 т), Вагоны 12,31,51 которого оборудованы аппаратами: - ПМЬСИ-110; .....ИМКЭ-110, -ЭПА-120

не меняет распределения продольных усилий (рис, 9),

Представляет интерес

оценка при переходных режимах движения тяжеловесных и длипносоставных поездов. При неблагопрингных условиях продольные усилия могут привести к значительному ущербу подвижного состава и перевозимых грузов. Рассмотрены режимы пуска в ход и Э'Г для однородных тяжеловесных составов массой 10000 т (ПО вагонов), приведены распределения продольных сил, В однородных составах массой 10000 т, так же, как и в поездах массой 5600 т при пуске, наименьшие продольные силы возникают в поезде, оснащенном поглощающими аппаратами ПМКЭ-МО и ЭПА-120. В составе с аппаратами Ш-2-В усилия наибольшие. Снижение уровня сил при использовании перспективных поглощающих аппаратов может составлять до 30%, 11ри пуске однородных поездов также наблюдается Снижение продольных сил на 20-30% в сечениях, где установлены перспективные поглощающие аппараты. На

соседних вагонах силы увеличиваются на 3-5%.

При торможении однородных растянутых составов массой 10000 т (рис. 10}

наименьшие сжимающие усилия возникают в экипажах, оснащенных аппаратам и ЭПЛ-! 20 и ПМКЭ-1 10. Снижение уровня сия может достигать 25-35%. Включение в состав отдельных вагонов, оборудованных перспективными аппаратами, при торможении ие сказывается на общей картине возникающих сил.

Изучены силовые характеристики перспективных поглощающих аппаратов при переходных режимах движения поезда. Для сравнительной оценки работы аппаратов в поездных условиях приведены силовые характеристики перспективных поглощающих аппаратов и характеристики наиболее распространенного серийного поглощающего аппарата Ш-2-В для режима - пуск однородного поезда массой 2700 т. Все вагоны оборудованы серийными аппаратами, 9, 19 и 27 - перспективными. Применение перспективных поглощающих аппаратов приводит к снижению продольной нагруженно-сти на вагоне в коротких поездах; увеличивается количество поглощенной энергии за режим (Ш-2-В - 2,7 кДж, ПМКП-110 - 9,8 кДж, ПМКЭ-1 10-9,3 кДж и ЭПА-120 - 8.8 кДж). Это приводит к меньшей повреждаемости вагона. Для режима ПСТ применение перспективных аппаратов также увеличивает количество поглощенной энергии за режим эксплуатации (Ш-2-В - 4,2 кДж, ПМКП-110 - 11,9 кДж, ПМКЭ-1Ю - 20,7 кДж и ЭПА-120 - 9,1 кДж). Это связано с увеличением хода поглощающего аппарата.

Расчет надежности и долговечности элементов вагона, определение оптимальных параметров амортизаторов удара и решение ряда других задач требуют знания статистических распределений продольных сил, действующих на подвижной состав через автосцепку. Особенно актуальной эта проблема стала в последние годы, когда в эксплуатации появились новые поглощающие аппараты, Рассчитаны статистические распределения нагрузок, действующих на вагон в эксплуатации, при различных поглощающих аппаратах, при помощи описанной выше методики имитационного моделирования и статистических данных об условиях эксплуатации.

Р.

Л^ ва.ючй

V к

Ч ( а

___ / '/ / -/

/ 7/ 5 /V

■I

О

-0,50

-1,00

-1,50

-2.00 -2.50

Рис. 10 Распределение максимальных сжимающих

сил при экстренной торможении (начальная скорость 22.5 км/чI растянутого состава (10000 т), все вагоны которого оборудованы аппаратами: -■-■. -Ш-2-В; — -ПМ1С-П0;

------- - ПМКГМ 10;.....ПМКЭ-110;

- ЭПЛ-¡20

В ходе математического моделирования регистрировались экстремумы сил за режим (сжимающие и растягивающие) Для маневровых операций в качестве основной расчетной ситуации принято соударение одиночных вагонов Полученные статистические распределения экстремумов сил для различных поглощающих аппаратов приведены на рис 11 Аппараты ПМКП-110, ПМКЭ-110 и ЭПА-120 эффективнее работают при маневровых соударениях по сравнению с серийными, большая часть возникших сил попала в интервалы 0,4 - 1,2 МН

□ Ш-2-В ППМК-1Ю ППМКП-ИО ВПМКЭ-110 И ЭПА-120

Рис 11 Статистическое распределение экстремумов сил сжатия при маневровых

операциях

При построении спектров сил для переходных режимов движения поезда учитывались режимы пуска в ход и различных видов торможения с учетом их вероятности при различных массах поездов В задачах пуска поезда в ход рассматриваются осаженные составы Короткие (2700 т ) и средние (5600 т) составы сформированы случайным образом, с использованием статистических распределений Тяжеловесные составы (6400 и 8000 т) - однородные, т е состоят из вагонов массой 80 т Вагоны оснащались аппаратами ПМК-110 -20%, Ш-2-В - 80% Продольные силы фиксировались в 4 сечениях поезда Построены статистические распределения для каждого из режимов С учетом количества нагружений вагона в год полученные данные для каждого режима были объединены, чтобы построить статистические распределения глобальных экстремумов для всех режимов

Полученные результаты расчетов статистических распрецелений использованы для расчета показателей эффективности работы поглощающих аппаратов обобщенный критерий эффективности амортизатора удара грузового вагона определялся

^0(

уст

' ^\>ст Уп в ^п в

х рт'п,

У

1 = 1 1

I

«в

к = 1

(4)

(5)

(6)

где - Зуст , У„„ - составляющие обобщенного критерия, относящиеся к различным видам отказов, Зуст - условная усталостная повреждаемость вагона, п, -число нагружений продольными силами Р„ т' - параметр кривой усталости, ./„,, - условная повреждаемость вагона от единичных перегрузок, я* - число нагружений вагона силой Рк, Рп — пороговая сила удара, превышение которой приводит к смещению груза, сг0 - единичная функция Хевисайда, упв - весовой коэффициент

Расчет выполнен по подробному спектру статистических распределений В табл 2 приведены расчетные показатели эффективности работы (4, 5, 6) различных поглощающих аппаратов для всех режимов эксплуатации Наилучшие показатели обеспечивают аппараты ЭПА-120 и ПМКЭ-110, применение их снижает величины продольных сил и вероятность параметрического отказа

Тип поглощающего аппарата Вероятность параметрического отказа {Р > 2,5 МН) Критерии, уел ед

^об ^уст ПС

Ш-1-ТМ 0,0095 11,0266 8,4820 0,0084

Ш-2-В 0,0021 10,8769 8,3668 0,0087

ПМК-110 0,0016 9,5447 7,3421 0,0076

ПМКП-110 0,0009 5,5709 4,2853 0,0040

ПМКЭ-110 0,0005 2,1972 1,6901 0,0017

ЭПА-120 0,0004 1,3211 1,0163 0,0008

Оценено влияние параметров поглощающих аппаратов на продольную динамику поезда и отдельных вагонов Так, отраслевым стандартом нормируется начальная сила статического сжатия (начальная затяжка) поглощающих аппаратов - предусмотрено значение начальной силы в пределах 0,1 -0,4 МН Обоснованный выбор того или иного значения этого показателя должен учитывать весь комплекс условий эксплуатации вагона Исследовано влияние начальной затяжки на продольные силы для различных режимов эксплуатации грузового вагона, оснащенного эластомерным поглощающим аппаратом ЭПА-120 Величина начальной затяжки аппарата легко регулируется изменением начального давления в рабочих камерах Для исследования влияния начальной затяжки была использована методика имитационного моделирования нагруженности вагона продольными силами, включающая моделирование маневровых операций, переходных режимов движения поезда для различных типов вагонов, поглощающих аппаратов и перевозимых грузов Применялись уточненные

математические модели аппарата ЭПА-120 (3), грузовых вагонов и поездов Результаты расчетов критериев эффективности приведены в табл 3 Минимальное значение критерия Jo5, а, следовательно, и минимальная продольная нагруженность соответствует начальной затяжке 0,2 МН

Для аппарата ЭПА-120 оптимальное значение начальной затяжки должно находиться в пределах от 0,1 до 0,2 МН - большие значения соответствуют маневровым соударениям, а меньшие - поездным режимам Следует также отметить, что пониженный уровень продольных сил в поезде за счет уменьшения начальной затяжки поглощающего аппарата наряду с положительным эффектом приводит к интенсивному износу деталей автосцепного устройства -это также обуславливает необходимость сохранения начальной затяжки на уровне 0,2 МН

Табл 3 Результаты расчетов продольной нагруженности

Начальная затяжка аппарата ЭПА-120, МН Критерии, уел ед

Jo6 Jvcm Jп в

0,1 1,668 0,660 0,00015

0,2 1,092 0,840 0,00004

0,4 1,294 1,294 0

Другим важным параметром амортизатора удара является коэффициент диссипации Для исследования влияния необратимого поглощения энергии на продольную нагруженность вагона использовалась математическая модель полимерного поглощающего аппарата (1, 2) Изменение диссипации в таком аппарате достигается за счет выбора материала упругих элементов Исходя из полученных результатов, оптимальное значение коэффициента диссипации по условию минимума усталостной повреждаемости вагона для маневровых соударений - г}=0,4 Следует также отметить, что изменение коэффициента необратимого поглощения энергии в пределах 77=0,4-0,8 приводит к незначительному изменению усталостной повреждаемости вагона в пределах 4,8-6,6%

Продольные нагрузки, действующие на вагоны в поезде, как правило, меньше, чем при соударениях на маневрах и на сортировочных горках, тем не менее, значительное число таких нагрузок, многообразие способов нагружения обуславливает постоянное внимание к этому виду эксплуатации вагона В расчетные случаи были включены пуск поезда и ПСТ Моделировались неоднородные поезда массой 5600 т Все вагоны поезда оборудовались исследуемыми полимерными аппаратами с одинаковым коэффициентом диссипации С учетом повторяемости различных режимов эксплуатации и того, что коэффициент необратимого поглощения энергии незначительно влияет на изменение усталостной повреждаемости вагона (для маневровых соударений) оптимальным (по условию минимума усталостной повреждаемости вагона) коэффициентом необратимого поглощения энергии амортизатора удара следует считать ;7=0,6-0,7 (табл 4) Изменение коэффициента необратимого поглощения энергии, отличного от оптимального, приводит к увеличению усталостной повреждаемости вагона до 46,1 %

Табл 4 Критерии усталостной повреждаемости при различных коэффициентах диссипации ___

Ц 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,0

Л™, уел ед 2,6485 2,0781 1,8258 1,8128 2,0391 2,6485

ВЫВОДЫ

В результате проведенных исследований решена актуальная научная задача снижения продольных динамических нагрузок, действующих на вагоны в эксплуатации

В ходе выполнения работы получены следующие результаты

1 Разработаны уточненные математические модели современных амортизаторов удара (ПМКП-110, ПМКЭ-110, ЭПА-120) С целью идентификации математических моделей проведены динамические ударные испытания исследуемых амортизаторов удара (ПМКП-110, ПМКЭ-110 и ЭПА-120) и получены их экспериментальные характеристики Проведена комплексная проверка их адекватности модель амортизатора ПМКП-110 дает погрешность по максимальной силе до 10%, погрешность по ходу аппарата - 1-3%, модель амортизатора ПМКЭ-110 погрешность по силе до 10%, по ходу - 3-5%, модель амортизатора ЭПА-120 погрешность по силе до 5-8%, погрешность по ходу аппарата 13%

2 Разработана уточненная методика имитационного моделирования на-груженности вагона при маневровых ситуациях и переходных режимах движения поезда

3 Обобщением данных ОАО «РЖД», получено статистическое распределение масс вагонов отражающие структуру перевозимых грузов, массу различных типов вагонов и их загруженность На основании статистических характеристик распределений масс вагонов, скоростей соударения и движения, масс составов сформированы основные расчетные ситуации продольной динамики вагона и поезда

4 С использованием имитационного моделирования выполнено сравнение продольных сил в однородных и неоднородных поездах Увеличение сил в неоднородных поездах составляет 5-17%

5 Определено, что для оценки влияния работы поглощающих аппаратов на динамику поезда целесообразно рассматривать однородные составы, а для определения нагруженности вагона продольными силами рассматривать короткие и средние составы случайными, а тяжеловесные - однородными

6 Исследована продольная динамика поезда для различных режимов пуска поезда в ход и торможений В составе с серийными аппаратами Ш-2-В усилия наибольшие Снижение уровня сил при использовании перспективных поглощающих аппаратов может достигать 35% При пуске однородных поездов наблюдается снижение продольных сил на 20-25% в сечениях, где устанавливались перспективные поглощающие аппараты, также присутствует увеличение сил на соседних вагонах до 4% (для аппаратов ЭПА-120 и ПМКЭ-110), что

обусловлено большим усилием начальной затяжки, чем у серийных аппаратов класса ТО Для случая торможения поезда включение в состав отдельных вагонов, оборудованных перспективными аппаратами, не меняет распределения продольных усилий

7 Исследована продольная динамика при движении тяжеловесных поездов В однородных тяжеловесных поездах наименьшие продольные силы возникают в поезде, оснащенном поглощающими аппаратами ПМКЭ-110 и ЭПА-120 В составе с аппаратами Ш-2-В усилия наибольшие Снижение уровня сил при использовании перспективных поглощающих аппаратов может составлять 30% При пуске также наблюдается снижение продольных сил на 20-30%, в сечениях, где установлены перспективные поглощающие аппараты при этом на соседних вагонах наблюдается увеличение силы до 4% При торможении тяжеловесных составов наименьшие сжимающие усилия возникают в экипажах, оснащенных аппаратами ЭПА-120 и ПМКЭ-110 Снижение уровня сил может достигать 25-35% Включение в состав отдельных ваюнов, оборудованных перспективными аппаратами, не сказывается на общей картине сил, возникающих при торможении

8 Проведена сравнительная оценка нагруженности вагона в эксплуатации Получены статистические распределения экстремумов сил для различных поглощающих аппаратов при различных режимах Аппараты ПМКП-110, ПМКЭ-110 и ЭПА-120 эффективнее работают при маневровых соударениях по сравнению с серийными, большая часть возникших сил попадает в интервалы 0,4-1,2 МН С учетом количества нагружений вагона в год для каждого режима построено статистическое распределение глобальных экстремумов для всех маневровых и поездных режимов

9 Определены показатели эффективности работы поглощающих аппаратов J as, J уст, Jп в и вероятность параметрического отказа По сравнению с серийными аппаратами класса ТО современные амортизаторы эффективнее по обобщенному критерию ПМКП-110 - в 2 раза, ПМКЭ-110 - в 5 раз и ЭПА-120 - в 10 раз Вероятность параметрического отказа у современных амортизаторов ниже ПМКП-110 - в 11 раза, ПМКЭ-110 - в 18 раз и ЭПА-120 - в 25 раз

10 Исследовано влияние начальной силы статического сжатия (начальной затяжки) на продольные силы для различных режимов эксплуатации грузового вагона, оснащенного эластомерным поглощающим аппаратом ЭПА-120 Минимальное значение критерия J„e, а, следовательно, и минимальная продольная нагруженность соответствует начальной затяжке 0,2 МН

11 Исследовано влияние коэффициента необратимого поглощения энергии (диссипации) амортизатора удара на продольную нагруженность вагона С учетом повторяемости различных режимов эксплуатации оптимальным (по условию минимума усталостной повреждаемости вагона) коэффициентом необратимого поглощения энергии амортизатора удара следует считать rj=0,6-0,7 Изменение коэффициента необратимого поглощения энергии, отличного от

оптимального, приводит к увеличению усталостной повреждаемости вагона в 1,4 раза

12 Результаты проведенных исследований рекомендуется учитывать при корректировке требований к современным поглощающим аппаратам автосцепки подвижного состава и норм расчета вагонов

13 Разработанные математические модели и методика имитационного моделирования продольной динамики вагона и поезда могут быть использованы при решении подобных задач динамики других транспортных машин

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1 Гуров, A M Расчетная оценка эффективности работы поглощающего аппарата автосцепки ПМКЭ-110 [Текст] / A M Гуров // Тезисы докладов IV Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки», - Нижний Новгород, 26-27 мая 2005 г НГТУ, 2005 - С 86

2 Гуров, A M Исследование переходных режимов движения длинно-составных поездов, вагоны которых оборудованы перспективными поглощающими аппаратами [Текст] / Гуров A M , Болдырев А П, Фатьков Э А // Проблемы и перспективы развития вагоностроения Материалы II междунар науч -практ конф - г Брянск, 6-7 дек 2005 г под ред В В Кобищанова - Брянск БГТУ, 2005 С 30-33

3 Гуров, A M Сравнительный расчет показателей поглощающих аппаратов автосцепки [Текст] / A M Гуров // Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта Тезисы LXVI Международной научно-практической конференции - Д ДИИТ, 2006 С 24

4 Гуров, A M Расчетная оценка эффективности работы перспективных поглощающих аппаратов автосцепки [Текст] / A M Гуров // Вестник Брянского государственного технического университета №1, - Брянск 2006 С 20-26

5 Гуров, A M К оценке энергетической нагруженности поглощающих аппаратов автосцепки в условиях реальной эксплуатации грузового вагона [Текст] / Кеглин Б Г , Болдырев А П , Гуров А М, Фатьков Э А , Абрашин А В // Вестник восточно-украинского национального университета имени Владимира Даля №8 (102) 2006 С 75-78

6 Гуров, A M Аспекты инновационного развития высокоэффективных поглощающих аппаратов автосцепки на железнодорожном транспорте [Текст] / Болдырев А П , Гуров A M , Кеглин Б Г // Территории развития образование, наука и инновации тез докл Всерос конф под ред О А Горленко, В И Попкова - Брянск БГТУ, 2006 С 65-66

7 Гуров, A M Оценка статистического распределения масс грузовых вагонов железных дорог России [Текст] / Болдырев А П , Гуров A M , Фатьков Э А // Проблемы и перспективы развития вагоностроения Материалы науч

практ конф (21-22 дек, 2006 г, г Брянск) /Под ред В В Кобищанова -Брянск БГТУ, 2006 С 16-18

8 Гуров, А М Исследование работы гидрополимерного поглощающего аппарата автосцепки грузового вагона [Текст] / Болдырев А П, Абель Ю В , Гуров А М // Проблемы и перспективы развития вагоностроения Материалы науч практ конф (21-22 дек , 2006 г , г Брянск)/Под ред В В Кобищанова -Брянск БГТУ, 2006 С 13-15

9 Гуров, А М Оценка энергетической нагруженности фрикционно-эластомерного поглощающего аппарата автосцепки в условиях эксплуатации [Текст] / Гуров АМ, Фатьков ЭА // Сборник трудов IV Межрег науч -тех конф студентов и аспирантов В 3 т Т 1 2007 С 40-43

10 Гуров, А М Характеристики перспективных поглощающих аппаратов при переходных режимах движения поезда [Текст] / Болдырев А П, Гуров А М , Фатьков Э А // Железнодорожный транспорт №1, 2007 С 40-42

11 Гуров, А М Экспериментальные исследования гидрополимерного поглощающего аппарата автосцепки ГП-120 [Текст] / Кеглин Б Г , Болдырев А П, Гуров А М // Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта Тезисы докладов 67 Международной научно-практической конференции -Д ДИИТ, 2007 С 16-17

12 Гуров, АМ Статистическое распределение масс грузовых вагонов [Текст] / Болдырев А П , Гуров А М , Фатьков Э А // Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта Тезисы докладов 67 Международной научно-практической конференции — Д ДИИТ, 2007 С 17-18

13 Гуров, АМ Исследование работы авторегулируемой клапанной системы гидро-полимерного поглощающего аппарата [Текст] / Гуров А М , Симо-нишин А А , Абель Ю В // Молодые ученые Сибири Материалы Всероссийской молодежной научно-практической конференции - Улан-Удэ Изд-во ВСГТУ, 2007 С 111

14 Гуров, АМ Сравнительная оценка показателей поглощающих аппаратов автосцепки [Текст] / Гуров А М, Полыциков В В // Молодые ученые Сибири Материалы Всероссийской молодежной научно-практической конференции -Улан-Удэ Изд-во ВСГТУ, 2007, с 138-139

15 Гуров, А М Влияние начальной затяжки эластомерного поглощающего аппарата автосцепки на продольную нагруженность вагона [Текст] / Болдырев А П, Гуров А М, ФатьковЭА //Вестник ВНИИЖТ № 3, 2007 С 3740

16 Гуров, АМ Методы повышения ударозащиты грузовых вагонов подвижного состава железных дорог [Текст] / Кеглин Б Г, Болдырев А П, Гуров А М // Актуальные проблемы динамики и прочности материалов и конструкций модели, методы, решения материалы международной научно-технической конференции - Орел ОрелГТУ, 2007 С 272-273

17 Гуров, А М Характеристики перспективных поглощающих аппаратов в поездных условиях эксплуатации [Текст] / Болдырев А П, Гуров А М, Фатьков Э А // Вестник днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта имени академика В Лазаряна №15-Д 2007 С 146-153

18 Гуров, А М Исследование работы гидрополимерного поглощающего аппарата автосцепки [Текст] / Болдырев А П, Абель ЮВ, Гуров А М // Тяжелое машиностроение №9, 2007 С 26-28

Подписано к печати 13 сентября 2007 г Тираж 100 экз Объем 1 п л Заказ № 630

Отпечатано на полиграфической базе Брянского государственного технического университета Адрес 241035, г Брянск, бульвар 50-летия Октября, 7

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Состояние вопроса, обзор современных исследований в области продольной динамики.

1.2 Цель и задачи исследования.

2 ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СОВРЕМЕННЫХ АМОРТИЗАТОРОВ УДАРА И

ИХ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ.

2.1 Основные типы современных амортизаторов удара.

2.1.1 Пружинно-фрикционные амортизаторов удара.

2.1.2 Полимерно-фрикционные амортизаторов удара.

2.1.3 Гидравлические и гидрополимерные амортизаторов удара.

2Л .4 Эластомерные и эластомерно-фрикционные амортизаторов удара.

2.2 Математические модели амортизаторов удара.

2.2.1 Математические модели пружинно-фрикционных амортизаторов удара.

2.2.2 Математические модели фрикционно-полимерных амортизаторов удара.

2.2.3 Математические модели гидрополимерных амортизаторов удара.

2.2.4 Математические модели эластомерных и фрикционно-эластомерных амортизаторов удара.

2.3 Экспериментальные исследования амортизаторов удара.

2.3.1 Статические испытания.

2.3.2 Динамические испытания.

2.4 Результаты идентификации математических моделей амортизаторов уда

2.5 Выводы.

3 МЕТОДИКА ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВАГОНОВ.

3.1 Математические модели вагонов и локомотивов.

3.2 Расчетные схемы соударения вагонов.

3.3 Моделирование поездных режимов.

3.4 Статистические данные по распределению скоростей и масс вагонов.

3.5 Расчетная оценка показателей работы амортизаторов удара.

3.6 Выводы.

4 СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СОВРЕМЕННЫХ АМОРТИЗАТОРОВ УДАРА НА ПРОДОЛЬНУЮ ДИНАМИКУ ПОЕЗДА.

4.1 Сравнение продольных сил в однородных и неоднородных поездах.

4.2 Исследование продольной динамики поезда для режима пуска в

4.3 Исследование продольной динамики поезда для режима торможения.

4.4 Исследование продольной динамики при движении тяжеловесных поездов.

4.5 Исследование силовых характеристик перспективных амортизаторов удара при переходных режимах движения поезда.

4.6 Оценка нагруженности вагона в эксплуатации.

4.7 Исследование влияния параметров силовой характеристики амортизатора удара на продольную динамику поезда.

4.7.1 Влияние силы начального статического сжатия эластомерного амортизатора удара на продольную нагруженность вагона.

4.7.2 Влияние коэффициента необратимого поглощения энергии (диссипации) полимерного амортизатора удара на продольную нагруженность вагона.

4.8 Выводы.

ВЫВОДЫ.

В транспортной системе России железные дороги занимают ведущие место [44, 152]. Около 80% грузооборота (без учета трубопроводного) выполняются железнодорожным транспортом. На данный момент на российских железных дорогах эксплуатируются 820 тыс. грузовых вагонов, принадлежащих ОАО «РЖД» и российским операторским компаниям. Средний возраст основных типов вагонов (на 01.01.2004 г.) составляет 20 лет и более. 100 тыс. ед. выработали назначенный срок службы.

С 2000 г. начали заметно увеличиваться объемы перевозок. Это отразилось на увеличении масс вагонов и поездов, увеличении скоростей соударений вагонов при маневровых горочных операциях, что привело к росту продольной нагружен-ности вагона, а, следовательно, к увеличению поступления грузовых вагонов и цистерн в ремонт [101, 107, 139-143]. Практика показывает, что на устранение повреждений, вызванных продольными нагрузками, за срок службы вагона затрачиваются средства, равные его первоначальной стоимости [58]. Также урон причиняется и от повреждения при ударах транспортируемых грузов [142, 143, 154].

Для повышения эффективности и безопасности перевозок железнодорожным транспортом были созданы: Федеральная программа «Разработка и производство в России грузового подвижного состава нового поколения», программа развития грузового вагоностроения в России (2005-2010 годы) и др. [43, 135]. Эти программы направлены на ускоренное внедрение достижений научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте и поддержку отечественной промышленности. Одной из важнейших задач является обеспечение сохранности вагонного парка, решение которой непосредственно влияет на технико-экономические показатели работы железнодорожного транспорта. В постановлении правительства РФ от 29 марта 1994 г. № 253 [135] содержится прямое указание на необходимость разработки перспективных отечественных поглощающих аппаратов, не уступающих мировым стандартам.

Основным элементом конструкции вагона, обеспечивающим защиту от продольных воздействий в эксплуатации вагонов и грузов, является амортизатор удара (поглощающий аппарат автосцепки) [1, 7]. Разработан ОСТ 32.175-2001 «Аппараты поглощающие автосцепного устройства грузовых вагонов и локомотивов. Общие технические требования» [127], в котором изложены требования к амортизаторам и предусмотрено подразделение поглощающих аппаратов по основным показателям на четыре класса: ТО, Tl, Т2, ТЗ. Это привело к созданию новых перспективных амортизаторов удара (класс: Tl, Т2, ТЗ), которыми на данный момент оборудуются все вновь строящиеся вагоны. В России разработкой и производством новых перспективных поглощающих аппаратов различных типов занимаются: ФГУП ВНИИЖТ (г. Москва), ООО «НПП Дипром» (г. Брянск), ООО «Вагонмаш» (г. Железногорск), ОАО «Авиаагрегат» (г. Самара), ФГУП «ПО Уралвагонзавод» (г. Нижний Тагил), ООО «ЛЛМЗ-КАМАХ» (г. Москва).

Большое количество научных исследований, посвященных амортизирующим устройствам старого и нового типа, к сожалению, не отвечает на ряд вопросов, возникающих в связи с применением перспективных амортизаторов удара. Математические модели амортизаторов удара, применяемые при имитационном моделировании режимов эксплуатации вагона, требуют уточнения. Отсутствует сравнительная оценка амортизаторов удара разных классов и их влияния на продольную динамику тяжеловесных поездов. Расчеты продольных усилий в таких поездах особенно актуальны в связи с возрастающим количеством тяжеловесных составов и оборудования их новыми поглощающими аппаратами. ОСТом 32.1752001 [127] регламентированы пределы для показателей силовой характеристики амортизатора удара (усилие начальной затяжки и коэффициент поглощения энергии), но отсутствуют работы по исследованию оптимальных значений этих показателей.

Поэтому работы, направленные на уточнение математических моделей амортизаторов удара по результатам экспериментов, изучение эффективности применения и оценки влияния современных амортизаторов удара на продольную динамику поезда и выбор оптимальных параметров амортизаторов являются актуальными.

выводы

В настоящей работе дана оценка влияния современных амортизаторов удара на продольную динамику вагона и поезда и разработаны рекомендации по повышению эффективности их применения на подвижном составе. Основные результаты, полученные в работе и сформулированные общие выводы:

1 Разработаны уточненные математические модели современных амортизаторов удара (ПМКП-110, ПМКЭ-110, ЭПА-120). С целью идентификации математических моделей проведены динамические ударные испытания исследуемых амортизаторов удара (ПМКП-110, ПМКЭ-110 и ЭПА-120) и получены их экспериментальные характеристики. Проведена комплексная проверка их адекватности: модель амортизатора ПМКП-110 дает погрешность по максимальной силе до 10%, погрешность по ходу аппарата - 1-3%; модель амортизатора ПМКЭ-110 погрешность по силе до 10%, по ходу - 3-5%; модель амортизатора ЭПА-120 погрешность по силе до 5-8%, погрешность по ходу аппарата 1-3%.

2 Разработана уточненная методика имитационного моделирования нагру-женности вагона при маневровых ситуациях и переходных режимах движения поезда.

3 Обобщением данных ОАО «РЖД», получено статистическое распределение масс вагонов отражающие структуру перевозимых грузов, массу различных типов вагонов и их загруженность. На основании статистических характеристик распределений масс вагонов, скоростей соударения и движения, масс составов сформированы основные расчетные ситуации продольной динамики вагона и поезда.

4 С использованием имитационного моделирования выполнено сравнение продольных сил в однородных и неоднородных поездах. Увеличение сил в неоднородных поездах составляет 5-17%.

5 Определено, что для оценки влияния работы поглощающих аппаратов на динамику поезда целесообразно рассматривать однородные составы, а для определения нагруженности вагона продольными силами рассматривать короткие и средние составы случайными, а тяжеловесные - однородными.

6 Исследована продольная динамика поезда для различных режимов пуска поезда в ход и торможений. В составе с серийными аппаратами Ш-2-В усилия наибольшие. Снижение уровня сил при использовании перспективных поглощающих аппаратов может достигать 35%. При пуске однородных поездов наблюдается снижение продольных сил на 20-25% в сечениях, где устанавливались перспективные поглощающие аппараты, также присутствует увеличение сил на соседних вагонах до 4% (для аппаратов ЭПА-120 и ПМКЭ-110), что обусловлено большим усилием начальной затяжки, чем у серийных аппаратов класса ТО. Для случая торможения поезда включение в состав отдельных вагонов, оборудованных перспективными аппаратами, не меняет распределения продольных усилий.

7 Исследована продольная динамика при движении тяжеловесных поездов. В однородных тяжеловесных поездах наименьшие продольные силы возникают в поезде, оснащенном поглощающими аппаратами ПМКЭ-110 и ЭПА-120. В составе с аппаратами Ш-2-В усилия наибольшие. Снижение уровня сил при использовании перспективных поглощающих аппаратов может составлять 30%. При пуске также наблюдается снижение продольных сил на 20-30%, в сечениях, где установлены перспективные поглощающие аппараты при этом на соседних вагонах наблюдается увеличение силы до 4%. При торможении тяжеловесных составов наименьшие сжимающие усилия возникают в экипажах, оснащенных аппаратами ЭПА-120 и ПМКЭ-110. Снижение уровня сил может достигать 25-35%. Включение в состав отдельных вагонов, оборудованных перспективными аппаратами, не сказывается на общей картине сил, возникающих при торможении.

8 Проведена сравнительная оценка нагруженности вагона в эксплуатации. Получены статистические распределения экстремумов сил для различных поглощающих аппаратов при различных режимах. Аппараты ПМКП-110, ПМКЭ-110 и ЭПА-120 эффективнее работают при маневровых соударениях по сравнению с серийными, большая часть возникших сил попадает в интервалы 0,4-1,2 МН. С учетом количества нагружений вагона в год для каждого режима построено статистическое распределение глобальных экстремумов для всех маневровых и поездных режимов.

9 Определены показатели эффективности работы поглощающих аппаратов J об, Jycm, Jn.e и вероятность параметрического отказа. По сравнению с серийными аппаратами класса ТО современные амортизаторы эффективнее по обобщенному критерию: ПМКП-110 - в 2 раза, ПМКЭ-110 - в 5 раз и ЭПА-120 - в 10 раз. Вероятность параметрического отказа у современных амортизаторов ниже: ПМКП-110 - в 11 раза, ПМКЭ-110 - в 18 раз и ЭПА-120 - в 25 раз.

10 Исследовано влияние начальной силы статического сжатия (начальной затяжки) на продольные силы для различных режимов эксплуатации грузового вагона, оснащенного эластомерным поглощающим аппаратом ЭПА-120. Минимальное значение критерия J0e, а, следовательно, и минимальная продольная на-груженность соответствует начальной затяжке 0,2 МН.

11 Исследовано влияние коэффициента необратимого поглощения энергии (диссипации) амортизатора удара на продольную нагруженность вагона. С учетом повторяемости различных режимов эксплуатации оптимальным (по условию минимума усталостной повреждаемости вагона) коэффициентом необратимого поглощения энергии амортизатора удара следует считать 77=0,6-0,7. Изменение коэффициента необратимого поглощения энергии, отличного от оптимального, приводит к увеличению усталостной повреждаемости вагона в 1,4 раза.

12 Результаты проведенных исследований рекомендуется учитывать при корректировке требований к современным поглощающим аппаратам автосцепки подвижного состава и норм расчета вагонов.

13 Разработанные математические модели и методика имитационного моделирования продольной динамики вагона и поезда могут быть использованы при решении подобных задач динамики других транспортных машин.

Сформулирована практическая ценность и реализация результатов работы: - использование разработанных в диссертации математических моделей и расчетных данных позволяет значительно сократить сроки проектирования поглощающих аппаратов за счет снижения объема экспериментальных исследований и количества опытных образцов;

- результаты исследований реализованы при подготовки конструкторской документации на внедряемые поглощающие аппараты: ПМКП-110, ПМКЭ-110 и ГП-120;

- уточнены статистические распределению масс вагонов и распределения продольных сил, действующих на грузовой вагон в эксплуатации;

- материалы диссертации легли в основу исследований по государственным контрактам № 2316р/4695, № 2891р/4695 и № 4361р/6551, заключенным при участии автора с Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, а так же использовались в НИОКР с рядом промышленных предприятий: ЗАО «Управляющая компания «Брянский машиностроительный завод», ООО «Промышленная компания «Бежицкий сталелитейный завод», ЗАО «Термотрон-завод»;

- результаты исследований могут быть использованы при расчетах спектров продольных сил, а также при оценке энергетической нагруженности современных амортизаторов удара.

1. Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава / Коломийченко В.В., Костина Н.А., Прохоренков В.Д. и др. - М.: Транспорт, 1991. - 232 с.

2. Автосцепные устройства подвижного состава железных дорог / Коломийченко В.В., Беляев В.И., Феоктистов И.Б. и др. М.: Транспорт, 2002. -230 с.

3. Астахов П.Н., Гребенюк П.Т., Скворцов А.И. Справочник по тяговым расчетам. М.: Транспорт, 1973. - 116 с.

4. Бахвалов Н.С. Численные методы. М.: Наука, 1975. - 621 с.

5. Бачурин Н.С., Горячев С.А. Статистическая оптимизации эластомерного поглощающего аппарата автосцепки // Железнодорожный транспорт сегодня и завтра: Тез. докл. науч.-техн. конф. -УрГАПС Екатеринбург, 1998. - с. 17-18.

6. И. Битюцкий А. А. Специализированные вагоны для операторских компаний / «Вагоны и вагонное хозяйство», пилотный выпуск М: «Финтрекс», 2004 г.-с. 16-18.

7. Блохин Е.П. Исследование переходных режимов движения поездов с существенно нелинейными междувагонными соединениями: Дис. д-ра техн. наук. Днепропетровск, 1971. - 293 с.

8. Блохин Е.П. Манашкин JI.A. Динамика поезда (нестационарные продольные колебания). М.: Транспорт, 1982. - 222 с.

9. Блохин Е.П., Маслеева Л.Г., Стамблер Е.Л. О форме кривой наполнения тормозного цилиндра // Труды ДИИТ. 1977. - Вып. 190/23. - с. 73-78.

10. Болдырев А.П. Научные основы совершенствования поглощающих аппаратов автосцепки: Дисс. д-ра. техн. наук. Брянск, 2006. - 360 с.

11. Болдырев А.П., Бакун Д.В. Сравнительная оценка продольной нагруженности контейнерной платформы при переходных режимах движения поезда // Динамика, прочность и надежность транспортных машин: Сб. науч. трудов. Брянск: БГТУ, 2002. - с. 58-64.

12. Болдырев А.П., Бакун Д.В., Николайчик А.Н. Расчетная оценка эффективности работы поглощающих аппаратов ЭПА-120 при поездных режимах движения // Динамика, прочность и надежность транспортных машин: Сб. науч. трудов. Брянск: БГТУ, 2002. - с. 50-57.

13. Болдырев А.П., Бакун Д.В., Прилепо Т.Н. Расчет характеристик фрикционного амортизатора удара с полиуретановыми упругими элементами // Динамика, прочность и надежность транспортных машин: Сб. науч. трудов. -Брянск: БГТУ, 2000. с. 37-45.

14. Болдырев А.П., Гуров A.M., Фатьков Э.А. Влияние начальной затяжки эластомерного поглощающего аппарата автосцепки на продольную нагруженность вагона Вестник ВНИИЖТ № 3, 2007, с. 37-40.

15. Болдырев А.П., Гуров A.M., Фатьков Э.А. Характеристики перспективных поглощающих аппаратов при переходных режимах движения поезда. Железнодорожный транспорт №1,2007 г., с 40-42.

16. Болдырев А.П., Кеглин Б.Г. Перспективные конструкции поглощающих аппаратов автосцепки. Железнодорожный транспорт. 2005. - № 6. - с. 41-45.

17. Болдырев А.П., Кеглин Б.Г. Разработка и внедрение перспективных поглощающих аппаратов автосцепки для грузовых вагонов // Тяжелое машиностроение. 2005 . - № 12.-е. 20-24.

18. Болдырев А.П., Кеглин Б.Г. Расчет и проектирование амортизаторов удара подвижного состава. М.: Изд-во "Машиностроение -1", 2004. - 199 с.

19. Болдырев А.П., Кеглин Б.Г., Абрашин А.В. Разработка и исследование гидрополимерного поглощающего аппарата автосцепки // Visnik of the East Ukrainian National University named in memory of Vladimir Dal. Луганск, 2005. -№ 8 (90). - с. 22-25.

20. Болдырев А.П., Кеглин Б.Г., Абрашин А.В. Эффективность работы поглощающих аппаратов новых типов при низких температурах // Visnik of the

21. East Ukrainian National University named in memory of Vladimir Dal. Луганск, 2004. - № 8 (78). - с. 48-52.

22. Болдырев А.П., Кеглин Б.Г., Иванов А.В. Разработка и исследование фрикционно-иолимерного поглощающего аппарата ПМКП-110 класса Т1 // Вестник ВНИИЖТ № 4, 2005, с. 40-44.

23. Болдырев А.П., Кеглин Б.Г., Шлюшенков А.П. Разработка и исследование фрикционно-эластомерного поглощающего аппарата класса Т2 ПМКЭ-110 // Вестник БГТУ. Брянск: БГТУ, 2004. - №3 (3). - с. 54-61.

24. Болдырев А.П., Клименков С.В. Расчетная оценка характеристик фрикционного поглощающего аппарата с эластомерным подпорным блоком // Динамика, прочность и надежность транспортных машин: Сб. науч. трудов. -Брянск: БГТУ, 2002. с. 65-69.

25. Болдырев А.П., Разработка и внедрение перспективных конструкций поглощающих аппаратов автосцепки // Наука в транспортном измерении: Тез. докл. I международной науч. практич. конф. - Киев, 2005. - Спец. выпуск № 3/1. -с. 196.

26. Бутенко А.И. Об оптимальной характеристике межвагонных связей: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1973. - 20 с.

27. Гапанович В.А. Парк грузовых вагонов: перспективы развития // Вагоны и вагонное хозяйство. 2004. - Пилотный вып. - с. 2-5.

28. Гарг В.К., Дуккипати Р.В. Динамика подвижного состава / Пер.с англ. -М.: Транспорт, 1988.- 391с.

29. Гореленков А.И. Разработка метода оценки нагруженности грузового вагона продольными силами в реальных условиях его эксплуатации: Автореф. дис. канд. техн. наук. Брянск, 1996. - 21 с.

30. Горячев С.А. Разработка методики проектирования и выбор параметров эластомерного поглощающего аппарата грузовых вагонов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Екатеринбург, 1999. - 26 с.

31. Гребенюк П.Т. Динамика торможения грузовых поездов // Вестник ВНИИЖТ. 2002. - № 1. - с. 17 - 22.

32. Гребенюк П.Т. Динамика торможения тяжеловесных поездов // Труды ВНИИЖТ. М.: Транспорт, 1977. - Вып. 585. - 150 с.

33. Гребенюк П.Т. Переходные режимы движения длинносоставных грузовых поездов на спусках // Вестник ВНИИЖТ. 2001. - № 3. - с. 31-35.

34. Гребенюк П.Т. Продольная динамика поезда // Труды ВНИИЖТ. М.: Интекст, 2003. - 95 с.

35. Гребенюк П.Т., Панькин Н.А., Филимонов A.M. Методика расчета мягкой характеристики межвагонных соединений // Труды ВНИИЖТ. М.: Транспорт, 1979. - Вып. 604. - с. 66-71.

36. Гуров A.M. Расчетная оценка эффективности работы перспективных поглощающих аппаратов автосцепки. Вестник Брянского государственного технического университета №1 2006 г., г. Брянск, с. 20-26.

37. Гуров A.M. Сравнительный расчет показателей поглощающих аппаратов автосцепки. Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта: Тезисы LXVI Международной научно-практической конференции. - Д.: ДИИТ, 2006. с. 24.

38. Гуров A.M., Полыциков В.В. Сравнительная оценка показателей поглощающих аппаратов автосцепки. Молодые ученые Сибири: Материалы Всероссийской молодежной научно-практической конференции. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2007, с. 138-139.

39. Гуров A.M., Фатьков Э.А. Оценка энергетической нагруженности фрикционно-эластомерного поглощающего аппарата автосцепки в условиях эксплуатации. Сборник трудов IV Межрег. науч.-тех.конф. студентов и аспирантов. В 3 т. Т 1. - 2007, с. 40-43.

40. Исследование эксплуатационной надежности вагонов и совершенствование организации и технологии ремонта: Отчет по НИР / ВНИИЖТ, М., 1978.- 87 с.

41. Кеглин Б.Г. Автоколебания при соударении вагонов, оборудованных фрикционными аппаратами. М: Транспортное машиностроение, 1975. - с. 34-37.

42. Кеглин Б.Г. Виды нестабильности работы фрикционных аппаратов автосцепки и способы их расчетной оценки // Научно-технический сборник. -Брянск: Приокское кн. изд-во, 1970. с. 54-64.

43. Кеглин Б.Г. Выбор расчетной модели вагона в различных задачах продольной динамики // Вопросы исследования надежности и динамики элементов подвижного состава железных дорог: Труды Брянск, ин-та трансп. машиностр. 1971. - Вып. XXIV. - с. 102-111.

44. Кеглин Б.Г. Исследование методов повышения стабильности работы фрикционных поглощающих аппаратов автосцепки: Дисс. . канд. техн. наук. -Брянск, 1963.-214 с.

45. Кеглин Б.Г. Исследование уточненных расчетных схем вагона применительно к задачам продольной динамики // Труды Брянск, ин-та трансп. ма-шиностр. 1971. - Вып. XXIV. - с. 123-127.

46. Кеглин Б.Г. Математические модели фрикционного амортизатора удара // Вопросы транспортного машиностроения. Тула: Тульск. политехи, ин-т, 1981. - с. 26-28.

47. Кеглин Б.Г. Метод оптимизации силовой характеристики амортизатора удара // Труды МИИТ. -1981. Вып. 679. - с. 48-52.

48. Кеглин Б.Г. Научные принципы создания амортизаторов удара подвижного состава железных дорог // "Справочник". Инженерный журнал". -2000.-№ l.-c. 13-16.

49. Кеглин Б.Г. Новая пара трения для амортизаторов удара вагонов // Трение и износ. -1981. Т. II. - № 3. - с. 537-539.

50. Кеглин Б.Г. О расчете релаксационных колебаний, возникающих при ударе во фрикционный амортизатор // Известия вузов. Машиностроение. 1962. -№4.-с. 117-126.

51. Кеглин Б.Г. О расчетной схеме грузового вагона в некоторых задачах продольной динамики // Вестник ВНИИЖТ. 1969. - № 3. - с. 16-20.

52. Кеглин Б.Г. О статистическом распределении продольных нагрузок, используемом в "Нормах для расчета вагонов." 1983 г. // Динамика, прочность и надежность транспортных машин: Сб. научн. Трудов. Брянск: БИТМ, 1990.

53. Кеглин Б.Г. Оптимальная величина необратимого поглощения энергии амортизатора удара грузового вагона // Транспортное машиностроение. 1981, 581-15.

54. Кеглин Б.Г. Оптимизация межвагонных амортизирующих устройств: Дисс. д-ра. техн. наук. Брянск, 1981.-401 с.

55. Кеглин Б.Г. Оптимизация силовой характеристики поглощающего аппарата грузового вагона по детерминированным критериям эффективности // Проблемы механики ж.д. транспорта. Киев: Наукова думка, 1980. - с. 67.

56. Кеглин Б.Г. Оптимизация силовой характеристики пружинно-фрикционного поглощающего аппарата автосцепки // Вестник ВНИИЖТ. - 1981 - № 1,-с. 39-43.

57. Кеглин Б.Г. Параметрическая надежность фрикционных устройств М.: Машиностроение, 1981. - 136 с.

58. Кеглин Б.Г. Параметрическая оптимизация резино-металлических поглощающих аппаратов автосцепки // Транспортное машиностроение. 1981.-5-81-14.

59. Кеглин Б.Г. Повреждающее действие продольных нагрузок при различных режимах эксплуатации грузового вагона // Транспортное машиностроение. 1980. - 5-80-20. - с. 10-12.

60. Кеглин Б.Г. Синтез оптимального амортизатора удара вагона // Известия вузов. Машиностроение. 1981. - № 3. - с. 9-14.

61. Кеглин Б.Г. Современное состояние и основные проблемы совершенствования амортизаторов удара грузового подвижного состава // Динамика, прочность и надежность транспортных машин: Сб. науч. трудов. -Брянск: БГТУ, 2003.-С. 6-9.

62. Кеглин Б.Г., Болдырев А.П. Основные направления совершенствования амортизаторов удара подвижного состава железных дорог // "Справочник". Инженерный журнал". Прил. № 11.- 2004. - С. 5-8.

63. Кеглин Б.Г., Болдырев А.П. Проблемы совершенствования поглощающих аппаратов подвижного состава // Проблемы и перспективы развития ж.-д. транспорта: Тез. докл. 65 Междунар. науч-практич. конф,-Днепропетровск, 2005. с. 44-45.

64. Кеглин Б.Г., Болдырев А.П., Гуров A.M., Методы повышения ударозащиты грузовых вагонов подвижного состава железных дорог.

65. Актуальные проблемы динамики и прочности материалов и конструкций: модели, методы, решения: материалы международной научно-технической конференции. Орел: ОрелГТУ, 2007, с 272-273.

66. Кеглин Б.Г., Болдырев А.П., Прилепо Т.Н. Повышение эксплуатационных качеств фрикционных поглощающих аппаратов автосцепки // Качество машин: Сб. трудов 4-й междунар. науч.-техн. конф. Брянск: БГТУ, 2001.-с. 61-63.

67. Кеглин Б.Г., Болдырев А.П., Прилепо Т.Н., Белоусов А.Г. Экспериментальное исследование упругих элементов из материала беласт // Динамика, прочность и надежность транспортных машин: Сб. науч. трудов. -Брянск: БГТУ, 2002. с. 77-79.

68. Кеглин Б.Г., Болдырев А.П., Прилепо Т.Н., Шилько С.В. Термоэластопласты в амортизаторах удара: анализ механических свойств // Полимерные композиты 2000: Тез. междунар. науч.-техн. конф. - Гомель: ИММС НАНБ, 2000. - с. 75-76.

69. Кеглин Б.Г., Болдырев А.П., Шалимов П.Ю., Шлюшенков А.П. Основные направления совершенствования амортизаторов удара для перспективных условий эксплуатации // Тез. докл. 53-й науч.-техн. конф. -Брянск: БГТУ, 1996. с. 41-42.

70. Кеглин Б.Г., Прасолов А.Н. К определению статистических характеристик продольных нагрузок, действующих на вагон при переходных режимах движения поезда // Вопросы транспортного машиностроения. Тула: Тульск. политех, ин-т, 1980. - с. 94-104.

71. Кеглин Б.Г., Шлюшенков А.П., Болдырев А.П. Экспериментальное исследование высокоэффективного амортизатора удара ЭПА-120: Тез. докл. 55-й науч. конф. профессорско-преподавтельского состава. Брянск: БГТУ, 1999. - с. 49-51.

72. Ковыршин В.М., Сендеров Г.К., Ступин А.П., Мазуров Е.А. Сохранность грузовых вагонов на железных дорогах России. ЦНИИТЭИ // Ж.-д. транспорт, сер. Вагоны и вагонное хозяйство. Ремонт вагонов. 1994. - Вып. № 1. - с. 8-32.

73. Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. М.: Машиностроение, 1977. - 227 с.

74. Костенко Н.А., Никольский JI.H. Статистические распределения продольных сил, действующих на подвижной состав через автосцепку, и методы их определения // Труды Брянск, ин-та трансп. машиностр. 1971. Вып. XXIV. - с. 69-82.

75. Костина Н.А. Уточнение характеристик нагруженности вагона продольными силами через автосцепку // Вестник ВНИИЖТ. 1981. - № 4. - с. 3639.

76. Крайзгур Г.Б., Кузьмич Л.Д. К вопросу выбора силовой характеристики поглощающего аппарата автосцепки // Труды ВНИИ вагоностроения. М., 1976. -Вып. 29. - с. 47-55.

77. Кузьмич Л.Д., Рахмилевич А.А. Повышение прочности и эксплуатационной надежности грузовых вагонов // ВНИИТЭИТЯЖМАШ. 1980. -№ 5.- 80-36.-48 с.

78. Лазарян В.А., Блохин Е.П., Белик Л.В. Влияние неоднородности состава на продольные усилия в поезде: Труды Днепр, ин-та инж. транспорта. М.: Транспорт, 1970, вып. 120. - с. 5-15.

79. Лазарян В.А., Блохин Е.П., Манашкин Л.А., Белик Л. В. К вопросу о математическом описании процессов, происходящих при переходных режимах движения поездов с зазорами в упряжи // Труды ДИИТ. М.: Транспорт, 1971. -Вып. 103. - с. 18-23.

80. Лазарян В.А., Манашкин Л.А., Рыжов А.В. Исследование переходных режимов одномерных систем при воздействии на них распространяющегося возмущения // Труды ДИИТ. Вып. 114. - с. 24 - 35.

81. Лисицын A.Jl. Провозная способность грузовых поездов и основные принципы выбора тяговых средств // Вестник ВНИИЖТ. 1980. - № 4. - С. 1 - 9.

82. Лукин В.В., Анисимов П.С., Федосеев Ю.П «Вагоны. Общий курс»: учеб. для вузов.; под ред. В.В. Лукина. М.: Маршрут, 2004. - 422 с.

83. Манашкин Л.А. Динамика вагонов, сцепов и поездов при продольных ударах: Дис. д-ра техн. наук. - Днепетровск, 1979. - 371 с.

84. Манашкин Л.А., Бондарев A.M., Кедря М.М. Исследования с помощью АВМ сил, действующих на вагоны неоднородного поезда при пуске в ход и экстренном торможении // Труды ДИИТ, 1977. Вып. 190/23. - с. 78-83.

85. Никольский Л.Н. Метод определения оптимальных параметров амортизаторов удара // Вестник машиностроения. 1967. - № II.- с. 38-42.

86. Никольский Л.Н. Метод расчетного определения стабильности работы фрикционных аппаратов автосцепки // Вестник ВНИИЖТ. 1958. - № 4. - с. 26-28.

87. Никольский Л.Н. О скачкообразном изменении сил при ударном сжатии фрикционных аппаратов автосцепки // Труды Брянск, ин-та транспортного машиностроения. 1961. - Вып. XIX. - с. 5-13.

88. Никольский Л.Н. Об эффективности фрикционных аппаратов автосцепки // Труды Брянск, ин-та транспортного машиностроения. 1952. - Вып. XII. - с. 93107.

89. Никольский Л.Н. Определение оптимальных параметров поглощающих аппаратов автосцепки по условию минимума усталостной повреждаемости конструкции вагона // Расчет вагонов на прочность. /Под общ. ред. Л.А. Шадура. -М.: Машиностроение, 1971.-е. 417-426.

90. Никольский Л.Н. Работа фрикционных амортизаторов автосцепки при соударении вагонов: Дисс. д-ра. техн. наук. 1951. - 280 с.

91. Никольский J1.H. Фрикционные амортизаторы удара. -М.: Машиностроение, 1964. 167 с.

92. Никольский J1.H., Кеглин Б.Г. Амортизаторы удара подвижного состава. М.: Машиностроение, 1986. - 144 с.

93. Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520мм (не самоходных). М.: ГосНИИВ - ВНИИЖТ, 1996. - 186 с.

94. Нормы для расчета и проектирования вагонов-самосвалов (думпкаров) колеи 1520 мм. М.: ВНИИВ, 1986. - 154 с.

95. Нормы для расчета и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520мм (не самоходных). М.: ВНИИВ - ВНИИЖТ, 1983.-94 с.

96. ОСТ 32.175-2001. Аппараты поглощающие автосцепного устройства грузовых вагонов и локомотивов. Общие технические требования. 12 с.

97. Панькин Н.А. Распространение сильных возмущений в поезде. М.: Ученые записки Всес. заочн. ин-та инж. транспорта, 1961. - Вып. 7. - С. 105 - 167.

98. Пат. 2034086 РФ МПК 6 С22 СЗЗ/02. Порошковый фрикционный сплав на основе железа / Кеглин Б.Г., Мигунов В.П., Добрострой Н.И., Прилепо Т.Н., Ионов В.В., Болдырев А.П. Опубл. 30.04.95. Бюл. № 12.

99. Пат. 2115578 РФ МПК 6 В 61 G 9/08. Поглощающий аппарат автосцепки / Кеглин Б.Г.,Болдырев А.П., Шлюшенков А.П., Шалимов П.Ю., Игнатенко Ю.В., Иванов А.В., Ульянов О.А. Опубл. 20.07.98. Бюл. № 20.

100. Пат. 2128301 РФ МПК 6 F 16 F 7/08, В 61 G 9/02. Фрикционный амортизатор / Кеглин Б.Г., Болдырев А.П., Харитонов А.Т., Ступин Д.А., Иванов А.В., Ульянов О.А., Прилепо Т.Н., Сухов A.M., Синельников Я.М. Опубл. 27.03.99. Бюл. №9.

101. Пат. 2130471 РФ МПК 6 С 08 L 83/04, С 08 К 13/02//( С 08 К 13/02 3:24, 3:38, 5:55). Композиция для получения амортизирующего материала на основе полиорганосилоксанов / Северный В.В., Олейник Н.В., Сунеканц Т.И. и др. Опубл. 20.05.99. Бюл. № 6.

102. Пат. 2198809 РФ МПК 7 В 61 G 1/12, 11/14, F 16 F 7/08, 9/14, 9,16, 11/00. Фрикционный поглощающий аппарат автосцепки / Кеглин Б.Г., Болдырев А.П., Шлюшенков А.П., Прилепо Т.Н., Игнатенко Ю.В., Ступин Д.А., Иванов А.В. Опубл. 20.02.03. Бюл. №5.

103. Пат. 2260533 РФ МПК 7 В 61 G 9/08, 11/12 Поглощающий аппарат автосцепки. Кеглин Б.Г., Болдырев А.П., Шалимов П.Ю., Шлюшенков А.П., Прилепо Т.Н., Алдюхов В.А., Иванов А.В., Ступин Д.А. опубл. 20.09.05 , бюл. № 26.

104. Постановление Правительства РФ от 29 марта 1994 г. № 253 "Об увеличении парка специализированных железнодорожных вагонов-цистерн" / Собрание актов Президента и Правительства Российской Федерации, 1994, № 14, ст. 1105.

105. Рудановский В.М. Влияние погрешностей АРС на образование "окон" и скорость соударения вагонов в подгорочном парке // Вестник ВНИИЖТ. 1977. -№ 3. - с. 47-50.

106. Семин Н.А. Исследование надежности автосцепного устройства с учетом перспективных условий эксплуатации подвижного состава железных дорог: Автореф. дис. канд.техн. наук. М., 1980. - 22 с.

107. Сендеров Г.К., Нетеса А.Г. Обеспечить сохранность вагонов на сортировочных станциях // Ж.-д. транспорт. 1973. - № 9. - с. 55-57.

108. Сендеров Г.К., Поздина Е.А., Ступин А.П., Вологдина Л.Б, Ступин Д.А. Причины отцепок вагонов в текущий ремонт: Бюллетень ОСЖД 4-5. 1999. - с. 20-25.

109. Ступин Д.А. Определение рациональных параметров эластомерных поглощающих аппаратов автосцепного устройства грузовых вагонов: Дис. канд. техн. наук. М., ГУП ВНИИЖТ, 2001.- 107 с.

110. Ступин Д.А., Беляев В.И. Разработка российского эластомерного поглощающего аппарата для автосцепного устройства грузовых вагонов // Вестник ВНИИЖТ. 1998. - № 6. - с. 29-31.

111. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава : справочник / В.И. Крылов, В. В. Крылов, В.Н. Ефремов, П.Т. Демушкин.- М.: Транспорт, 1989.-495 с.

112. Устич П.А. Методика определения оптимальной характеристики межвагонной связи для снижения динамических сил, воздействующих на оборудование рефрижераторных вагонов // Труды МИИТ. 1974. - Вып. 153. - с. 103-111.

113. Феоктистов И.Б., Ступин Д.А. Поглощающие аппараты грузовых вагонов // Ж.-д. транспорт. 2000. - № 3. - с. 37-39.

114. Фурьев А.И. Вагонное хозяйство в условиях реформы транспорта / «Вагоны и вагонное хозяйство», пилотный выпуск М: «Финтрекс», 2004 г. - с. 67.

115. Шалимов П.Ю. Разработка конструкций и математических моделей гидрорезиновых поглощающих аппаратов автосцепки вагонов для перевозки опасных и ценных грузов: Автореф. дис. канд. техн. наук. Брянск, 1994. - 26 с.

116. Anounce of preventive effort in worth a pound of pay out. // Railway Age, 1977, № 15,-P. 178.

117. Langer und Tohme. Dinamiche Untersuchung den Eisen-bahnpuffer. // Zeitszift VDI, 1951, №52.