ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 629.4:62-758.2

Технічна механіка, 2019, 2, 80- 92

ОЦІНКА ДИНАМІЧНОЇ НАВАНТАЖЕНОСТІ ЕКІПАЖІВ ПОЇЗДА З ЕЛЕМЕНТАМИ СИСТЕМИ ПАСИВНОЇ БЕЗПЕКИ ПРИ ЗІТКНЕННІ З ПЕРЕШКОДОЮ

Науменко Н. Ю., Соболевська М. Б.

Науменко Н. Ю.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України
Україна

Соболевська М. Б.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України
Україна

      Актуальною проблемою вітчизняного залізничного транспорту є заміна морально і фізично застарілих пасажирських поїздів локомотивної тяги новими швидкісними поїздами з ефективними засобами активного захисту і системами пасивної безпеки (СПБ) при аварійних зіткненнях з різними перешкодами. СПБ призначено для захисту пасажирів і персоналу поїзда, збереження несучих конструкцій залізничних екіпажів, скорочення витрат на ліквідацію наслідків зіткнень. В аварійній ситуації в результаті контрольованого пластичного деформування елементів СПБ відбувається поглинання кінетичної енергії удару, зниження поздовжніх зусиль в міжвагонних з’єднаннях і прискорень екіпажів. Пасивну безпеку при зіткненнях пасажирських поїздів в країнах ЕС регламентує стандарт EN 15227, який в 2016 р. був введений в дію в Україні як ДСТУ EN 15227:2015. У ньому визначено еталонні поїзди, чотири сценарії зіткнення, вимоги з пасивної безпеки і критерії для оцінки відповідності розроблених конструкцій рухомого складу цим вимогам. У статті розглядається сценарій 3, який характеризує зіткнення зі швидкістю 110 км/год пасажирського поїзда з великим дорожнім транспортним засобом масою 15 т, що представляє собою великогабаритну перешкоду, яка вільно стоїть на переїзді та може деформуватися (ВДП). Мета роботи – оцінка динамічної навантаженості екіпажів пасажирського поїзда локомотивної тяги, обладнаних СПБ, при зіткненні з ВДП згідно зі сценарієм 3. Науковою новизною статті є удосконалена математична модель для розв’язання нелінійної динамічної задачі про зіткнення еталонного поїзда з ВДП на переїзді з урахуванням роботи поглинаючих апаратів автозчепних пристроїв, можливості зсуву об’єднаних ударно-тягових пристроїв у підвагонний простір, пластичного деформування пристроїв поглинання енергії (ППЕ), можливості виникнення пластичних деформацій в конструкціях локомотивів і вагонів, а також взаємодії ВДП і елементів передньої частини локомотива. Вказана математична модель дозволяє отримати середні значення прискорень екіпажів і пластичних деформацій їх конструкцій для порівняння з допустимими значеннями. В результаті проведених досліджень встановлено, що вимоги стандарту ДСТУ EN 15227:2015 для сценарію 3 виконуються, якщо локомотив масою 123 т має в передній частині каркаса кабіни жертовну зону енергоємністю 0,3 МДж і обладнаний з двох сторін двома ППЕ з енергоємністю кожного 0,95 МДж, а пасажирські вагони масою 64 т обладнані з двох боків двома ППЕ з енергоємністю кожного 0,3 МДж. Запропонована математична модель і результати виконаних досліджень можуть бути використані при проектуванні залізничних екіпажів вітчизняного пасажирського поїзда локомотивної тяги з урахуванням вимог ДСТУ EN 15227:2015.
     

пасажирський поїзд; зіткнення на переїзді; великогабаритна перешкода, що деформується; система пасивної безпеки

1. EN 15227. Railway applications – Crashworthiness requirements for railway vehicle bodies. Brussels, 2008. 37 p.

2. ДСТУ EN 15227:2015 (EN 15227:2008+A1:2010, IDT). Залізничний транспорт. Вимоги до ударостійкості рейкових транспортних засобів. URL: http://document.ua/zaliznichnii-transport_-vimogi-do-udarostiikosti-reikovih-tr-std32262.html (Last accessed: 28.01.2019).

3. Соболевская М. Б., Сирота С. А. Основные положения концепции пассивной защиты скоростного пассажирского поезда при аварийных столкновениях. Техническая механика. 2015. № 1. С. 84–96.

4. Науменко Н. Ю., Хижа И. Ю. Моделирование взаимодействия экипажей пассажирского поезда, оборудованного системой пассивной безопасности, при аварийном столкновении с препятствием. Наука та прогрес транспорту. 2015. Вип. 4(58). С. 163–174.

5. Науменко Н. Е., Соболевская М. Б., Горобец. Д В., Маркова O. М., Ковтун Е. Н., Малый В. В., Сирота С. А. Разработка решений по обеспечению безопасности железнодорожных перевозок и пассивной защите пассажирского поезда при аварийных столкновениях. Техническая механика. 2018. № 3. С. 98–111.

6. Науменко Н. Ю., Соболевська М. Б., Хижа И. Ю. Оценка динамической нагруженности эталонного поезда с системой пассивной безопасности при его столкновениях с идентичным составом и грузовым вагоном. Техническая механика. 2017. № 3. С. 72–83.

7. Науменко Н. Е., Соболевская М. Б., Горобец Д. В., Богомаз Е. Г. Разработка элементов пассивной защиты скоростных пассажирских локомотивов нового поколения при аварийных столкновениях на железных дорогах колеи 1520 мм. Техническая механика. 2017. № 1. С. 72–82.

8. Науменко Н. Ю., Соболевська М. Б., Сирота С. А., Горобець Д. В. Розробка елементів пасивного захисту вагонів пасажирського поїзда нового покоління для залізниць колії 1520 мм. Технічна механіка. 2017. № 2. С. 73–83.

9. Соболевская М. Б., Горобец Д В., Сирота С. А. Определение характеристик препятствий для нормативных сценариев столкновений пассажирских поездов. Техническая механика. 2018. № 2. С. 90–103.

10. Sobolevska M., Telychko I. Рassive safety of high-speed passenger trains at accident collisions on 1520 mm gauge railways. Transport problems. 2017. V. 12. Issue 1. Р 51–62.

11. Соболевская М. Б., Горобец Д В., Сирота С. А. Анализ взаимодействия пассажирского поезда с системой пассивной безопасности и большого дорожного транспортного средства при столкновении. Техническая механика. 2019. № 1. С. 90–106.

Copyright (©) 2019 Науменко Н. Ю., Соболевська М. Б.

Copyright © 2014-2019 Технічна механіка