Purpose. Taking into account the traffic safety priority on the railway transport the search of factors promoting increase of derailment stability coefficient is an actual task. Purpose of the paper is the influence researches of the high-frequency vibrations on the train traffic safety parameter. In this case the special form of the wheel rim, at which its rigidity changes according to the harmonious law, was considered as a source of vibrations. Methodology. For the analysis of the vibration influence on the change of friction coefficient values the methods of so called vibrational mechanics were used. For determination of vibration amplitudes through moving the wheel flange points the finite-elements method was also used in the paper. Findings. During calculations it was established that the derailment stability coefficient to a great extent depends on the friction coefficient between wheel and rail. The paper shows that the friction coefficient in turn is influenced by the high-frequency vibrations. The form of the wheel rim was considered as a vibration source and the parameters characterizing vibration were calculated. It was given the quantitative estimation of the friction coefficient change under the vibration influence. It was also scientifically based the high-frequency vibration influence on the derailment stability coefficient. Originality. The paper proved the possibility of high-frequency vibration influence on the derailment stability coefficient. The studies theoretically substantiated the traffic safety increase in the presence of vibrations in the contact area of the wheel flange with the rail caused by special form of the wheel disc. Practical value. It is shown that the use of undulating wheel disc form do not constitute a threat to the traffic safety, and the availability of high-frequency vibration can reduce the derailment probability.

    Цель. Учитывая приоритетность безопасности движения на железнодорожном транспорте, поиск факторов, способствующих увеличению коэффициента запаса устойчивости против схода колес с рельсов, является актуальной задачей. Цель данной работы – исследования влияния высокочастотных вибраций на показатель безопасности движения поездов. При этом, источником вибрации был диск колеса особой формы, при которой его жесткость изменяется по гармоническому закону. Методика. Для анализа влияния вибрации на изменение значений коэффициента трения использовались методы так называемой вибрационной механики. В данной работе применялся также метод конечных элементов для определения амплитуд вибраций через перемещения точек гребня колеса при упругих деформациях. Результаты. Расчетами установлено, что коэффициент запаса устойчивости против схода колес с рельсов в значительной степени зависит от коэффициента трения между колесом и рельсом. В работе показано, что на коэффициент трения в свою очередь оказывают влияние высокочастотные вибрации. В качестве источника вибрации рассмотрено колесо с особой формой диска, рассчитаны параметры, характеризующие вибрацию. Дана количественная оценка изменению коэффициента трения под воздействием вибрации. Научно обосновано влияние высокочастотных вибраций на коэффициент запаса устойчивости против схода колес с рельсов. Научная новизна. В работе доказана возможность влияния на коэффициент запаса устойчивости воздействия высокочастотных вибраций. В исследованиях теоретически обосновано повышение безопасности движения поездов при наличии вибраций в зоне контакта гребня колеса с рельсом, вызванных особой формой диска колеса. Практическая значимость. Показано, что применение волнообразной формы диска колеса не представляет угроз для безопасности движения, а наличие высокочастотной вибрации может снизить вероятность схода колеса с рельса

    Мета. Враховуючи пріоритетність безпеки руху на залізничному транспорті, пошук факторів, що сприяють збільшенню коефіцієнта запасу стійкості проти сходу коліс з рейок, є актуальним завданням. Метою цієї роботи є дослідження впливу високочастотних вібрацій на показник безпеки руху поїздів. При цьому як джерело вібрацій розглядалося колесо з особливою формою диска, за якої його жорсткість змінюється за гармонійним законом. Методика. Для аналізу впливу вібрації на зміну значень коефіцієнта тертя використовувалися методи так званої вібраційної механіки. У цій роботі застосовувався також метод скінченних елементів для визначення амплітуд вібрацій через переміщення точок гребеня колеса при пружних деформаціях. Результати. Розрахунками встановлено, що коефіцієнт запасу стійкості проти сходу коліс з рейок значною мірою залежить від коефіцієнта тертя між колесом і рейкою. У роботі показано, що на коефіцієнт тертя у свою чергу впливають високочастотні вібрації. Як джерело вібрації розглянута форма диска колеса, розраховано параметри, що характеризують вібрацію. Дана кількісна оцінка зміни коефіцієнта тертя під впливом вібрації. Науково обґрунтовано вплив високочастотних вібрацій на коефіцієнт запасу стійкості проти сходу коліс з рейок. Наукова новизна. У роботі доведено можливість впливу на коефіцієнт запасу стійкості дії високочастотних вібрацій. У дослідженнях теоретично обґрунтовано підвищення безпеки руху поїздів за наявності вібрацій у зоні контакту гребеня колеса з рейкою, викликаних особливою формою диска колеса. Практична значимість. Показано, що застосування хвилеподібної форми диска колеса в експлуатації не становить загрози для безпеки руху, а наявність високочастотної вібрації може знизити ймовірність сходження колеса з рейки.


    Access

    Download


    Export, share and cite



    Title :

    The influence of high-frequency vibrations on derailment stability coefficient of cars at wheel flange climbing on the rail.
    Влияние высокочастотных вибраций на коэффициент запаса устойчивости вагона против схода с рельсов при вползании гребня колеса на рельс.
    Вплив високочастотних вібрацій на коефіцієнт запасу стійкості вагонів проти сходу з рейок при вповзанні гребеня колеса на рейку


    Contributors:


    Publication date :

    2013-08-25


    Remarks:

    Science and Transport Progress ; No. 4(46) (2013); 111-117



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    Russian







    Устройство колеса

    European Patent Office | 2017

    Free access

    ОБНАРУЖЕНИЕ ЗАПАСНОГО КОЛЕСА

    European Patent Office | 2018

    Free access