Закономірності деформування пневматичної ресори швидкісного рухомого складу у залежності від внутрішнього тиску та прикладеного зовнішнього статичного навантаження
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2024-282-2-70-77Ключові слова:
пневматична ресора, гумо-кордна оболонка, деформування, сила, внутрішній тискАнотація
Основою безпечної експлуатації сучасногошвидкісного рухомого складу залізниць є дотриманняйого динамічних показників та показників безпекируху. Метою статті є дослідженнязакономірностей деформування гумо-кордноїоболонки пневматичної ресори сучасногошвидкісного рухомого складу залізниць в залежностівід величини прикладеного зовнішньогонавантаження та внутрішнього тиску в ресорі. Длядосягнення цієї мети було розроблено спеціальнуконструкцію стенду та програмуекспериментальних випробувань пневматичноїресори, яка передбачала вимірювання вертикальнихта горизонтальних деформацій із застосуваннямсучасних вимірювальних технологій. Зміна величинвнутрішнього тиску та прикладеного зовнішньогонавантаження відбувалась за допомогоюкомпресора високого тиску та гідродомкратувідповідно. Для вимірювання вертикальних тагоризонтальних деформацій застосовувалисьвисокочастотні датчики лінійних переміщень.Внутрішній тиск у ресорі змінювався ступеня ізкроком 0,5 атм. На основі проведених дослідженьпобудовано залежності вертикального переміщеннякріпильної плити, а також вертикального тагоризонтального деформування нижньої частинигумо-кордної оболонки від величини манометричноготиску у пневматичній ресорі. Встановлено, щозбільшення величини манометричного тиску впневматичній ресорі призводить до зменшеннямаксимальної сили зовнішнього навантаження, щонеобхідно для деформування ресори на її граничнувеличину. Відзначено певні узгодження міждеформуванням гумо-кордної оболонки угоризонтальному напрямку з різницею міжвертикальним переміщенням кріпильної плити тадеформуванням нижньої частини гумо-кордноїоболонки у вертикальному напрямку. Науковановизна отриманих результатів полягає уекспериментальному встановленні закономірностейдеформування гумо-кордної оболонки пневматичноїресори у вертикальному та горизонтальномунапрямках у залежності від зміни тиску впневматичній ресорі та прикладеного зовнішньогонавантаження. Що дозволить більш точномоделювати роботу пневматичної ресори ізурахуванням особливостей деформування гумо-кордної оболонки та визначати її динамічніхарактеристики, що необхідно на етапіпроектування сучасного швидкісного рухомогоскладу залізниць при визначенні безпечних умов йогоексплуатації.
Посилання
1. Кузишин А. Я., Костриця С. А., Соболевська Ю. Г., Батіг А. В. Світовий досвід створення математичних моделей пневматичної ресори: переваги та недоліки. Наука та прогрес транспорту. 2021. № 4 (94). С. 25–42. DOI: 10.15802/stp2021/245974
2. Docquier N., Fisette P., Jeanmart H. Multiphysic modelling of railway vehicles equipped with pneumatic suspensions. Vehicle System Dynamics. 2007. Vol. 45. Iss. 6. P. 505–524. DOI: https://doi.org/10.1080/00423110601050848
3. KuzyshynA., KovalchukV., SobolevskaYu. Studying the diagrams "force - deformation" of a pneumatic spring of a modern rolling stock at increased speeds. MATEC Web of Conferences. 2024. 390. 04006. https://doi.org/10.1051/matecconf/202439004006
4. Kuzyshyn A., Kovalchuk V., Stankevych V., Hilevych V. Determining patterns in the influence of the geometrical parameters of the connecting pipeline on the dynamic parameters of the pneumatic spring of railroad rolling stock. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2023. 1/7(121). P. 57–65. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.274180
5. Oda N., Nishimura S. Vibration of air suspension bogies and their design. Bulletin of JSME. 1970. Vol. 13. Iss. 55. P. 43–50. DOI: https://doi.org/10.1299/jsme1958.13.43
6. Pellegrini C., Gherardi F., Spinelli D., Saporito G., Romani M. Wheel–rail dynamic of DMU IC4 car for DSB: modeling of the secondary air springs and effects on calculation results. Vehicle System Dynamics. 2006. Vol. 44. Iss. sup1. P. 433–442. DOI: https://doi.org/10.1080/00423110600872960
7. Aizpun M., Vinolas J., Alonso A. Using the stationary tests of the acceptance process of a rail vehicle to identify the vehicle model parameters. Journal of Rail and Rapid Transit. 2013. Vol. 228. Iss. 4. P 408–421. DOI: https://doi.org/10.1177/0954409713478592
8. Berg М. A three-dimensional airspring model with friction and orifice damping. Vehicle System Dynamics. Vol. 33. Iss. sup1. P. 528–539. DOI: https://doi.org/10.1080/00423114.1999.12063109
9. Chen J.-J., Yin Z.-H., Rakheja S., He, J.-H., Guo K.-H. Theoretical modelling and experimental analysis of the vertical stiffness of a convoluted air spring including the effect of the stiffness of the bellows. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. 2017. Vol. 232. Iss. 4. P. 547–561. DOI: https://doi.org/10.1177/0954407017704589
10. Li X., Li T. Research on vertical stiffness of belted air springs. Vehicle System Dynamics. 2013. Vol. 51. Iss. 11. P. 1655–1673. DOI: https://doi.org/10.1080/00423114.2013.819984
11. Li X., He Y., Liu W., Wei Y. Research on the vertical stiffness of a rolling lobe air spring. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit 2015. Vol. 230. Iss. 4. P. 1172–1183. DOI: https://doi.org/10.1177/0954409715585370
12. Qing O., Yin S. The non-linear mechanical properties of an airspring. Mechanical Systems and Signal Processing. 2001. Vol. 17. Iss. 3. P. 705–711. DOI: https://doi.org/10.1006/mssp.2001.1434
13. Xu W., He L., Shuai C. Stiffness calculation and dynamic simulation of air spring. ASME 2005 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference (California, 24-28 Sep 2005). California, 2005. P. 1395–1399. DOI:https://doi.org/10.1115/DETC2005-84338.
