Лейбук Я. С. Дослідження впливу інерційних характеристик колії на процеси взаємодії з рухомим складом

Дисертація присвячена дослідженню впливу приведеної маси колії на рівень сил взаємодії залізничної колії і пасажирського рухомого складу у вертикальній площині в експлуатаційних умовах магістральних залізниць. Проведено аналіз математичних моделей для визначення сил взаємодії залізничної колії та рухомого складу для різних умов експлуатації. Він показав, що можливе використання комбінацій моделей, які побудовані на плоских розрахункових схемах статичної рівноваги, або просторових систем на базі розрахункових схем динамічної рівноваги на основі принципу Лагранжа-д’Аламбера. Також до одного з висновків проведеного аналізу можна віднести поступовий відхід від використання в математичних моделях розрахункової схеми залізничної колії у вигляді балки на суцільній пружній основі. В комплекс математичних моделей просторової динамічної системи «екіпаж-колія», яка була розроблена для умов залізниць незагального користування, були внесені зміни, які враховують особливості конструкції пасажирських електропоїздів ЕКр1, HRCS2, EJ675, а також вимушені коливання залізничної колії, з урахуванням її приведеної маси, у вертикальній площині під дією зовнішніх навантажень. На основі динамічної задачі теорії пружності теоретично визначено величину приведеної маси залізничної колії з урахуванням геометрії поширення напружень (відповідних динамічних деформацій) у півпросторі, який залучений до взаємодії з рухомим складом. Встановлено, що основними факторами, які впливають на приведену масу підшпальної основи (зокрема і на приведену масу залізничної колії в цілому) є: товщина баластного шару, модулі деформації та щільності баласту і земляного полотна. Швидкість руху має вплив тільки починаючі з високих рівнів (від 240 км/год і вище) для конструкцій з низьким модулем пружності підрейкової основи. Для залізничної колії з рейками типу Р65 на залізобетонних шпалах в залежності від значень інших характеристик величина приведеної маси залізничної колії знаходиться в межах 11–15кН. Проведена верифікація отриманих теоретично величин приведеної маси залізничної колії на діючих ділянках магістральних залізниць. Співставлення даних експериментальних робіт з результатами теоретичних досліджень показало задовільну збіжність (розбіжність до 5-8%). Досліджено числовими методами сили взаємодії пасажирських електропоїздів ЕКр1, HRCS2, EJ675 та залізничної колії у вертикальній площині. Були отримано величини вертикальних сил взаємодії для обраних рухомих одиниць в діапазоні швидкостей від 100 до 160 км/год., як із урахуванням приведеної маси залізничної колії, так і без неї. Встановлено, врахування цієї інерційної характеристики дозволяє точніше (на 4-17%) розраховувати величину вертикальних сил взаємодії залізничної колії і рухомого складу при швидкостях руху 100-160 км/год.