Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Лебедев Алексей Владимирович. Зависимость устойчивости бесстыкового пути от типов промежуточных рельсовых скреплений и условий их эксплуатации : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.06 / Лебедев Алексей Владимирович; [Место защиты: Всерос. науч.-исслед. ин-т ж.-д. трансп. МПС РФ].- Москва, 2007.- 117 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/5216


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

Введение 4

Глава 1 Анализ основных методов определения устойчивости бессты кового пути 11

1.1. Энергетический метод расчета устойчивости бесстыкового пути 12

1.2. Метод дифференциальных уравнений равновесия 30

1.3. Метод имитационного моделирования 36

1.4. Метод конечных элементов 40

Выводы 43

Глава 2 Экспериментальное определение сопротивления промежуточ ных скреплений повороту рельсов относительно шпал 46

Выводы 59

Глава 3 Оценка устойчивости бесстыкового пути в зависимости от вида и условий эксплуатации промежуточных рельсовых скреплений методом дифференциальных уравнений равновесия 60

Выводы 76

Глава 4 Определение критических параметров оценки устойчивости бесстыкового пути 77

Выводы 90

Заключение 91

Список использованных источников 94

Приложение 1. Текст программы по аппроксимации экспериментальных данных функцией вида R(cp) = q-(p+M-arctg — 99

Приложение 2. Текст программы расчета критических параметров бес стыкового пути 105

Приложение 3. Акт проведения лабораторных испытаний узлов проме жуточных рельсовых скреплений для определения сопро тивления повороту рельса относительно шпал в горизон тальной плоскости 117 



Введение диссертации:

Актуальность темы. Одним из основных направлений повышения надежности и эффективности железнодорожного пути является расширение сферы применения бесстыкового пути.

В годы строительства в России железных дорог, в частности дороги Санкт-Петербург - Москва, в путь укладывались очень короткие рельсы (длиной 3,675; 4,572 и 5,486 м). При столь коротких рельсах на каждом километре железнодорожного пути возникало от 360 до 540 рельсовых стыков [1]. В конструкцию пути тогда входили весьма легкие рельсы, (масса 26,3 кг/м), слабые стыковые соединения и песчаный балласт. При такой конструкции большая часть затрат труда и средств путейцев уходили на поддержание в исправном состоянии рельсовых стыков, смену рельсов из-за их изломов в тех же рельсовых стыках, выправку пути в плане и профиле, на устранение угона пути и т.д. В результате угона пути многие рельсовые стыки оказывались предельно растянутыми или сжатыми. Так, например, на перегоне Торбино - Боровинка Николаевской дороги летом 1866 г. около 200 рельсов оказались настолько плотно сжатыми в стыках, что, не имея возможности свободного температурного удлинения при их естественном нагреве, стали коробиться кверху, искривились вбок в сторону путевой канавы и опустились на поверхность балласта; так произошел один из первых «выбросов пути» на железных дорогах России [2]. В те же годы при низких температурах в зимнее время наблюдались многочисленные случаи разрыва рельсовых стыков и даже рельсов на тех участках, где в результате угона на значительном протяжении пути стыки оказались предельно растянутыми, и растягивающие усилия срезали болты в этих стыках. Все это побуждало путевых работников вводить в практику более длинные рельсы. К началу первой мировой войны в России средняя длина рельсов превышала первоначальную в 2 - 3 раза. И все же, принятая тогда концепция о необходимости уменьшать в рельсах продольные температурные силы за счет зазоров в стыках продолжала господствовать в практике железных дорог России вплоть до 20 - 30-х годов XX века [3]. В 90-е годы прошлого столетия инженеры-путейцы на своих съездах и страницах журналов уже обсуждали проблемы создания бесстыкового пути. Естественно, что первые шаги в решении проблемы бесстыкового пути делались в направлении разработки его конструкций с периодической сезонной разрядкой продольных температурных сил в рельсовых плетях, а также попытки создания конструкции с автоматической саморазрядкой продольных усилий в рельсах. К такого рода предложениям необходимо отнести конструкции пути И.Р. Стецевича (1896 г.), А.И. Ольденборгера (1904 г.), И.А. Бородкина (1938 - 1940 гг.), М.С. Боченкова (1948 г.) [4]. В 50 - 60-е годы XX века многократно возросла грузонапряженность железных дорог России, увеличились нагрузки от подвижного состава на путь, скорости движения поездов. Все это потребовало повсеместного значительного повышения прочности и устойчивости верхнего строения пути за счет применения тяжелых типов рельсов, более совершенных типов рельсовых скреплений, железобетонных шпал, щебеночного балластного слоя, защиты пути от угона и т.п. Но еще ранее, в 20 - 30-е годы, рядом ведущих ученых начали проводиться экспериментальные и теоретические работы по созданию конструкций температурно-напряженного бесстыкового пути (работы Членова М.Г.). Эти исследования позволяли начать разработку конструктивной, технологической и нормативной базы для проекти рования и применения таких конструкций на железных дорогах, создать Технические условия их применения в эксплуатации, технологий их укладки, ремонта, текущего содержания и диагностики устойчивости бесстыкового пути.

Естественно, все это потребовало большого объема экспериментальных и теоретических исследований, наблюдений за опытными участками бесстыкового пути различных конструкций при действии в его рельсовых плетях больших продольных сжимающих сил.

Разработкой аналитических методов определения значений предельно допускаемых по устойчивости бесстыкового пути продольных сжимающих температурных сил в рельсовых плетях занимались многие исследователи. Так, в бывшем СССР методы расчета устойчивости бесстыкового пути разрабатывали К.Н. Мищенко [5], С. П. Перший [6], А.Я. Коган [7], СИ. Морозов [8] и др.; во Вьетнаме - Нгуен Ван Туен [9] в Венгрии - И. Немешеди, Э. Немчек [10], в Германии - Г. Майер [11], Ф. Рааб; в Австрии - Э. Энгель [12]; во Франции - А. Мартине [13] и Р. Леви; в Чехословакии - Л. Сакмауэр [14]; в Англии - Д. Бартлет и Д. Туор; в Японии - М. Нумато [15] и др.

В процессе эксплуатации возникают как конструктивные, так и технологические отказы, снижающие эффективность конструкции бесстыкового пути. При этом ряд отказов имеет специфический характер, определяемый особенностями бесстыкового пути и условиями эксплуатации.

Введение в обращение тяжеловесных поездов повышенной массы привело к увеличению сил действующих на путь от подвижного состава. В частности, исследования на Дальне-Восточной железной дороге показали, что продольные силы в пути вызывают увеличение боковой нагрузки в крутых кривых выше 100 кН. Поэтому, возникает необходимость повышения боковой устойчивости пути, особенно в крутых кривых. По мнению автора, этого можно добиться путем дифференциации промежуточных рельсовых скреплений по условиям эксплуатации. Для бесстыкового пути необходима дифференциация промежуточных скреплений в зависимости от плана пути (радиус кривых участков), регионов его укладки и т.п.

Цель настоящей работы - повышение устойчивости бесстыкового пути и расширение сферы его применения за счет дифференциации требований к промежуточным рельсовым скреплениям.

Для достижения данной цели необходимо:

исследование конструктивных и технологических особенностей работы промежуточных рельсовых скреплений;

определение сопротивления повороту рельса относительно шпалы в зависимости от типа скрепления и условия его эксплуатации;

разработка дополнений к техническим требованиям к промежуточным рельсовым скреплениям.

Методика исследования основана на использовании комплекса теоретических и экспериментальных исследований, среди которых:

- методы нелинейной устойчивости бесстыкового пути;

- методы статистической обработки результатов экспериментов;

- экспериментальные исследования по определению сопротивления промежуточного рельсового скрепления повороту рельса относительно шпалы в горизонтальной плоскости.

Научную новизну представляют:

- дополнения и уточнения физико-математической модели расчета устойчивости бесстыкового пути, касающиеся учета типа промежуточного рельсового скрепления и условий его эксплуатации в данной конструкции пути;

- экспериментально определенные коэффициенты, характеризующие сопротивление скрепления повороту рельса относительно шпалы в горизонтальной плоскости;

- методика и программа расчета устойчивости бесстыкового пути с определением численных значений, написанная на языке программирования Delphi, разработанная на основе методов исследования нелинейной устойчивости упругих систем.

Практическая ценность диссертации:

- установлено влияние типа промежуточного рельсового скрепления и условий его эксплуатации (прижатие рельса к подрельсовому основанию) на устойчивость бесстыкового пути;

- на основе разработанной методики получены рекомендации уточняющие значений допускаемых повышений температур рельсовой плети по условию устойчивости в зависимости от типа скреплений;

- дифференцированная таблица повышений температур рельсовых плетей допускаемых по условию устойчивости пути против выброса для типов скреплений КБ-65, ЖБР-65, АРС-4 (рекомендации к Техническим указаниям по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути, табл. П.2.1., Допускаемые повышения температур рельсовых плетей).

На защиту выносятся:

- дополненная и уточненная физико-математическая модель расчета устойчивости бесстыкового пути, позволяющая оценить промежуточные рельсовые скрепления и условия их эксплуатации в данной конструкции пути;

- программа расчета устойчивости бесстыкового пути с определением критических параметров, написанная на языке программирования Delphi;

- предложения по изменению технических требований к промежуточным рельсовым скреплениям ЦП 1 -86;

- предпосылки для разработки рекомендаций к техническим указаниям по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути.

Результаты работы и ее отдельные предложения докладывались на конференции «Развитие железнодорожного транспорта в условиях реформирования» на экспериментальном кольце ВНИИЖТ в г. Щербинка в 2006 г. и на конференции «Организация перевозок опасных грузов наземным транспортом» Московская обл., п. Ильинское ОЦ «Ласточка».

По материалам диссертации опубликовано 4_ печатных работы.

1. Лебедев А.В. Экспериментальное определение сопротивления промежуточных скреплений повороту рельсов относительно шпал// Вестник ВНИИЖТ. 2006 № 6, с. 42 - 44.

2. Баклагин Е. С, Лебедев А. В. Сопротивление повороту рельса относительно шпалы в горизонтальной плоскости // Вестник ВНИИЖТ. 2005.

N4.C.37- 3. Баклагин Е.С., Лебедев А.В., Макаренко А.В., Федорович Д.В. Новое предложение в использовании рельсовых скреплений/Сборник трудов ВНИИЖТ «Развитие железнодорожного транспорта в условиях реформирования», 2006, с. 47-53.

4. Коган А.Я., Лебедев А.В. Устойчивость бесстыкового пути при различных конструкциях скреплений и условиях их эксплуатации // Вестник ВНИИЖТ. 2007. №2, с. 3-9.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций