ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПУТИ И ПОДВИЖНОГО СОСТАВА — предмет изучения спец. научной дисциплины, исследующей механич. процессы, происходящие в подвижном составе и в ж.-д. пути при воздействии их друг на друга, при этом подвижной состав и ж.-д. путь рассматриваются как элементы единой механич. системы. При исследовании В. п. и п. с. изучают динамич. силы, действующие между рельсами и колёсами экипажей, устойчивость движения экипажей и их колебания, движение экипажей в кривых (см. Вписывание экипажа в кривые), устойчивость экипажей на пути и устойчивость пути при движении экипажа, деформации и механич. напряжения, возникающие во взаимодействующих конструкциях, прочность, надёжность этих конструкций. При нек-рых допущениях возможно раздельное рассмотрение механич. процессов, происходящих в подвижном составе и в ж.-д. пути. На этой основе созданы самостоят, науч. дисциплины: динамика и прочность подвижного состава и динамика и прочность ж.-д. пути.
Результаты изучения В. п. и п. с. используют при разработке науч. основ для создания надёжных конструкций подвижного состава и пути, а также правил их содержания и эксплуатации, обеспечивающих безопасность движения поездов и плавность хода во всём диапазоне заданных скоростей; повышение пропускной и провозной способности ж. д. при миним. затратах на их стр-во, ремонт и содержание.
При исследованиях В. п. и п. с. рассматривают также влияние на динамич. процессы конструктивных параметров ж.-д. пути, особенностей конструкций и параметров ходовых частей экипажей (значений взаимодействующих масс, х-к упругих связей и гасителей колебаний и т. п.).
В эксперим. исследованиях определяют механич. х-ки ж.-д. пути и конструктивных элементов подвижного состава, а также значения наиболее существ, параметров механич. процессов во взаимодействующих конструкциях. В ходе исследований, наз. комплексными испытаниями, при разл. наперёд заданных скоростях и режимах движения экипажей измеряют и регистрируют разл. виды линейных и угловых, вертикальных и горизонтальных колебаний обрессоренных масс; вертикальные и горизонтальные ускорения в разл. точках обрессоренных и необрессоренных масс; напряжения в элементах конструкций, вертикальные и горизонтальные нагрузки на путь. При изучении этих процессов для измерений и регистрации их результатов применяют электрич, датчики (сил, деформаций, перемещений и ускорений), усилители электрич. сигналов, а также регистрирующую аппаратуру (самописцы, ос-циллографы, магнитографы). Записи динамич. процессов обрабатываются на ЭВМ по спец. программам. В результате получают зависимости изучаемых величин в прямых и криволинейных участках пути от скоростей движения экипажей и разл. х-к пути (его типа и состояния). Эти зависимости позволяют устанавливать максимально допустимые скорости движения подвижного состава для разл. типов верхнего строения пути и плана линии, исходя из безопасности движения поездов (по прочности элементов пути и ходовых частей подвижного состава, недопущению въезда гребня колеса на рельс и поперечного сдвига рельсо-шпальной решётки), а также из плавности движения (по показателям ездового комфорта, ускорениям перевозимых грузов), в т. ч. в условиях разл. отступлений от проектных норм устр-ва пути и ходовых частей подвижного состава. В комплексных испытаниях изучают также влияние на динамич. процессы разл. вариантов конструктивных решений в ходовых частях экипажей и выбирают оптимальные.
В теоретич. исследованиях В. п. и п. с. для каждой конкретной ситуации (типа или конструкции экипажа и режима его движения, х-к ж.-д. пути и т. д.) создаются расчётная схема и матем. модель взаимодействующих экипажа и ж.-д. пути. Обычно эта модель представляет собой систему дифференциальных уравнений, выражающих условия динамич. равновесия системы экипаж — ж.-д. путь. По этим уравнениям определяют свойства дииамич. системы, в частности её амплитудно-частотную х-ку (АЧХ). АЧХ является матем. оператором, позволяющим устанавливать параметры динамич. системы на её «выходе», если заданы динамич. процессы на её «входе». Напр., с помощью АЧХ при заданных функциях неровностей пути и на колёсах экипажа (на «входе» системы) могут быть определены параметры колебаний надрессорного строения и необрессорен-ных масс (на «выходе» системы). Задачи В. п. и п. с. решаются как детерминистические (когда на «входе» системы задана точно определённая функция и на выходе получают точно определённую функцию) или как стохастические (когда на «входе» системы заданы статистич. параметры случайной функции, напр. неровности пути, а на «выходе» получают статистич. параметры динамич. процесса — параметры колебаний подвижного состава). В инж. практике для упрощения не рассматривают единую механич. систему экипаж — ж.-д. путь, а расчёты проводят раздельно для каждого случайного динамич. процесса в надрессорном строении или необрессоренных массах, вызываемого теми или иными причинами (непрерывными и изолир. неровностями на пути или колёсах, неуравновешенными вращающимися массами на колёсах и пр.). Для получения суммарных динамич. нагрузок на ж.-д. путь в этом случае при-бегают к композиции — статистич. объединению параметров отд. динамич. случайных процессов. По известным силам и частости их повторения определяют напряжённое состояние, прочность, надёжность взаимодействующих конструкций, накопление в них остаточных деформаций, возможность схода экипажа с рельсов и пр.
Исследования В. п. и п. с. служат науч. базой рационального конструирования и эксплуатации подвижного состава и ж.-д. пути и средством интенсификации их использования для повышения пропускной и провозной способности ж. д.

Метки:, ,

Рекомендуем почитать