DOI: https://doi.org/10.15802/stp2019/158127

INFLUENCE OF LOADING FROM THE AXLE OF A GONDOLA CAR ON ITS DYNAMIC INDICATORS AND RAILWAY TRACK

A. O. Shvets, О. О. Bolotov

Abstract


Purpose. Increasing the maximum loading from the car axle on the rails during transportation of goods and the speed of movement of railway vehicles will enhance the integration processes between the countries. In order to ensure safe and reliable traffic at the railways it is necessary to improve control, quantitative evaluation of the dynamic loading of the rolling stock, which in the process of its operation is a relevant scientific and technical problem. The purpose of this work is to study the influence of the axle loading increase in gondola cars, taking into account the possible speed increase on their main dynamic indicators and indicators of interaction of rolling stock and track. Methodology. The study was carried out by the method of mathematical and computer simulation of the dynamic loading of a gondola car using the model of spatial oscillations of the coupling of five cars and the software complex developed in the branch research laboratory of the dynamics and strength of rolling stock (BRL DSRS). The initial data for research are as follows: the movement of gondola car of the model 12-532 with typical bogies of 18-100 at the speeds ranging from 50 to 90 km/h in curves with radii of 350 and 600 m, with superelevation of 130 and 120 mm, respectively. Findings. The article analyzes the dynamic qualities of a rolling stock using the example of gondola cars, the calculations are performed using the package of applied programs with sufficient accuracy for practice. During the theoretical studies and simulation, taking into account the processes of freight car oscillation in case of increasing the axle loading, the dependences of the main dynamic parameters, taking into account the movement speed were obtained. Originality. Originality of the work results lies in the study of the influence of increasing the axle loading in gondola cars, taking into account the possible movement speed increase on the dynamic loading in order to solve the problem of forecasting the rolling stock dynamics. The results of theoretical studies, taking into account the movement speed in the curved track sections of small and medium radius were obtained for the first time. Practical value. The application of these results will contribute to improving the traffic safety of freight cars and will improve the technical and economic performance of railway transport.


Keywords


cargo; gondola cars; dynamic indicators; curved track sections; axle loading; interaction indicators; rolling stock and track; gravity center; movement speed

Full Text:

PDF HTML

References


Avtomatizirovannaya sistema dozirovannoy pogruzki shchebnya v vagony. Retrieved from https://clck.ru/F7bWE (in Russian)

Apparatno-programmnyy kompleks kontrolya zagruzki vagonov «ARSIS.Skaner». OOO «Mallenom Sistems». Retrieved from http://www.mallenom.ru/Docs/ARSCIS.Scanner.pdf (in Russian)

Vagonnyj park PAT «Ukrzaliznycja» ta vzajemodija z pryvatnymy vlasnykamy ruhomogo skladu. (2017). Kharkiv: Department of Development and Technical Policy; manager PJSC «Ukrzaliznytsya». (in Ukrainian)

Vagonnye vesy. Tochnoe Opredelenie Massy (TOM). Retrieved from http://tom.odessa.ua/index.php?p=vagon (in Russian)

Danilenko, E. I. (2010). Zaliznychna koliia: pidruchnyk dlia vyshchykh navchalnykh zakladiv. (Vol. 1-2). Kyiv: Inpres. (in Ukrainian)

Danovich, V. D., & Malysheva, A. A. (1998). Mathematical Model of Spatial Oscillations of the Coupling of Five Cars Moving Along a Rectilinear Section of the Track. Transport. Stress Loading and Durability of a Rolling Stock (рр. 62-69). Dnepropetrovsk. (in Russian)

Rukhomyj sklad zaliznycj. Normy dopustymogho vplyvu na zaliznychnu koliju1520 mm. 33 DSTU 7571:2014 (2014). (in Ukrainian)

Vahony vantazhni. Vymohy do mitsnosti ta dynamichnykh yakostei, 58 DSTU 33211:2017 (2017). (in Ukrainian)

Romanovych, Y. V., Afanasov, H. M., Kozar, L. M., & But, V. V. (2014). Zasoby dlia mekhanizatsii rozrivniuvannia nasypnykh vantazhiv u napivvahonakh. Collected Scientific Works of Ukrainian State University of Railway Transport, 148(1), 116-121. (in Ukrainian)

Lazaryan, V. A., Dlugach, L. A., & Korotenko, M. L. (1972). Ustoychivost dvizheniya relsovykh ekipazhey. Kiev: Naukova dumka. (in Russian)

Shvets, A. O., Zhelieznov, K. I., Akulov, A. S., Zabolotnyi, O. M., & Chabaniuk, E. V. (2016). Determination the permissible forces in assessing the lift resistant factor of freight cars in trains. Science and Transport Progress, 1(61), 180-192. doi: 10.15802/stp2016/61045 (in Russian)

Pravyla perevezennia vantazhiv navalom i nasypom (2014). Retrieved from http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0795-01 (in Ukrainian)

Pravyla perevezennia vantazhiv u vahonakh vidkrytoho typu (2014). Retrieved from http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0796-01 (in Ukrainian)

Rybkin, V. V., & Savluk, V. Y. (2012). Provedennia vyprobuvan z vplyvu na koliiu ta strilochni perevody rukhomoho skladu novoho pokolinnia z osovym navantazhenniam 25 t na vis. Collected Scientific Works of Ukrainian State University of Railway Transport, 130, 127-131. (in Ukrainian)

Transportno-razgruzochnoe oborudovanie. Predpriyatie Dneprotyazhmash. Retrieved from http://www.dts.dp.ua/ru/factories/dnieprotiazhmash/products/transportno-razghruzochnoie-oborudovaniie (in Russian)

Shvets, A. O. (2018). Influence of the longitudinal and transverse displacement of the center of gravity of the load in gondola cars on their dynamic indicators. Science and Transport Progress, 5(77), 115-128. doi: 10.15802/stp2018/146432 (in Ukrainian)

Shvets, A. O. (2018). Specifics of Determining the Moments of Inertia a Freight Wagons Bodies. Visnyk sertyfikatsii zaliznychnoho transportu, 5(51), 20-34. (in Ukrainian)

Shvets, A. O., Zhelieznov, К. I., Аkulov, А. S., Zabolotnyi, О. M., & Chabaniuk, Y. V. (2015). Determination of the issue concerning the lift resistance factor of lightweight car. Science and Transport Progress, 6(60), 134-148. doi: 10.15802/stp2015/57098 (in English)

Kato, T., Yamamoto, Y., Kato, H., Dedmon, S., & Pilch, J. (2017). Effect of fracture toughness on vertical split rim failure in railway wheels. Engineering Fracture Mechanics, 186, 255-267. doi: 10.1016/j.engfracmech.2017.09.025 (in English)

Baptista, R., Santos, T., Marques, J., Guedes, M., & Infante, V. (2018). Fatigue behavior and microstructural characterization of a high strength steel for welded railway rails. International Journal of Fatigue, 117, 1-8. doi: 10.1016/j.ijfatigue.2018.07.032 (in English)

Kurhan, D. (2016). Determination of Load for Quasi-static Calculations of Railway Track Stress-strain State. Acta Technica Jaurinensis, 9(1), 83-96. doi: 10.14513/actatechjaur.v9.n1.400 (in English)

Nikas, D., Zhang, X., & Ahlström, J. (2018). Evaluation of local strength via microstructural quantification in a pearlitic rail steel deformed by simultaneous compression and torsion. Materials Science and Engineering: A, 737, 341-347. doi: 10.1016/j.msea.2018.09.067 (in English)


GOST Style Citations


  1. Автоматизированная система дозированной погрузки щебня в вагоны [Electronic resource]. – Available at: https://clck.ru/F7bWE – Title from the screen. – Accessed : 30.01.2019.
  2. Аппаратно-программный комплекс контроля загрузки вагонов «АРСИС.Сканер» [Electronic resource] // ООО «Малленом Системс». – Available at: http://www.mallenom.ru/Docs/ARSCIS.Scanner.pdf – Title from the screen. – Accessed : 30.01.2019.
  3. Вагонный парк ОАО «Укрзализныця» и взаимодействие с частными владельцами подвижного состава / Департамент развития и технической политики (ЦТех) рук. ПАО «Укрзализныця». - Харьков, 2017. - 11 с.
  4. Вагонные весы [Electronic resource] // Точное Определение Массы (ТОМ). – Available at: http://tom.odessa.ua/index.php?p=vagon – Title from the screen. – Accessed : 28.01.2019.
  5. Даниленко, Е. И. Железнодорожный путь: учеб. для высш. учеб. закл. : В 2 т. / Е. И. Даниленко. - Киев: Инпрес, 2010. - Т. 2. - 456 с.
  6. Данович, В. Д. Математическая модель пространственных колебаний сцепа пяти вагонов, движущихся по прямолинейному участку пути / В. Д. Данович, А. А. Малышева // Транспорт. Нагруженность и прочность подвижного состава : сб. науч. тр. / Днепропетр. гос. техн. ун-т ж.-д. трансп. – Днепропетровск, 1998. – С. 62–69.
  7. ДСТУ 7571: 2014. Подвижной состав железных дорог. Нормы допустимого воздействия на железнодорожную колию1520 мм. - Введ. 2014-02-12. - Киев: УкрНДНЦ, 2014. - 33 с.
  8. ДСТУ ГОСТ 33211:2017. Вагони вантажні. Вимоги до міцності та динамічних якостей (ГОСТ 33211-2014). – Введ. 2017–07–01. – Київ : УкрНДНЦ, 2017. – 58 с.
  9. Засоби для механізації розрівнювання насипних вантажів у напіввагонах / Є. В. Романович, Г. М. Афанасов, Л. М. Козар, В. В. Бут // Зб. наук. пр. Укр. держ. акад. залізн. трансп. – Харків, 2014. – Вип. 148 (1). – С. 116–121.
  10. Лазарян, В. А. Устойчивость движения рельсовых экипажей / В. А. Лазарян, Л. А. Длугач, М. Л. Коротенко. – Киев : Наукова думка, 1972. – 197 с.
  11. Определение допустимых сил при оценке устойчивости грузовых вагонов от выжимания в поездах / А. А. Швец, К. И. Железнов, А. С. Акулов, А. Н. Заболотный, Е. В. Чабанюк // Наука та прогрес транспорту. – 2016. – № 1 (61). – С. 189–192. doi: 10.15802/stp2016/61045
  12. Правила перевезення вантажів навалом і насипом (ст. 37 Статуту) [Electronic resource] : затв. Наказом М-ва транспорту та зв’язку України від 20.08.2001 р. № 542 // Законодавство України. – 2014. – Available at: http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0795-01 – Title from the screen. – Accessed : 28.01.2019.
  13. Правила перевезення вантажів у вагонах відкритого типу (ст. 32 Статуту) [Electronic resource] : затв. Наказом М-ва транспорту та зв’язку України від 20.08.2001 р. № 542 // Законодавство України. – 2014. – Available at: http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0796-01 – Title from the screen. – Accessed : 28.01.2019.
  14. Рибкін, В. В. Проведення випробувань з впливу на колію та стрілочні переводи рухомого складу нового покоління з осьовим навантаженням 25 т на вісь / В. В. Рибкін, В. Є. Савлук // Зб. наук. пр. Укр. держ. акад. залізн. трансп. – Харків, 2012. – Вип. 130. – С. 127–131.
  15. Транспортно-разгрузочное оборудование [Electronic resource] // Предприятие Днепротяжмаш. – Avai-lable at: http://www.dts.dp.ua/ru/factories/dnieprotiazhmash/products/transportno-razghruzochnoie-oborudovaniie – Title from the screen. – Accessed : 28.01.2019.
  16. Швець, А. О. Вплив поздовжнього та поперечного зміщення центру ваги вантажу в піввагонах на їх динамічні показники / А. О. Швець // Наука та прогрес транспорту. – 2018. – № 5 (77). – С. 115–128. doi: 10.15802/stp2018/146432
  17. Швець, А. О. Особливості визначення моментів інерції кузовів вантажних вагонів / А. О. Швець // Вісник сертифікації залізничного транспорту. – 2018. – № 5 (51). – С. 20–34.
  18. Determination of the issue concerning the lift resistance factor of lightweight car / A. O. Shvets, К. I. Zhelieznov, А. S. Аkulov, О. M. Zabolotnyi, Ye. V. Chabaniuk // Наука та прогрес транспорту. – 2015. – № 6 (60). – С. 134–148. doi: 10.15802/stp2015/57098
  19. Effect of fracture toughness on vertical split rim failure in railway wheels / T. Kato, Y. Yamamoto, H. Kato, S. Dedmon, J. Pilch // Engineering Fracture Mechanics. – 2017. – Vol. 186. – P. 255–267. doi: 10.1016/j.engfracmech.2017.09.025
  20. Fatigue behavior and microstructural characterization of a high strength steel for welded railway rails / R. Baptista, T. Santos, J. Marques, M. Guedes, V. Infante // International Journal of Fatigue. – 2018. – Vol. 117. – P. 1–8. doi: 10.1016/j.ijfatigue.2018.07.032
  21. Kurhan, D. Determination of Load for Quasi-static Calculations of Railway Track Stress-strain State / D. Kurhan // Acta Technica Jaurinensis. – 2016. – Vol. 9. – Іss. 1. – Р. 83–96. doi: 10.14513/actatechjaur.v9.n1.400
  22. Nikas, D. Evaluation of local strength via microstructural quantification in a pearlitic rail steel deformed by simultaneous compression and torsion / D. Nikas, X. Zhang, J. Ahlström // Materials Science and Engineering: A. – 2018. – Vol. 737. – P. 341–347. doi: 10.1016/j.msea.2018.09.067




Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN 2307–3489 (Print)
ІSSN 2307–6666 (Online)