Антипин Д. Я., Кобищанов В. В., Шорохов С. Г. Оценка безопасности локомотивной бригады электропоезда при продольном аварийном соударении с препятствием: текстовая версия

Внедрение в эксплуатацию современного высокоскоростного пригородного железнодорожного подвижного состава приводит к повышению рисков тяжелого травмирования и к гибели пассажиров и членов локомотивных бригад. Статистика происшествий на железных дорогах России свидетельствует о высокой вероятности аварийных столкновений поездов с препятствиями на переездах, в том числе нерегулируемых. В условиях скоростного движения это приводит к разрушению подвижного состава и травмированию людей, поэтому оценка безопасности локомотивной бригады электропоезда в подобных аварийных ситуациях чрезвычайно актуальна.

Анализ безопасности членов локомотивной бригады возможен на основе натурных экспериментов с использованием специализированных манекенов [1, 2] или с помощью методов математического моделирования [3]. Основная часть исследований выполнена в Европе и США. В отечественной практике такие исследования не получили широкого распространения и проводятся методами математического моделирования в автомобилестроении, авиации, космонавтике, а также для обеспечения безопасности аттракционов [4].

В качестве объекта исследования рассматривается аварийное соударение электропоезда постоянного тока ЭД4М производства ОАО «Демиховский машиностроительный завод» с грузовым микроавтобусом Mer ce des-Benz Sprinter на автомобильном переезде. Для моделирования аварийной ситуации в средепромышленного программного комплекса моделирования динамики систем тел «Универсальный механизм» [5] разработаны твердотельные компьютерные модели электропоезда и грузового микроавтобуса.

Твердотельная компьютерная модель электропоезда состоит из моделей двух головных вагонов, двух моторных и одного прицепного. В расчетной схеме кузова вагонов представляются абсолютно твердыми телами с реальными геометрическими и инерциальными характеристиками. Ходовые части вагонов электропоезда включаются в модель в виде подсистем, которые состоят из твердых тел, объединенных упругодиссипативными контактными силовыми элементами и шарнирами. Компьютерная модель грузового микроавтобуса Mercedes-Benz Sprinter представлялась системой абсолютно твердых тел, связанных между собой силовыми элементами и шарнирами.

Упруго-пластические свойства кузова микроавтобуса при боковом ударе учитывались введением между моделями электропоезда и автомобиля специального упруго-диссипативного элемента. При моделировании детально описывается взаимодействие пневматических колес автомобиля с покрытием переезда и с рельсошпальной решеткой с использованием каскада силовых контактных элементов.

Верификация компьютерной модели электропоезда выполнена сопоставлением данных натурных ходовых испытаний с результатами, полученными расчетным путем. Сопоставление проводилось по значениям вертикальных ускорений кузова и рамной силы в зависимости от скорости движения вагона. Установлено, что результаты, полученные с использованием разработанной динамической модели электропоезда, сходны с результатами ходовых испытаний, что подтверждает ее адекватность.
Авторы:  Антипин Д. Я., Кобищанов В. В., Шорохов С. Г.
Источник:  Транспорт РФ. 2015. № 3 (58). С. 47–49.
Ключевые слова:  моделирование столкновения локомотива, безопасность локомотивной бригады
Контакты:  adya24@rambler.ru