Статистическая динамика механических систем
Приведены основные результаты исследований, выполненных отделом “Статистическая динамика механических систем” ИТМ НАН Украины и НКА Украины в период 1998-2008 гг. The basic results of research carried out by the Statistical Dynamics of Mechanical Systems Department of ITM, NASU and NSAU in the perio...
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут технічної механіки НАН України і НКА України
2008
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5575 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Статистическая динамика механических систем / В.Ф. Ушкалов, Т.Ф. Мокрий // Техн. механика. — 2008. — № 2. — С. 123 – 138. — Бібліогр.: 53 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859940153258147840 |
|---|---|
| author | Ушкалов, В.Ф. Мокрий, Т.Ф. |
| author_facet | Ушкалов, В.Ф. Мокрий, Т.Ф. |
| citation_txt | Статистическая динамика механических систем / В.Ф. Ушкалов, Т.Ф. Мокрий // Техн. механика. — 2008. — № 2. — С. 123 – 138. — Бібліогр.: 53 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Приведены основные результаты исследований, выполненных отделом “Статистическая динамика механических систем” ИТМ НАН Украины и НКА Украины в период 1998-2008 гг.
The basic results of research carried out by the Statistical Dynamics of Mechanical Systems Department of ITM, NASU and NSAU in the period of 1998 – 2008 are presented.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:11:07Z |
| format | Article |
| fulltext |
123
УДК 629.2
В.Ф. УШКАЛОВ, Т.Ф. МОКРИЙ
СТАТИСТИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Приведены основные результаты исследований, выполненных отделом “Статистическая динамика
механических систем” ИТМ НАН Украины и НКА Украины в период 1998-2008 гг.
The basic results of research carried out by the Statistical Dynamics of Mechanical Systems Department of
ITM, NASU&NSAU in the period of 1998 – 2008 are presented.
Отдел "Статистическая динамика механических систем" образован в
1975 году. Область исследований – случайные колебания механических сис-
тем, идентификация и оптимизация их параметров; прогнозирование вибро-
нагруженности и динамической прочности движущихся объектов, в том чис-
ле транспортных средств и изделий ракетно-космической техники.
В период 1998-2008 гг. в отделе выполнен ряд теоретических и выте-
кающих из них прикладных исследований. Так, развиты методы углубленных
исследований случайных колебаний и динамического взаимодействия эле-
ментов сложных механических систем и их контактного взаимодействия с
рельсовым деформируемым основанием. С использованием этих методов
усовершенствована пара "колесо – рельс" за счет изменения формы диска
колеса и профиля головки рельса, что позволяет улучшить условия вписыва-
ния железнодорожных экипажей в криволинейные участки пути, снизить на-
пряжения в зонах контакта колес и рельсов, уменьшить износ контактирую-
щих тел, повысить их ресурс. Проведены исследования по усовершенствова-
нию ходовых частей железнодорожных вагонов для повышения их динами-
ческих качеств и улучшения взаимодействия с путем, и в итоге разработаны
и внедрены много лет ожидаемые на железнодорожном транспорте стран
СНГ и Балтии изменения в ходовых частях подвижного состава.
Продолжены исследования проблемы транспортировки ракет-носителей,
на этот раз по морским путям, с учетом долговременных статистических
данных о волновых режимах на маршруте транспортировки ракет-носителей.
Выполнены качественный анализ и моделирование особых режимов
движения механических систем с фрикционным взаимодействием, в частно-
сти явлений "wedging" (заклинивание) и "jamming" (заедание); доказана воз-
можность использования в движущихся механических системах обратной
связи по ускорению; исследованы особенности описания сингулярно возму-
щенных механических систем и свойства уравнений их движения. Эти теоре-
тические разработки нашли применение при решении ряда практических за-
дач в области совершенствования или создания новых транспортных средств
и изделий ракетно-космической техники.
Наиболее важные результаты теоретических и прикладных исследований
кратко изложены ниже.
Основные результаты в области совершенствования и создания
средств железнодорожной техники
Уточнение модели взаимодействия пары «колесо-рельс». Одним из
наиболее сложных вопросов, возникающих при прогнозировании показате-
лей динамических качеств вагонов и, в частности, устойчивости их движе-
ния, является определение сил крипа, которые обусловлены явлением псев-
доскольжения контактных поверхностей пары «колесо-рельс» из-за жесткой
В.Ф. Ушкалов, Т.Ф. Мокрий, 2008
Техн. механика. – 2008. – № 2.
124
насадки колес на общей оси и конической формы поверхностей их катания.
Величина псевдоскольжения каждого закрепленного на оси колеса зависит от
соотношения длин кругов катания и расстояний, проходимых колесами по
рельсам, от вертикальных нагрузок в каждый момент времени на каждое ко-
лесо, режима работы колесной пары (свободное качение, тяговый или тор-
мозной режим), состояния контактных поверхностей колес и рельсов и т.п.
Традиционная расчетная модель для определения показателей крипа имеет
ограниченную область использования: линейный профиль поверхности ката-
ния колеса, одинаковый диаметр колес, постоянная ширина колеи, неизно-
шенные рельсы и колеса, одинаковые горизонтальные неровности на обоих
рельсах, равномерная нагрузка на колеса и др. Прогнозные оценки динамиче-
ских качеств вагонов при этом могут существенно отличаться от реальных
значений. В результате проведенных исследований предложена уточненная
модель для определения показателей крипа, которая позволяет более точно
описать динамические процессы взаимодействия в системе «экипаж-путь».
Оценено влияние уточнений на величину критической скорости и вынужден-
ные колебания вагонов, выполнено сравнение с экспериментальными данны-
ми. В дальнейшем эта модель использовалась для проведения расчетов с це-
лью усовершенствования ходовых частей грузовых и пассажирских вагонов и
улучшения контактного взаимодействия пары «колесо-рельс». Решена также
задача об идентификации сил крипа в точке контакта колеса и рельса [1].
Разработка профилей обода колеса. Теоретические разработки по соз-
данию новых профилей колес ведутся в отделе с 1997 г. [2 – 14]. Проводятся
они поэтапно с чередованием теоретических и экспериментальных исследо-
ваний, поскольку окончательные выводы об эффективности использования
того или иного профиля могут быть сделаны лишь на основании результатов
динамических ходовых и эксплуатационных испытаний вагонов.
На первом этапе из большой серии созданных профилей ободьев колес
были предложены для испытаний два новых профиля, использование кото-
рых, по прогнозным оценкам, позволило бы существенно (в 1,5 – 2 раза) сни-
зить износ контактирующих тел. Проведенные ходовые испытания вагонов,
оборудованных колесами с новыми профилями, подтвердили эффективность
их применения с точки зрения износа гребней. Однако динамические качест-
ва грузовых вагонов несколько ухудшились. Поэтому к разработке новых
профилей обода колес в теоретических исследованиях пришлось применить
комплексный подход, заключающийся в поиске компромиссного решения
при противоречивых критериях, которыми являются снижение износа колес
и улучшение динамических качеств вагонов. В результате такого подхода
удалось создать более совершенный профиль ИТМ-73 [10 – 14], при исполь-
зовании которого, как показали расчеты и экспериментальные данные, ин-
тенсивность износа гребней колес не выше, чем у колес с ранее разработан-
ными профилями, и показатели динамических качеств грузовых вагонов не
выходят за пределы допустимых значений в диапазоне эксплуатационных
скоростей [8]. Дальнейшее улучшение динамических качеств вагона (в част-
ности, повышение его критической скорости), как показали исследования,
целесообразно проводить не за счет продолжения изменения формы профиля
колеса, а за счет других конструктивных изменений в базовой тележке, на-
пример, использования упругих скользунов постоянного контакта.
125
В последнее время отдел работает над созданием конформного профиля
обода колеса. Если профиль колеса в области гребня конформен профилю
рельса, имеют место самая большая площадка контакта и наименьшие кон-
тактные напряжения по сравнению с неконформными профилями.
Разработана уточненная математическая модель взаимодействия желез-
нодорожного колеса и рельса, позволяющая учесть ряд важных факторов,
таких как конформность контакта, три фазы взаимодействия (в том числе
двухточечный контакт), нелинейность сил крипа и т.п.
Проведены исследования по оценке влияния формы контактных поверх-
ностей колес и рельсов (в том числе с конформным контактом) на динамиче-
ские качества грузового вагона, показатели взаимодействия и износа кон-
тактной пары «колесо – рельс» при движении вагона с различными скоро-
стями по прямым и криволинейным участкам пути. По результатам этих рас-
четов выбран конформный профиль колеса, который рекомендуется для ис-
пользования на отечественных железных дорогах. Показано, что грузовые
вагоны с выбранным конформным профилем обода колес обладают доста-
точно высокими динамическими качествами, и, по сравнению со случаем
применения стандартных колес, имеют значительно меньшие показатели из-
носа гребней и в два раза выше срок службы колес.
Разработка износостойких профилей рельсов. При движении вагонов в
кривых имеет место усиленный износ боковой грани головки наружного рельса
и развитие дефектов контактно-усталостного происхождения. В результате ме-
нять рельсы в кривых приходится значительно чаще, чем на прямых участках
пути. В мире ведутся интенсивные исследования по разработке новых форм
головок рельсов, в частности асимметричных, для наружных нитей кривых.
В Австрии с 1995 г. применение асимметричного шлифования с целью
создания специальных профилей головок наружных рельсов было возведено в
разряд обязательных мероприятий, проводимых в рамках текущего содержания
пути. В результате этого срок службы рельсов увеличился почти на 50%.
На железных дорогах СНГ массово применяются рельсы Р65. Эти рельсы
хорошо работают на прямых участках пути. В кривых малого радиуса при
существующих осевых нагрузках и скоростях движения поездов рельсы Р65
изнашиваются более интенсивно.
В последнее время в отделе ведутся исследования по оптимизации профи-
ля головки рельса. Разработана серия новых форм головок рельсов для наруж-
ных нитей кривых, позволяющих снизить боковой износ. При этом учитыва-
лось, что доля новых колес в эксплуатации очень мала, поэтому основное вни-
мание уделялось взаимодействию рельсов с изношенными колесами.
Одним из разработанных профилей является асимметричный профиль
И23 [15]. Головка рельса с профилем И23 имеет более выпуклую верхнюю
часть рабочей поверхности по сравнению со стандартным рельсом Р65, что
позволяет уменьшить контактное взаимодействие колес подвижного состава
с зоной ее бокового закругления вследствие рассредоточения (со смещением
к центру головки) мест приложения вертикальных нагрузок. Радиус бокового
закругления головки рельса выбирался из условия снижения бокового износа
рельсов и обеспечения двухточечного контакта как с неизношенными, так и с
изношенными стандартными колесами.
С помощью метода конечных элементов проведены расчеты контактного
взаимодействия колес с предлагаемым рельсом И23, а также – для сравнения
126
– со стандартным рельсом Р65. Согласно результатам этих расчетов, при
взаимодействии рельса И23 со стандартным колесом в кривых малого радиу-
са наибольшие эквивалентные напряжения возникают (в отличие от рельса
Р65) в центральной части головки рельса, что некритично. В районе касания
гребня колеса напряжения в 1,5 – 2 раза меньше, чем в случае использования
рельса Р65, что снижает вероятность возникновения контактно-усталостных
повреждений выкружки рельса.
Отметим также, что работа сил трения в зоне контакта гребня колеса с
рельсом, имеющим профиль И23, существенно ниже, чем со стандартным
рельсом Р65, а следовательно, меньше и боковой износ головки рельса.
Таким образом, применение в наружных нитях кривых малого радиуса
рельсов с профилем головки И23 является эффективным как с точки зрения
уменьшения бокового износа головки рельса, так и с точки зрения предупре-
ждения образования и развития контактно-усталостных повреждений.
Уточнение математической модели для исследования динамики ва-
гонов с упругими дисками колес и их взаимодействия с путем. Взаимо-
действие колеса и рельса является одним из основных факторов, определяю-
щих безопасность движения, допустимую скорость поездов, нагруженность
рельсов и т.п. При этом определенное улучшение взаимодействия колеса с
рельсами можно получить путем совершенствования формы диска колеса.
С помощью конечно-элементной модели железнодорожного колеса ис-
следовано влияние геометрии диска на упругие свойства колеса. На основа-
нии зависимостей перемещений (относительно неподвижно закрепленной
ступицы) точек обода колеса от величины приложенных в этих точках сил
для разных вариантов формы и толщины дисков, а также различной толщины
ободьев колес определены жесткости колеса в радиальном и осевом направ-
лениях. Показано, что при действии реальных нагрузок в результате изгиба
дисков происходит поворот профиля обода колеса относительно профиля
головки рельса, что может оказывать заметное влияние на процессы контакт-
ного взаимодействия пары «колесо – рельс». Поскольку нагрузка на колесо
изменяется в процессе движения вагона, будет изменяться и угол поворота
обода колеса относительно головки рельса. Для учета таких смещений кон-
тактных поверхностей колес при расчетах пространственных колебаний еди-
ниц подвижного состава выполнено усовершенствование математической
модели, позволяющее учитывать изменение поворота обода колеса относи-
тельно рельса в зависимости от формы диска колеса, положения точек кон-
такта на ободе и динамических усилий, действующих в этих точках. В рас-
четной схеме учтены также упругие свойства дисков колес в радиальном и
осевом направлениях.
Устойчивость движения вагонов. Одним из принципиальных вопро-
сов, который в первую очередь необходимо решить в процессе модернизации
существующих и создания перспективных тележек, является обеспечение
устойчивости движения экипажей. Потеря устойчивости приводит к повы-
шенному износу элементов ходовых частей и верхнего строения пути. При
этом возможно также нарушение условий безопасности движения. Мини-
мальную скорость, при которой устанавливаются незатухающие автоколеба-
ния экипажа, принято называть критической.
127
В отделе проводились исследования устойчивости движения различных
грузовых и пассажирских вагонов. Далее для примера приведены результаты
исследований устойчивости движения порожних и груженых вагонов с те-
лежками модели 18-100 до и после их модернизации путем установки эле-
ментов компании A. Stucki [16], включающих упруго-фрикционные скользу-
ны постоянного контакта.
Оценено влияние такой модернизации тележки на значение критической
скорости вагона со стандартными колесами, имеющими различную степень
износа гребней: неизношенные (толщина гребня 33 мм), малоизношенные
(толщина гребня 29 – 30 мм) и среднеизношенные (толщина гребня 27 –
27,5 мм). Устойчивость движения вагонов рассматривалась как по отноше-
нию к возмущению начальных условий (устойчивость по А.М. Ляпунову),
так и при постоянно действующих малых возмущениях (устойчивость по
И.Г. Малкину).
Результаты теоретических исследований показали, что критическая ско-
рость вагона на типовых тележках существенным образом снижается с изно-
сом колес. Так, по сравнению с новыми колесами, как для порожнего, так и
для груженого вагонов при малом износе колес она меньше на 20 км/ч, а при
среднем износе – на 40 км/ч.
Снижение значения критической скорости, связанное с износом колес, у
вагона на модернизованных тележках с элементами A.Stucki происходит ме-
нее интенсивно. При малом износе колес это значение уменьшается на 10 и
20 км/ч, а при среднем износе – еще на 10 и 5 км/ч для порожнего и гружено-
го вагонов соответственно.
В случае неизношенных колес критическая скорость вагона на модерни-
зованных тележках примерно на 40 – 50 км/ч выше, чем у вагона на типовых
тележках. В процессе износа колес это различие увеличивается и достигает
55 – 60 км/ч для вагонов со среднеизношенными колесами.
Следует отметить, что оценки, полученные при проведенных теоретиче-
ских исследованиях, представляют собой верхнюю границу значений крити-
ческой скорости для экипажа данной конструкции. Это связано с тем, что в
расчетах моделируется движение по идеально гладкому пути без неровностей
или при возмущениях со стороны пути, составляющих 2 – 10% от уровня го-
ризонтальных неровностей, характерных для хорошего состояния пути. При
движении экипажа по пути с реально действующими возмущениями крити-
ческая скорость может снижаться.
Для экспериментальной оценки динамических качеств грузовых вагонов
на типовых и модернизированных тележках были проведены ходовые испы-
тания со скоростями движения до 120 км/ч. Найденные в результате такого
эксперимента значения критических скоростей несколько ниже полученных
теоретических оценок, однако качественная картина устойчивости движения
грузовых вагонов с различными типами тележек остается такой же.
Проведенные теоретические и экспериментальные исследования устой-
чивости грузовых вагонов показали, что модернизация тележек с использо-
ванием элементов A. Stucki позволяет повысить критическую скорость грузо-
вых вагонов (как с новыми, так и с изношенными колесами).
Явления заедания и заклинивания в системах с сухим трением. На-
чиная с 2000 г. в отделе проводятся работы по исследованию специальных
режимов функционирования фрикционных систем [17 – 27]. В тележках 18-
128
100, как и в других трехэлементных тележках грузовых вагонов, рассеяние
энергии колебаний осуществляется при помощи сухого трения. С трением, в
частности, происходит скольжение клиньев относительно боковин и надрес-
сорных балок. При определенных условиях даже сравнительно малые воз-
мущения могут приводить к большим изменениям характеристик движения,
например, к резкому и значительному возрастанию нормальных реакций и,
как следствие, других сил, в частности сил взаимодействия колеса и рельса.
В отдельных же случаях, когда система приближается к некоторым особым
состояниям, силы теоретически могут стремиться к бесконечности. Такое
явление в системах с кулоновым трением называют “jamming” (заедание) или
“wedging” (заклинивание) в зависимости от некоторых дополнительных ус-
ловий [17, 20 – 27, http://mzhecheve.web.optima.com.ua].
В результате исследований определены условия, при которых в процессе
движения грузовых вагонов с трехэлементными тележками, в частности с
тележками Barber S-2-D, Barber S-2-РD (США) и 18-100 (страны СНГ), может
возникать явление "jamming", сопровождающееся резким и значительным
ростом сил взаимодействия клиньев с надрессорными балками и колес с
рельсами [17, 20, 27]. Показано, что наиболее перспективный путь уменьше-
ния контактных сил связан с понижением контактной жесткости, в частности
за счет использования полиуретановых накладок, что позволяет практически
устранить "jamming".
Суть "wedging" заключается в том, что в некоторых конфигурациях сис-
тему заклинивает, а значения возникающих при этом сил реакций могут быть
очень большими, что может привести к появлению необратимых деформаций
в телах и даже к разрушению системы. В результате выполненных исследо-
ваний установлены геометрические и аналитические условия возникновения
"wedging" в системах с двумя, тремя и произвольным числом фрикционных
контактов [17, 20 – 27]. Применение полученных теоретических результатов
к исследованию различных фрикционных систем (Пэнлеве-Клейна, фрикци-
онной системы демпфирования и др.) показало, что они могут быть эффек-
тивно использованы на практике при анализе возможности возникновения
"wedging" в реальных системах с фрикционными контактами.
Силы, зависящие от ускорения. Как известно, в 1964 году Л. Парс
опубликовал монографию "A Treatise on Analytical Dynamics", в которой до-
казывает, что силы, зависящие от ускорения, неприемлемы в механике, по-
скольку противоречат одному из ее основополагающих принципов – принци-
пу независимости действия сил. Несмотря на эту публикацию, в отделе в те-
чение 10 лет проводились исследования, в результате которых было показа-
но, что приведенное Л. Парсом доказательство ошибочно, а силы, зависящие
от ускорения, в такой же степени приемлемы в механике, как и традицион-
ные силы, зависящие только от положения, скорости и времени [28 – 30,
http://mzhecheve.web.optima.com.ua]. Работы [28, 29] устранили принципи-
альное препятствие на пути применения сил, зависящих от ускорения. Даль-
нейшие исследования [30] показали, что существует целый ряд прикладных
задач, которые могут быть решены с помощью сил, зависящих от ускорения.
В одних случаях эти силы могут использоваться для объяснения различных
физических явлений, в других – как средство получения наиболее эффектив-
ного решения, в третьих – как единственный способ решения. Вместе с тем,
эти силы имеют принципиальные особенности, приводящие иногда к неожи-
129
данным эффектам. Так, при алгебраической зависимости сил от ускорения
пренебрежение даже сколь угодно малым ненулевым запаздыванием может
приводить к качественным изменениям в поведении системы. Вследствие
этого движение системы может оказаться неустойчивым даже в том случае,
когда действительные части корней соответствующего характеристического
уравнения отрицательны. В результате проведенных исследований было по-
казано, что формирование стабилизирующего управления должно осуществ-
ляться в соответствии с дифференциальной зависимостью управления от ус-
корения. При соответствующем выборе параметров такое управление не
только обеспечивает асимптотическую устойчивость тривиального решения,
но и позволяет существенно снизить влияние постоянно действующих воз-
мущений.
Разработанные подходы и методы были применены к исследованию кон-
кретных механических систем. В частности, исследована задача стабилиза-
ции железнодорожного вагона с наклоняемым кузовом, где использование
управляющего момента, зависящего от углового ускорения, позволило ре-
шить данную задачу без использования информации о неизвестном угле по-
ворота кузова [30]. Рассмотрена задача о стабилизации такими силами сингу-
лярно возмущенных систем для уменьшения влияния постоянно действую-
щих возмущений. Традиционный подход к стабилизации таких систем, когда
управление зависит только от положения и скорости, еще более повышает
жесткость системы, в связи с чем этот подход не всегда позволяет снизить
влияние постоянно действующих возмущений. Использование сил, завися-
щих от ускорения, позволило в несколько раз уменьшить влияние постоянно
действующих возмущений при стабилизации конкретного многозвенного
механизма.
Теоретические исследования по совершенствованию конструкции
тележек железнодорожных вагонов для скоростного движения. При вне-
дрении скоростного движения на существующих железных дорогах Украины
одной из важных задач является разработка рекомендаций относительно со-
вершенствования конструкций существующего подвижного состава и пути
для эксплуатации с повышенными скоростями. Для проведения таких иссле-
дований в отделе разработаны модификации расчетных схем и математиче-
ских моделей колебаний единиц подвижного состава с учетом изменений их
конструкций для эксплуатации в условиях скоростного движения в Украине.
Рассмотрен ряд вариантов изменения конструкции трехэлементных те-
лежек грузовых вагонов, в том числе [31 – 39]: применение боковых упруго-
диссипативных скользунов; установка дополнительного амортизатора в цен-
тральном подвешивании вагона; усовершенствование клиновой системы
фрикционного демпфирования тележки; применение упругих элементов и
адаптеров в узлах сочленения корпуса буксы с боковой рамой; введение до-
полнительных связей между колесными парами; использование нового изно-
состойкого профиля ободьев колес. Выполнено исследование по выбору ра-
циональных параметров узлов модернизации с точки зрения повышения кри-
тической скорости вагона, улучшения его динамических качеств для скоро-
стей движения до 120 км/ч, снижения интенсивности износа колес и рельсов.
Проведен также выбор параметров пассажирских вагонов, при которых
показатели динамических качеств экипажей и износа их колес удовлетворя-
ют нормативным требованиям для скоростей движения до 160 км/ч, в том
130
числе определены рациональные значения параметров жесткости и демпфи-
рования двухступенчатого рессорного подвешивания, оценено влияние базы
вагона на показатели плавности хода и износа колес пассажирского вагона,
проведено сравнение динамических качеств типового пассажирского вагона
на тележках КВЗ-ЦНИИ и вагона с выбранными рациональными параметра-
ми подвешивания. За счет замены значений указанных параметров типового
пассажирского вагона выбранными рациональными можно улучшить его ди-
намические качества и удовлетворить нормативным требованиям для “хоро-
шего” хода вагона как при существующих скоростях движения, так и при их
повышении до 160 км/ч.
Проведены также исследования по оценке динамических качеств пасса-
жирских вагонов нового поколения с увеличенной до 19 м базой на тележках
новых конструкций моделей 68-7007 (68-7012), предназначенных для экс-
плуатации с повышенными до 140 км/ч скоростями движения на железных
дорогах Украины. Выполнены расчеты движения экипажей в широком диа-
пазоне скоростей по прямым и криволинейным участкам пути с различным
уровнем входных возмущений, учитывающим состояние пути на отечествен-
ных железных дорогах. Предложены варианты сочетания жесткостных пара-
метров рессорного подвешивания и торсионных устройств, реализация кото-
рых позволит снизить уровень колебаний боковой качки кузова. Полученные
результаты использованы при совершенствовании конструкции тележек для
пассажирских вагонов нового поколения на Крюковском вагоностроитель-
ном заводе.
Внедрение результатов теоретических и экспериментальных иссле-
дований отдела по модернизации существующих и созданию новых те-
лежек грузовых вагонов. На протяжении многих десятилетий в парке гру-
зовых вагонов Украины и стран бывшего СССР широко используются трех-
элементные тележки модели 18-100. Эти тележки наряду с положительными
чертами (простота конструкции, невысокая стоимость изготовления, техно-
логичность в ремонте и др.) имеют существенные недостатки. Главные из
них – неудовлетворительные характеристики при вписывании в кривые, зна-
чительный износ колес и рельсов, склонность к самовозбуждению колебаний
виляния во время движения на прямых участках пути. По мере износа конст-
руктивных элементов влияние этих недостатков возрастает: увеличивается
износ пятниковых узлов и других элементов тележек, уменьшается критиче-
ская скорость вагонов. Во время движения вагонов со скоростями выше кри-
тической интенсивные колебания виляния кузова относительно тележек не-
гативно влияют на безопасность движения, а в некоторых случаях приводят к
сходу вагонов с рельсов. В связи с этим возникла необходимость замены те-
лежек модели 18-100.
В Украине работы проводятся в двух направлениях: первое направление
– замена тележек 18-100 модернизированными трехэлементными тележками
с сохранением основных наиболее металлоемких элементов модели 18-100 и
введением нескольких узлов модернизации (это направление требует мень-
шего времени и меньших финансовых затрат); второе направление – замена
тележек модели 18-100 существенно лучшими новыми тележками (этот путь
является более эффективным, но для этого нужно больше времени и значи-
тельные финансовые затраты).
131
Проведенные работы по первому направлению. На основании результа-
тов теоретических и экспериментальных исследований ИТМ предложена
комплексная модернизация типовых тележек (модели 18-100) грузовых ваго-
нов [40-43], которая включает использование трех устройств компании
А. Stucki (США): упругодиссипативных боковых скользунов постоянного
контакта в узлах опирания кузова на ходовые части, износостойких фрикци-
онных планок и фрикционных клиньев с упругими полиуретановыми наклад-
ками на наклонных поверхностях в рессорном подвешивании, эластомерных
прокладок между пятником и подпятником, а также одновременное приме-
нение колес с износостойким нелинейным профилем ИТМ-73, разработан-
ным в ИТМ НАНУ и НКАУ.
Использование комплексной модернизации тележек дает:
• значительное уменьшение сил взаимодействия колес и рельсов и,
как результат, уменьшение износа их контактирующих поверхно-
стей;
• возможность увеличения диапазона эксплуатационных скоростей
движения порожних грузовых вагонов на 30…40 км/ч;
• увеличение запаса устойчивости вагонов против схода с рельсов,
т. е. повышение безопасности движения при сохранении ограниче-
ний на скорость движения;
• увеличение ресурса элементов системы рессорного подвешивания
примерно в 7…10 раз;
• эффективное гашение колебаний виляния и боковой качки;
• полное исключение явления «заедания» во фрикционной системе
демпфирования;
• увеличение ресурса колесных пар по износу гребней колес более
чем в 2 раза;
• заметное уменьшение износа элементов пятникового узла;
• уменьшение износа поверхностей трения в буксовом проеме;
• возможность эффективного использования тележек рабочего парка
вагонов со значительным уменьшением эксплуатационных затрат на
их содержание;
• уменьшение затрат энергии на тягу благодаря уменьшению сил
взаимодействия колес и рельсов.
Более подробная информация об элементах комплексной модернизации
тележек приведена на сайте http://www.astucki.com.ua.
Эффективность комплексной модернизации тележек подтверждена ре-
зультатами ходовых динамических и эксплуатационных испытаний опытных
вагонов с типовыми и комплексно модернизированными тележками, прове-
денных в 2000-2007 гг. на железных дорогах Украины и России.
Указанная модернизация тележек предложена для внедрения на желез-
ных дорогах Украины, стран СНГ и Балтии, где ширина колеи 1520 мм. Раз-
работана инструкция по технологии установки узлов модернизации, начато
обучение специалистов для обслуживания модернизированных тележек в
процессе их эксплуатации.
С 2004 г. проводится широкомасштабное внедрение комплексной модер-
низации тележек грузовых вагонов на железных дорогах Украины. Сейчас
модернизацию тележек выполняют на Крюковском вагоностроительном за-
воде при строительстве новых вагонов и на всех вагоноремонтных заводах
132
Украины в период капитальных ремонтов вагонов. На сегодняшний день мо-
дернизировано более 13000 тележек. Имеется положительное решение Ко-
миссии Совета по железнодорожному транспорту полномочных представи-
телей стран СНГ и Балтии о возможности эксплуатации полувагонов с ком-
плексно модернизированными тележками на железных дорогах этих стран, а
также рекомендации Комиссии Совета железнодорожным администрациям
этих стран выполнять с 1 января 2008 г. предложенную комплексную модер-
низацию тележек модели 18-100 при плановых ремонтах грузовых вагонов
инвентарного парка. В настоящее время начата модернизация опытных групп
вагонов на железных дорогах России, Литвы, Казахстана.
Проведенные работы по второму направлению. В ИТМ выполнены
теоретические исследования по выбору параметров ряда тележек новых кон-
струкций. Это, в частности, тележки модели 18-4129 (разработка Украины) и
ICG Motion Control (разработка США), предназначенные для эксплуатации
на железных дорогах колеи 1520 мм в грузовых вагонах с увеличенной до
245 кН нагрузкой от оси на рельсы.
Конструкция тележки модели 18-4129 отличается от серийной тележки
модели 18-100 наличием билинейного рессорного подвешивания, скользунов
постоянного контакта, адаптеров в узлах опирания боковых рам на буксы,
диагональных связей между боковыми рамами. В тележке модели ICG
Motion Control также имеются скользуны постоянного контакта и адаптеры в
буксовых узлах, однако их конструкция иная, чем в тележке модели 18-4129.
Проведены исследования динамических качеств и износа колес порож-
них и груженых полувагонов нового поколения с новыми тележками, обору-
дованными колесами с неизношенными и среднеизношенными профилями
ободьев, при движении с разными скоростями по прямым и криволинейным
участкам рельсового пути.
Сделано сравнение полученных расчетных показателей динамических
качеств полувагона нового поколения с тележками модели 18-4129 и ICG
Motion Control с аналогичными данными для типового полувагона модели
12-783 с тележками 18-100, а также с экспериментальными данными для по-
лувагона нового поколения УВЗ с российскими тележками модели 18-579
(18-194-1) в двух вариантах исполнения (УВЗ 1 и УВЗ 2).
Для расчетов использовалось входное возмущение, которое построено в
ИТМ в виде преобразованных данных путеизмерителя (с учетом его ампли-
тудно-частотной характеристики) на отдельных участках железнодорожных
путей. Анализ этих данных показал, что частотный состав неровностей на
разных участках пути примерно одинаков, а уровень может существенно от-
личаться. Для оценки динамических качеств вагонов нового поколения с пер-
спективными украинскими и российскими тележками частотный состав воз-
мущения принимался таким, как на участке, где проводятся испытания укра-
инских вагонов, а расчетные уровни возмущений, действующих на вагоны со
стороны пути, подбирались с учетом экспериментальных данных о динами-
ческих показателях типового полувагона, полученных на скоростном поли-
гоне, где проводятся испытания российских вагонов.
По результатам компьютерного моделирования сделаны следующие вы-
воды. Тележки моделей 18-4129 и ICG Motion Control со стандартным про-
филем колес могут использоваться в полувагоне нового поколения для экс-
плуатации в порожнем и груженом состояниях на прямых участках пути со
133
скоростями до 120 км/ч включительно, на круговых кривых радиусов 300 м и
650 м – со скоростями до 80 км/ч и 100 км/ч соответственно. При этом дви-
жение полувагона будет устойчивым, значения показателей его динамиче-
ских качеств по вертикали и по горизонтали, в основном, не превысят допус-
тимых значений для «хорошего» хода вагона. Однако необходимо принять
меры по снижению износа стандартных колес у полувагонов нового поколе-
ния с тележками ICG Motion Control, поскольку при движении в кривых, осо-
бенно малого радиуса, он выше, чем у типового полувагона.
Полученные результаты использованы при выборе параметров модели
тележек для эксплуатации в полувагонах нового поколения.
Создание датчиков и усилительных блоков с фильтрами для изме-
рения виброускорений. Для измерения виброускорений при эксперимен-
тальных исследованиях динамической нагруженности элементов различных
объектов разработаны конструкция и принципиальная электрическая схема,
проведен монтаж, наладка, лабораторные и полевые испытания высокоточ-
ных одно- (ПДУ-5, ПДУ-50), двух- (ПДУ-205) и трехосных (ПДУ-305) датчи-
ков с аналоговыми выходами и усилительных блоков с фильтрами к ним.
Датчики ПДУ-5, ПДУ-205 и ПДУ-305 предназначены для измерения виброу-
скорений в диапазоне ± 5 g, датчик ПДУ-50 – в диапазоне ± 50 g. Основные
характеристики датчиков приведены в таблице.
Датчик,
тип
Диапазон
измерений,
g
Чувстви-
тельность,
мВ/g
Ширина
полосы
частот,
кГц
Питание,
В
Рабочий диа-
пазон темпе-
ратур,
0
С
ПДУ-5 ± 5 250, 500
750,1000
0÷10 5 от -40 до +85
ПДУ-205 ± 5 174 0÷0,5 5 от -20 до +70
ПДУ-305 ± 5 174 0÷0,5 5 от -20 до +70
ПДУ-50 ± 50 38 0÷1 5 от -40 до +70
Усилительные блоки с фильтрами конструктивно выполнены в виде бло-
ков-приставок УБ-1К, УБ-2К, УБ-3К, соответственно, для одно-, двух- и
трехосных датчиков, которые позволяют проводить обработку сигнала, по-
ступающего с датчика (по каждой координате), в диапазоне частот 0÷30,
0÷100 Гц с необходимыми коэффициентами усиления измерительного канала
(4, 8, 12, 16) и передачу его на регистратор. Усилительные блоки могут рас-
полагаться как в непосредственной близости к датчикам, так и возле регист-
ратора.
Основные результаты в области создания изделий ракетно-
космической техники
Определение параметров орбит космических аппаратов. Несмотря на
интенсивное развитие космической науки, точность определения состояния
(положения и скорости) как наземных, так и космических объектов, обеспе-
чиваемая существующими технологиями, для ряда практически важных за-
дач (навигации, дистанционного зондирования Земли, картографии, океано-
графии и др.) является неудовлетворительной. Традиционные методы не все-
гда эффективны при высоких требованиях к точности оценивания, что посто-
янно стимулирует разработку новых эффективных методов и технических
134
решений для определения движения космических аппаратов на основе стати-
стической обработки измерительной информации.
В институте разработан новый метод оценивания параметров орбит кос-
мических аппаратов – метод согласованных измерений [44, 45], представ-
ляющий собой развитие известного метода гарантированных оценок. Этот
метод предъявляет сравнительно слабые и легко проверяемые требования к
ошибкам измерений, благодаря чему в ряде практически важных случаев он
обеспечивает более высокую (иногда значительно) точность определения со-
стояния как наземных, так и космических объектов.
Простота и наглядность метода позволяет эффективно использовать его
на этапах планирования и предварительной обработки измерений. Разрабо-
танный метод согласованных измерений был использован при экспертизе
качества измерений наземной станции совмещенной командно-телеметриче-
ской радиолинии для космических аппаратов «Микроспутник» и «EgyptSat».
В результате был выявлен ряд ошибок в программном обеспечении наземной
станции и выполнен анализ эффективности мер, предпринятых разработчи-
ком по устранению указанных ошибок.
Сингулярно возмущенные механические системы. При исследовании
динамики многоэлементных механических систем часто пренебрегают мас-
со-инерционными характеристиками отдельных элементов, полагая их рав-
ными нулю. Классическая механика имеет дело только с частицами (матери-
альными точками) ненулевой (положительной) массы, однако нередко ис-
пользование нулевых масс вполне допустимо. Это, в частности, касается слу-
чаев, когда уравнения движения регулярные и удовлетворяют известным
теоремам о существовании, единственности и непрерывной зависимости ре-
шения задачи Коши от параметров. Вместе с тем, существуют механические
системы, уравнения движения которых после обнуления малых масс стано-
вятся вырожденными и поэтому не подпадают под действие данных теорем.
Вопрос о корректности обнуления малых масс для таких систем становится
нетривиальным. Кроме того, вырожденность уравнений движения приводит к
серьезным проблемам как при отыскании решений уравнений движения, так
и при их численном и качественном анализе.
В институте длительное время изучаются системы массовых и безмассо-
вых частиц. Исследованы особенности описания этих систем и свойства со-
ответствующих уравнений движения. Также рассмотрен вопрос о корректно-
сти процедуры обнуления малых масс как вопрос о непрерывной зависимо-
сти решения сингулярно возмущенных уравнений движения от малого пара-
метра [46 – 48, http://mzhecheve.web.optima.com.ua].
Поочередное управление. Еще одно направление фундаментальных ис-
следований связано с поочередным управлением [49]. Поочередное воздейст-
вие характеризуется тем, что в каждый момент времени оно приложено к од-
ному и только одному входу. Если в данный момент времени подвижное
управление приложено к данному входу, то все оставшиеся входы считаются
свободными от этого воздействия, то есть входные воздействия на все остав-
шиеся входы равны нулю. В другой момент времени поочередное входное
воздействие может переключиться на следующий вход или вернуться к
прежнему входу и т.д. Получен ряд результатов по управляемости, устойчи-
вости и оптимальному управлению механическими системами с поочеред-
ным управлением [28].
135
Исследования нагруженности ракет-носителей при морской транс-
портировке. Выполнены исследования по оценке нагруженности ступеней
ракет-носителей (РН) «Циклон-4» при морской транспортировке в грузовом
отсеке судна с территории Украины в Бразилию (космодром Алькантара) с
учетом разной степени балльности морского волнения [50 – 52]. Условия
морской транспортировки имеют ряд специфических особенностей по срав-
нению с другими видами транспортировки, например, железнодорожной или
автомобильной [53]. Это в первую очередь связано с невозможностью гаран-
тирования благоприятных условий плавания по всему маршруту. С этой точ-
ки зрения перевозка морем особо ответственных, дорогостоящих и чувстви-
тельных к перегрузкам объектов, какими являются РН, требует повышенного
внимания к оценке риска для судна и перевозимого груза на всем маршруте
транспортировки. Рассмотренный в работе маршрут морской транспортиров-
ки начинается в сравнительно спокойном Черноморском регионе (от порта
Октябрьский) и далее пролегает по Атлантическому океану к берегам Юж-
ной Америки. Если начальные участки маршрута имеют, как правило, благо-
приятные условия для плавания, то Атлантический океан значительно чаще
подвержен действию штормовых ветров. К сожалению, в достаточно силь-
ных штормах при стечении неблагоприятных обстоятельств гибнут не только
малые суда, но и крупные современные суда с длинами в 200 – 250 м и более.
Проведен анализ и обобщены долговременные статистические данные о
волновых режимах на маршруте транспортирования РН, что позволило по-
строить обобщенную спектральную модель нерегулярного морского волне-
ния на этом маршруте с детальным учетом особенностей спектров реальных
режимов волнения в морях и океанах. На основе разработанной спектральной
модели построены типичные спектры нерегулярного волнения различной
интенсивности – от слабого до сильного. По этим спектрам для выбранных
режимов волнения на интервалах квазистационарности, достаточных для по-
лучения надежных оценок краткосрочных статистических характеристик
волнения и качки, рассчитаны временные реализации волновых ординат, хо-
рошо согласующиеся с имеющимися данными из литературных источников.
В рамках линейной модели разработана методика расчета обобщенной
качки судна при движении произвольными курсовыми углами к регулярным
волнам малой амплитуды. По результатам анализа найденных временных
реализаций нерегулярного волнения для расчетов качки транспортировочно-
го судна выбраны такие реализации волнения, которые включают характер-
ные последовательности волн различных типов. При расчетах продольной
качки варьировалась скорость поступательного движения судна с учетом
уровня интенсивности волнения. Получены временные процессы перемеще-
ний и ускорений в заданных точках корпуса судна для наиболее важных слу-
чаев движения судна – встречным курсом и лагом к нерегулярным волнам,
характерных для нештатной ситуации.
Результаты исследования продольной качки расчетного транспортиро-
вочного судна показали, что при увеличении интенсивности волнения мак-
симальные вертикальные ускорения (в точках у носовой переборки) состав-
ляют (0,4 - 0,5)g.
Разработаны математические модели для оценки нагруженности элемен-
тов РН при морской транспортировке. С использованием этих моделей оце-
нены наибольшие значения горизонтальных ускорений и динамические со-
136
ставляющие вертикальных ускорений на корпусе РН при движении расчетно-
го транспортировочного судна встречным курсом и лагом к волне при штор-
мовых погодных условиях.
Расчеты показали, что при движении судна встречным курсом к волнам
для разного уровня морского волнения наибольшие вертикальные ускорения
на корпусах частей РН наблюдаются в местах, наиболее удаленных от центра
продольных колебаний судна. Однако, даже при морском волнении высокой
балльности (высота волны 11 м) для рассматриваемого вида колебаний мак-
симальные динамические ускорения на корпусах ступеней РН составляют не
более 3,3 м/с
2
, т.е. не превышают допустимый для изделия уровень 0,6 g. При
этом вклад от килевой качки в величины ускорений может составлять до
65 %, в зависимости от расположения изделия в трюме. В условиях возмож-
ного выбора схемы загрузки трюма более предпочтительным с точки зрения
уменьшения уровня вертикальных ускорений является вариант размещения
грунтовых транспортных агрегатов с РН в трюме судна с максимальным
смещением к кормовой переборке судна.
При движении судна лагом к волне уровень максимальных вертикальных
ускорений на РН растет почти линейно с увеличением высоты волны. Однако
он составляет примерно 20 % от ускорений, вызванных вертикальной качкой,
и около 5 % – от допустимого значения (0,6 g). Несколько выше при этом ви-
де колебаний судна максимальные горизонтальные ускорения на корпусе РН
– около 10 % от допустимого значения. В целом, возмущение типа бортовой
качки расчетного транспортировочного судна при рассмотренных высотах
морской волны не приводит к недопустимым перегрузкам на РН.
Проведенные исследования позволили дать предварительные оценки на-
груженности РН при транспортировании морем в штормовых условиях.
1. Ushkalov V. F. Creep forces identification in a car wheel-rail contact point / V. F. Ushkalov, S. F. Red'ko,
I. A. Serebriany // Ingegneria Ferrofiaria. – 1998. – 11. – P. 769 – 778.
2. Ushkalov V. F. On Effect of Bogie Construction on Dynamic Perfomance of Railway Vehicles and Their
Wheel-Wear / V. F. Ushkalov, T. F. Mokriy, I. Y. Shevtsov // Proceedings of the 4 th International Conference
on Railway Bogies and Running Gears. – Budapest, Hungary, 1998. – P. 223 – 232.
3. Ushkalov V. F. Effect of the Wheel Profile on Dynamics of rail vehicle and Wear of the Wheel/Rail Contact
Pair / V. F. Ushkalov // Proc. of International Heavy Haul Association STS-conference "Wheel/Rail Inter-
face". –1999. – Vol. 1. – P. 87 – 94.
4. Ушкалов В. Ф. О возможном улучшении динамических качеств грузового вагона и снижении износа
пары "колесо-рельс" / В. Ф. Ушкалов, Т. Ф. Мокрий, И. Ю. Малышева, Л. А. Гальченко // Техническая
механика. – 2000. – № 1. – С. 83 – 89.
5. Ушкалов В. Ф. Влияние условий контакта колес с рельсами на динамические качества грузовых вагонов
/ В. Ф. Ушкалов, Т. Ф. Мокрий, И. А. Мащенко, И. Е. Шевцов // Техническая механика. – 2002. – № 1. –
С. 146 – 152.
6. Ушкалов В. Ф. Об оценке эффективности использования колес с разными профилями ободьев в желез-
нодорожных вагонах / В. Ф. Ушкалов, Т. Ф. Мокрий, И. А. Мащенко, И. Ю.Малышева // Техническая
механика. – 2002. – № 2. – С. 121 – 127.
7. Ушкалов В. Ф. Создание новых профилей обода железнодорожных колес для снижения их износа при
использовании в типовых тележках ЦНИИ-Х3 / В. Ф. Ушкалов, Т. Ф. Мокрий , И. А. Мащенко,
И. Е. Шевцов // Техническая механика. – 2002. – №2. – С. 132 – 138.
8. Ушкалов В. Ф. Влияние на динамические качества полувагонов с тележками модели 18-100 замены
стандартного профиля колес профилем ИТМ-73 / В. Ф. Ушкалов, Т. Ф. Мокрий, И. Ю. Малышева,
И. А. Мащенко, Д. И. Гриценко // Вестник Днепропетровского национального университета железнодо-
рожного транспорта имени акад. В. Лазаряна. – 2006. – Вып. 11. – С. 167 – 170.
9. Патент на винахід 42054 Україна, МПК В 60В 21/02. Обід залізничного колеса (Варіанти) : Патент на
винахід 42054 Україна, МПК В 60В 21/02 В. Ф. Ушкалов (Україна), Т .Ф. Мокрій (Україна),
І. Ю. Малишева (Україна), І . О. Мащенко (Україна), І. Є. Шевцов (Україна) – 97084406 ; Заявл.
29.08.1997 ; Опубл. 15.10.2001, Бюл. № 9.
10. Деклараційний патент на корисну модель 1181 Україна, МПК В 60В 21/02. Викружка обода залізнич-
ного колеса : Деклараційний патент на корисну модель 1181 Україна, МПК В 60В 21/02
137
В. Ф. Ушкалов, Т. Ф Мокрій, І. О Мащенко – № 2001064277 ; Заявл. 20.06.2001 ; Опубл. 15.03.2002,
Бюл. № 3.
11. Деклараційний патент на корисну модель 1182 Україна, МПК В 60В 21/02. Профіль обода залізнично-
го колеса : Деклараційний патент на корисну модель 1182 Україна, МПК В 60В 21/02 В. Ф. Ушкалов,
Т. Ф. Мокрій, І. О. Мащенко . – № 2001064278 ; Заявл. 20.06.2001 ; Опубл. 15.03.2002, Бюл. № 3.
12. Свидетельство на полезную модель 22099 Российской Федерации, МПК В 60В 21/02. Профиль обода
железнодорожного колеса : Свидетельство на полезную модель 22099 Российской Федерации, МПК
В 60В 21/02 В. Ф. Ушкалов, Т. Ф. Мокрий, И. А. Мащенко . – № 2001125557/20 ; Заявл. 26.09.2001 ;
Опубл. – 10.03.2002, Бюл. № 7.
13. Свидетельство на полезную модель 22100 Российской Федерации, МПК В 60В 21/02. Выкружка обода
железнодорожного колеса : Свидетельство на полезную модель 22100 Российской Федерации, МПК
В 60В 21/02 В. Ф. Ушкалов, Т. Ф. Мокрий, И. А. Мащенко – № 2001125579/20 ; Заявл. 26.09.2001 ;
Опубл. – 10.03.2002. Бюл. № 7.
14. Свидетельство на полезную модель 26208 Российской Федерации, МПК В60В 21/00. Профиль поверх-
ности обода железнодорожного колеса : Свидетельство на полезную модель 26208 Российской Феде-
рации, МПК В60В 21/00 В. Ф. Ушкалов, Т. Ф. Мокрий, И. А.Мащенко. – № 2002109686/20 ; Заявл.
15.04.2002 ; Опубл. 20.11.2002, Бюл. №32.
15. Ушкалов В. Ф. Разработка рационального профиля головки рельса с несимметричной поверхностью
катания / В. Ф. Ушкалов, И. А. Серебряный, И. В. Подъельников // Техническая механика. – 2008. –
№1. – С.31 – 37.
16. Ushkalov V. Study on the loss of the motion stability of freight wagons running on standard and upgraded
trucks at different level of their wheel wear / V. Ushkalov, I. Serebryanyi, L. Lapina // Proceedings of the 5th
International conference on “Railway bogies and running gears”, 24–26 September, 2001, Budapest, Hun-
gary.– Budapest, 2001. – Р. 253 – 261.
17. Ushkalov V. F. Investigation of Dynamics in a Subsystem "Bogie Beam – Wedges – Bogie Side" of the Bogie
/ V. F. Ushkalov, M. M. Zhechev // International Applied Mechanics. – 2002. – Vol. 38, № 11. – P. 137 –
144.
18. Жечев М. М. Численное моделирование динамики систем с кулоновым трением / М. М. Жечев // Тех-
ническая механика. – 2003. – № 1. – С. 101 – 106.
19. Ушкалов В. Ф. Зависимость сил трения в фрикционном демпфере от вертикального перемещения над-
рессорной балки / В. Ф. Ушкалов, М. М. Жечев, И. А. Серебряный, М. В. Скатенок // Техническая ме-
ханика. – 2003. – № 2. – С. 109 – 120.
20. Ушкалов В. Ф. Явление “jamming” в динамике вагона с тележками 18–100 / В. Ф. Ушкалов,
М. М. Жечев, А. Д. МакКисик // Вестник ВНИИЖТ. – 2004. – № 2. – С. 9 – 13.
21. Жечев М. М. Необходимые условия “wedging” (“заклинивания”) в системах с кулоновым трением /
М. М. Жечев, М. В. Скатенок // Техническая механика. – 2004. – № 1. – С. 31 – 39.
22. Ушкалов В. Ф. О возможности возникновения "jamming" при движении колёсной пары в поперечной
плоскости / В. Ф. Ушкалов, М. М. Жечев, М. В. Скатенок // Техническая механика. – 2004. – № 2. –
С. 45 – 49.
23. Жечев М. М. Явление “wedging” в системах с сухим трением / М. М. Жечев, М. В. Скатенок // Меха-
ника твёрдого тела. – 2004. – № 34. – С. 194 – 198.
24. Скатенок М. В. Аналитические условия заклинивания в системах с фрикционными контактами /
М. В. Скатенок // Механика твёрдого тела. – 2005. – № 35. – С. 145 – 153.
25. Жечев М. М. Механические системы с кулоновым трением, допускающие заклинивание / М. М. Жечев,
М. В. Скатенок // Техническая механика. – 2005. – № 1. – С. 22 – 35.
26. Скатенок М. В. Аналитические условия заклинивания в движении для систем с кулоновым трением /
М. В. Скатенок // Техническая механика. – 2006. – № 2. – С. 32 – 47.
27. Ushkalov V. F. Possibility of jamming and wedging in the three-piece trucks of a moving freight car /
V. F. Ushkalov, M. M. Zhechev, A. D. McKisic // Vehicle System Dynamics. – 2007. – Vol. 45, № 1. –
P. 61 – 76.
28. Жечев М. М. Поочередное управление / М. М. Жечев. – Киев: Наукова думка, 2003. – 188 с.
29. Zhechev M. M. On the admissibility of given acceleration-dependent forces in mechanics / M. M. Zhechev //
Journal of Applied Mechanics. – Transactions of the ASME. – 2007. – Vol. 74, № 1. – P. 107 – 110.
30. Zhechev M. M. Peculiarities of the use of acceleration-dependent forces in mechanical problems /
M. M. Zhechev // Journal of Multi-body Dynamics. – 2007. – Vol. 221, № K4. – P. 497 – 503.
31. Ушкалов В. Ф. Влияние конструкции и состояния ходовых частей пассажирского вагона на износ пары
"колесо-рельс" / В. Ф. Ушкалов , Т. Ф. Мокрий, И. А. Мащенко, Л. А. Гальченко // Техническая меха-
ника. – 2000. – № 2. – С. 57 – 63.
32. Деклараційний патент на корисну модель № 1802 України, МКИ В 61F 5/14. Пружно-котковий ковзун
для візків вантажних залізничних вагонів : Деклараційний патент на корисну модель № 1802 України,
МКИ В 61F 5/14 В. Ф. Ушкалов (UA), Брюс Г. Гатнарек (US), Деніс Л. Рен (US). – № 2002097474 ; За-
явл. 16.09.2002 ; Опубл. – 15.05.2003, Бюл. № 5.
33. Деклараційний патент на корисну модель № 1803 України, МКИ В 61F 5/12. Фрикційний клин : Де-
клараційний патент на корисну модель № 1803 України, МКИ В 61F 5/12 В. Ф. Ушкалов (UA),
Брюс Г. Гатнарек (US), Джеймс Ф. Райт (US). – № 2002097475 ; Заявл. 16.09.2002 ; Опубл. –
15.05.2003, Бюл. № 5.
138
34. Деклараційний патент на корисну модель № 1804 України, МКИ В 61F 5/14. Пружно-котковий ковзун
: Деклараційний патент на корисну модель № 1804 України, МКИ В 61F 5/14 В. Ф. Ушкалов (UA),
Брюс Г. Гатнарек (US), Деніс Л. Рен (US) – № 2002097476 ; Заявл. 16.09.2002 ; Опубл. – 15.05.2003,
Бюл. №5.
35. Свидетельство на полезную модель № 29019 Российской Федерации, МКИ В 61F 5/14. Упруго-
катковый скользун для тележек грузовых железнодорожных вагонов : Свидетельство на полезную мо-
дель № 29019 Российской Федерации, МКИ В 61F 5/14 В. Ф. Ушкалов (UA), Брюс Г. Гатнарек (US),
Денис Л. Рен (US). – № 2002124395/20 ; Заявл. 19.09.2002 ; Опубл. 27.04.2003, Бюл. № 12.
36. Свидетельство на полезную модель № 29020 Российской Федерации, МКИ В 61F 5/14. Упруго-
катковый скользун : В. Ф. Ушкалов (UA), Брюс Г. Гатнарек (US), Денис Л. Рен (US). –
№ 2002124396/20 ; Заявл. 19.09.2002 ; Опубл. 27.04.2003, Бюл. № 12.
37. Свидетельство на полезную модель № 29276 Российской Федерации, МКИ В 61F 5/12. Фрикционный
клин : Свидетельство на полезную модель № 29276 Российской Федерации, МКИ В 61F 5/12
В. Ф. Ушкалов (UA), Брюс Г. Гатнарек (US), Джеймс Ф. Райт (US). – № 2002124394/20 ; Заявл.
19.09.2002 ; Опубл. 10.05.2003, Бюл. № 13.
38. Ушкалов В. Ф. Выбор рациональных значений жесткости дополнительных упругих элементов в узлах
сочленения корпуса буксы с боковой рамой / В. Ф. Ушкалов, И. А Серебряный, Л. Г Лапина // Техни-
ческая механика. – 2004. – № 2. – С. 111 – 115.
39. Ушкалов В. Ф. Исследование динамики грузового вагона с дополнительными связями между элемен-
тами ходовых частей / В. Ф. Ушкалов, И. А. Серебряный, Л. Г. Лапина // Техническая механика. –
2006. – № 1. – С. 26 – 31.
40. Ушкалов В. Ф. Модернізація ходових частин вантажних вагонів / В. Ф. Ушкалов, Т. Ф. Мокрій,
М. М. Жечев, І. О. Сєрєбряний, І. Ю. Малишева // Залізничний транспорт України. – 2003. – № 5. –
С. 33 – 36.
41. Ушкалов В. Ф. Комплексная модернизация тележек грузовых вагонов – путь к улучшению взаимодей-
ствия колес и рельсов / В. Ф. Ушкалов // Современные проблемы взаимодействия подвижного состава
и пути : научно-практическая конференция, 2003, Щербинка, Россия. – 2003. – С. 43 – 46.
42. Gregg Hansen W. M. Комплексная модернизация тележек 18-100 для снижения износа колес и повы-
шения ходовых качеств грузовых вагонов / W. M. Gregg Hansen, А. Д. Лашко, В. Ф. Ушкалов,
Т. Ф. Мокрий, И. Ю. Малышева, И. А. Мащенко // Вестник Днепропетровского национального универ-
ситета железнодорожного транспорта имени акад. В. Лазаряна. – 2004. – Вып.5 – С. 215 – 219.
43. Ушкалов В. Ф. Комплексная модернизация ходовых частей грузовых вагонов / В. Ф. Ушкалов,
Т. Ф. Мокрий, И. Ю. Малышева, И. А. Мащенко, С. С. Пасичник // Вагонный парк. – 2007. – № 2. –
С. 18 – 22.
44. Жечев М. М. Метод согласованных измерений определения движения КА / М. М. Жечев, А. Д. Шептун
// Техническая механика. – 2002. – № 2. – С. 36 – 44.
45. Zhechev M. M. Consistent Measurements Method for Spacecraft Orbit Determination / M. M. Zhechev,
A. D. Sheptun, O. M. Ventskovsky, N. B. Gorev, I. V. Mashtak // European Journal of Navigation. – 2006. –
Vol. 4, № 3. – P. 55 – 60.
46. Жечев М. М. Сингулярно возмущённые механические системы / М. М. Жечев. – Днепропетровск :
ИТМ НАНУ и НКАУ, 1998. – 131 с.
47. Zhechev M. M. Asymptotic stability of the equilibrium of singular mechanical systems / M. M. Zhechev //
Automation and Remote Control. – 2001. – Vol. 62, № 3. – P. 383 – 390.
48. Zhechev M. M. Equations of motion for singular systems of massed and massless bodies / M. M. Zhechev //
Journal of Multi-body Dynamics. – 2007. – Vol. 221, № K4. – P. 591 – 597.
49. Zhechev M. M. The equilibrium position of autonomous systems: Stabilization by a sequential control /
M. M. Zhechev // Automation and Remote Control. – 1998. – Vol. 59, № 3, Part 1. – P. 305 – 309.
50. Ушкалов В. Ф. Проблемы и задачи обеспечения безопасной транспортировки ракет-носителей морским
путем / В. Ф. Ушкалов, А. Н. Сердюченко // Техническая механика. – 2005. – № 2. – С. 75 – 89.
51. Ушкалов В. Ф. Ускорения, возникающие при морской транспортировке ракет-носителей в условиях
волнения и качки судна / В. Ф. Ушкалов, А. Н. Сердюченко, А. К. Шерстюк // Техническая механика.
– 2006. – №2. – С. 20 – 31.
52. Ушкалов В. Ф. Характеристика ветро-волновых режимов на маршруте морской транспортировки ра-
кет-носителей из порта Украины к экватору / В. Ф. Ушкалов, А. Н. Сердюченко // Техническая меха-
ника. – 2007. – № 2. – С. 109 – 124.
53. Ушкалов В. Ф. Прогнозирование динамических качеств и оценка вибронагруженности изделий ракет-
но-космической техники при транспортировке по железной дороге / В. Ф. Ушкалов, Г. И. Богомаз //
Техническая механика. – 2001. – № 2. – С. 99 – 109.
Институт технической механики Получено 10.09.08,
НАН Украины и НКА Украины, в окончательном варианте 19.09.08
Днепропетровск
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5575 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1561-9184 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:11:07Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут технічної механіки НАН України і НКА України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ушкалов, В.Ф. Мокрий, Т.Ф. 2010-01-26T15:14:41Z 2010-01-26T15:14:41Z 2008 Статистическая динамика механических систем / В.Ф. Ушкалов, Т.Ф. Мокрий // Техн. механика. — 2008. — № 2. — С. 123 – 138. — Бібліогр.: 53 назв. — рос. 1561-9184 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5575 629.2 Приведены основные результаты исследований, выполненных отделом “Статистическая динамика механических систем” ИТМ НАН Украины и НКА Украины в период 1998-2008 гг. The basic results of research carried out by the Statistical Dynamics of Mechanical Systems Department of ITM, NASU and NSAU in the period of 1998 – 2008 are presented. ru Інститут технічної механіки НАН України і НКА України Статистическая динамика механических систем Article published earlier |
| spellingShingle | Статистическая динамика механических систем Ушкалов, В.Ф. Мокрий, Т.Ф. |
| title | Статистическая динамика механических систем |
| title_full | Статистическая динамика механических систем |
| title_fullStr | Статистическая динамика механических систем |
| title_full_unstemmed | Статистическая динамика механических систем |
| title_short | Статистическая динамика механических систем |
| title_sort | статистическая динамика механических систем |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5575 |
| work_keys_str_mv | AT uškalovvf statističeskaâdinamikamehaničeskihsistem AT mokriitf statističeskaâdinamikamehaničeskihsistem |