Оценка энергопоглощающих свойств элементов системы пассивной безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях с препятствием
Определены основные принципы разработки энергопоглощающих элементов системы пассивной безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях. В качестве элемента пассивной защиты, позволяющего организовать последовательное ступенчатое поглощение кинетической энергии удара, предложено испо...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Техническая механика |
|---|---|
| Дата: | 2009 |
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут технічної механіки НАН України і НКА України
2009
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88062 |
| 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: | Оценка энергопоглощающих свойств элементов системы пассивной безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях с препятствием / М.Б. Соболевская, И.Б. Теличко, С.А. Сирота, И.К. Хрущ, Д.В. Горобец, Ю.А. Клык // Техническая механика. — 2009. — № 4. — С. 28-35. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-88062 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Соболевская, М.Б. Теличко, И.Б. Сирота, С.А. Хрущ, И.К. Горобец, Д.В. Клык, Ю.А. 2015-11-07T13:03:04Z 2015-11-07T13:03:04Z 2009 Оценка энергопоглощающих свойств элементов системы пассивной безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях с препятствием / М.Б. Соболевская, И.Б. Теличко, С.А. Сирота, И.К. Хрущ, Д.В. Горобец, Ю.А. Клык // Техническая механика. — 2009. — № 4. — С. 28-35. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. 1561-9184 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88062 629.1 : 62-758.2 Определены основные принципы разработки энергопоглощающих элементов системы пассивной безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях. В качестве элемента пассивной защиты, позволяющего организовать последовательное ступенчатое поглощение кинетической энергии удара, предложено использовать короб в форме усеченной пирамиды, содержащий трехслойный сотовый блок. Проведено конечно-элементное моделирование нелинейного динамического деформирования рассматриваемой защитной конструкции при ударе и дана оценка возможного уровня энергопоглощения. Визначено основні принципи розробки енергопоглинаючих елементів системи пасивної безпеки залізничних екіпажів при аварійних зіткненнях. Як елемент пасивного захисту, що дозволяє організувати послідовне ступінчасте поглинання кінетичної енергії удару, запропоновано використовувати короб у формі усіченої піраміди, що містить тришаровий стільниковий блок. Проведено скінченно-елементне моделювання нелінійного динамічного деформування розглянутої захисної конструкції при ударі, і дано оцінку можливого рівня енергопоглинання. The basic principles of the development of the energy- absorbing elements of the passive safety system of railway carriages at emergency collisions are defined. A box in the form of the truncated pyramid which contains the three-layered honeycomb block is suggested to apply as an element of a passive protection with a consequent successive step absorption of the impact kinetic energy. The finite-element simulation of a nonlinear dynamic deformation of the examined protective construction at impact is made. A possible level of the energy absorption is estimated. ru Інститут технічної механіки НАН України і НКА України Техническая механика Оценка энергопоглощающих свойств элементов системы пассивной безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях с препятствием Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Оценка энергопоглощающих свойств элементов системы пассивной безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях с препятствием |
| spellingShingle |
Оценка энергопоглощающих свойств элементов системы пассивной безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях с препятствием Соболевская, М.Б. Теличко, И.Б. Сирота, С.А. Хрущ, И.К. Горобец, Д.В. Клык, Ю.А. |
| title_short |
Оценка энергопоглощающих свойств элементов системы пассивной безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях с препятствием |
| title_full |
Оценка энергопоглощающих свойств элементов системы пассивной безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях с препятствием |
| title_fullStr |
Оценка энергопоглощающих свойств элементов системы пассивной безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях с препятствием |
| title_full_unstemmed |
Оценка энергопоглощающих свойств элементов системы пассивной безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях с препятствием |
| title_sort |
оценка энергопоглощающих свойств элементов системы пассивной безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях с препятствием |
| author |
Соболевская, М.Б. Теличко, И.Б. Сирота, С.А. Хрущ, И.К. Горобец, Д.В. Клык, Ю.А. |
| author_facet |
Соболевская, М.Б. Теличко, И.Б. Сирота, С.А. Хрущ, И.К. Горобец, Д.В. Клык, Ю.А. |
| publishDate |
2009 |
| language |
Russian |
| container_title |
Техническая механика |
| publisher |
Інститут технічної механіки НАН України і НКА України |
| format |
Article |
| description |
Определены основные принципы разработки энергопоглощающих элементов системы пассивной безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях. В качестве элемента пассивной защиты, позволяющего организовать последовательное ступенчатое поглощение кинетической энергии удара, предложено использовать короб в форме усеченной пирамиды, содержащий трехслойный сотовый блок. Проведено конечно-элементное моделирование нелинейного динамического деформирования рассматриваемой защитной конструкции при ударе и дана оценка возможного уровня энергопоглощения.
Визначено основні принципи розробки енергопоглинаючих елементів системи пасивної безпеки залізничних екіпажів при аварійних зіткненнях. Як елемент пасивного захисту, що дозволяє організувати послідовне ступінчасте поглинання кінетичної енергії удару, запропоновано використовувати короб у формі усіченої піраміди, що містить тришаровий стільниковий блок. Проведено скінченно-елементне моделювання нелінійного динамічного деформування розглянутої захисної конструкції при ударі, і дано оцінку можливого рівня енергопоглинання.
The basic principles of the development of the energy- absorbing elements of the passive safety system of railway carriages at emergency collisions are defined. A box in the form of the truncated pyramid which contains the three-layered honeycomb block is suggested to apply as an element of a passive protection with a consequent successive step absorption of the impact kinetic energy. The finite-element simulation of a nonlinear dynamic deformation of the examined protective construction at impact is made. A possible level of the energy absorption is estimated.
|
| issn |
1561-9184 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88062 |
| citation_txt |
Оценка энергопоглощающих свойств элементов системы пассивной безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях с препятствием / М.Б. Соболевская, И.Б. Теличко, С.А. Сирота, И.К. Хрущ, Д.В. Горобец, Ю.А. Клык // Техническая механика. — 2009. — № 4. — С. 28-35. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT sobolevskaâmb ocenkaénergopogloŝaûŝihsvoistvélementovsistemypassivnoibezopasnostiželeznodorožnyhékipažeipriavariinyhstolknoveniâhsprepâtstviem AT teličkoib ocenkaénergopogloŝaûŝihsvoistvélementovsistemypassivnoibezopasnostiželeznodorožnyhékipažeipriavariinyhstolknoveniâhsprepâtstviem AT sirotasa ocenkaénergopogloŝaûŝihsvoistvélementovsistemypassivnoibezopasnostiželeznodorožnyhékipažeipriavariinyhstolknoveniâhsprepâtstviem AT hruŝik ocenkaénergopogloŝaûŝihsvoistvélementovsistemypassivnoibezopasnostiželeznodorožnyhékipažeipriavariinyhstolknoveniâhsprepâtstviem AT gorobecdv ocenkaénergopogloŝaûŝihsvoistvélementovsistemypassivnoibezopasnostiželeznodorožnyhékipažeipriavariinyhstolknoveniâhsprepâtstviem AT klykûa ocenkaénergopogloŝaûŝihsvoistvélementovsistemypassivnoibezopasnostiželeznodorožnyhékipažeipriavariinyhstolknoveniâhsprepâtstviem |
| first_indexed |
2025-11-24T15:58:29Z |
| last_indexed |
2025-11-24T15:58:29Z |
| _version_ |
1850850189809549312 |
| fulltext |
28
УДК 629.1 : 62-758.2
М. Б. СОБОЛЕВСКАЯ, И. Б. ТЕЛИЧКО, С. А. СИРОТА, И. К. ХРУЩ , Д. В. ГОРОБЕЦ,
Ю. А. КЛЫК
ОЦЕНКА ЭНЕРГОПОГЛОЩАЮЩИХ СВОЙСТВ ЭЛЕМЕНТОВ
СИСТЕМЫ ПАССИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ
ЭКИПАЖЕЙ ПРИ АВАРИЙНЫХ СТОЛКНОВЕНИЯХ С ПРЕПЯТСТВИЕМ
Определены основные принципы разработки энергопоглощающих элементов системы пассивной
безопасности железнодорожных экипажей при аварийных столкновениях. В качестве элемента пассивной
защиты, позволяющего организовать последовательное ступенчатое поглощение кинетической энергии
удара, предложено использовать короб в форме усеченной пирамиды, содержащий трехслойный сотовый
блок. Проведено конечно-элементное моделирование нелинейного динамического деформирования рас-
сматриваемой защитной конструкции при ударе и дана оценка возможного уровня энергопоглощения.
Визначено основні принципи розробки енергопоглинаючих елементів системи пасивної безпеки за-
лізничних екіпажів при аварійних зіткненнях. Як елемент пасивного захисту, що дозволяє організувати
послідовне ступінчасте поглинання кінетичної енергії удару, запропоновано використовувати короб у
формі усіченої піраміди, що містить тришаровий стільниковий блок. Проведено скінченно-елементне
моделювання нелінійного динамічного деформування розглянутої захисної конструкції при ударі, і дано
оцінку можливого рівня енергопоглинання.
The basic principles of the development of the energy- absorbing elements of the passive safety system of
railway carriages at emergency collisions are defined. A box in the form of the truncated pyramid which contains
the three-layered honeycomb block is suggested to apply as an element of a passive protection with a consequent
successive step absorption of the impact kinetic energy. The finite-element simulation of a nonlinear dynamic
deformation of the examined protective construction at impact is made. A possible level of the energy absorption
is estimated.
Важнейшими вопросами, возникающими при организации скоростного и
высокоскоростного движения пассажирских поездов на железных дорогах
колеи 1520 мм, являются вопросы разработки и создания железнодорожных
экипажей нового поколения с эффективными системами активной и пассив-
ной безопасности. Первая из этих систем направлена на предотвращение ава-
рий на железной дороге, а вторая предназначена для уменьшения тяжести
последствий аварийных столкновений, которые по разным причинам оказа-
лись неизбежными. Система пассивной безопасности представляет собой со-
вокупность конструктивных мер, специальных энергопоглощающих
устройств и технических решений, которые в случае аварийного столкнове-
ния поезда с препятствием позволяют без активного участия машиниста
обеспечить условия для защиты жизни и здоровья пассажиров и обслужива-
ющего персонала, снизить риск их травмирования, а также предотвратить
значительные повреждения конструкций железнодорожных экипажей.
В настоящее время в странах ЕС обеспечение пассивной безопасности
железнодорожного экипажа скоростного и высокоскоростного поезда явля-
ется обязательным и регламентируется европейским стандартом
EN 15227:2008 “Railway applications – Crashworthiness requirements for railway
vehicle bodies” («Требования стойкости к ударным нагрузкам кузовов железно-
дорожного подвижного состава») [1]. Этот стандарт, введенный в действие в
2008 г., стал мощным стимулом и примером для создания нормативной базы,
регламентирующей пассивную безопасность железнодорожного подвижного
состава колеи 1520 мм. В Российской Федерации, ориентируясь на этот стан-
дарт, по распоряжению ОАО “Российские железные дороги” № 640р от
31.08.2008 г. уже разрабатывается проект технических требований к системе
пассивной безопасности локомотивов и пассажирского подвижного состава
М.Б. Соболевская, И.Б. Теличко, С.А. Сирота,
И.К.Хрущ, Д.В. Горобец, Ю.А. Клык, 2009
Техн. механика. – 2009. – № 4.
29
железных дорог колеи 1520 мм. После принятия данного проекта его требо-
вания станут обязательными для вновь проектируемого подвижного состава.
Введение скоростного движения на отечественных железных дорогах, кото-
рое планируется осуществить до 2020 г., требует решения аналогичных за-
дач, связанных с необходимостью пассивной защиты железнодорожных эки-
пажей нового поколения от сверхнормативных ударных воздействий в ава-
рийной ситуации. Следует отметить, что созданные для зарубежных желез-
ных дорог новые перспективные конструкции подвижного состава, оборудо-
ванные эффективными системами пассивной безопасности, не могут быть
использованы на железных дорогах Украины из-за ряда существенных отли-
чий в ходовых частях, межвагонных соединениях и т.д. Поэтому, в первую
очередь, опираясь на накопленный мировой опыт и уже существующую ев-
ропейскую нормативную базу, необходимо разработать нормативные требо-
вания по пассивной безопасности отечественных железнодорожных экипа-
жей, предназначенных для скоростного движения. При этом должны быть
учтены их конструктивные особенности, специфика эксплуатации. Норма-
тивные расчетные сценарии ударного нагружения должны быть выбраны с
учетом анализа наиболее распространенных аварийных столкновений на же-
лезных дорогах Украины.
Одними из главных элементов системы пассивной безопасности являют-
ся энергопоглощающие устройства, устанавливаемые в концевых частях кон-
струкции железнодорожного экипажа. В процессе его эксплуатации эти
устройства должны быть в постоянной готовности, но срабатывают они
только в случае аварийного столкновения. При этом они разрушаются по за-
данному сценарию и рассеивают энергию удара. Поэтому важными требова-
ниями, предъявляемыми к таким устройствам пассивной безопасности, явля-
ются следующие: отсутствие необходимости их обслуживания, простота за-
мены отслуживших элементов, использование съемных энергопоглощающих
модулей. С этой точки зрения использование в качестве средств пассивной
защиты различных противоударных элементов, содержащих вязкие жидко-
сти, сжиженные газы или газы под давлением, не представляется целесообраз-
ным.
Работа системы пассивной безопасности должна обеспечить плавную
амортизацию удара в результате последовательного, многоступенчатого по-
глощения кинетической энергии при аварийном столкновении. В результате
этого должны быть существенно понижены продольные динамические
нагрузки и ускорения, действующие на элементы конструкции экипажа, а
также на пассажиров и обслуживающий персонал. Для стабильного и про-
гнозируемого деформирования энергопоглощающих устройств системы пас-
сивной безопасности в аварийной ситуации, необходимо, чтобы центральная
часть конструкции экипажа (рамы и кузова) при сверхнормативном ударе
деформировалась в последнюю очередь, служа упором энергопоглощающим
элементам. Эта центральная часть конструкции экипажа является так называ-
емой зоной безопасности, обеспечивающей возможность выживания и эваку-
ации людей при аварии.
Результаты проведенного патентно-библиографического поиска суще-
ствующих средств защиты транспортных конструкций от ударных нагрузок
свидетельствуют о том, что наиболее рациональным является использование
принципа превращения кинетической энергии удара в контролируемую рабо-
30
ту, связанную с упругопластическим деформированием и разрушением спе-
циальных элементов системы пассивной безопасности, которые намеренно
приносятся в жертву при аварийных столкновениях. При этом имеет смысл
для организации пошагового энергопоглощения в систему пассивной без-
опасности включать элементы с последовательно нарастающей продольной
жесткостью.
Основным показателем эффективности работы таких элементов системы
пассивной безопасности при ударе является их энергопоглощение. Его вели-
чина определяется площадью под кривой на графике, характеризующем за-
висимость силы сопротивления таких элементов при ударе от допустимого
хода. Идеальный противоударный демпфер имеет постоянную силу сопро-
тивления на всем участке деформации. Поэтому при разработке конструкции
энергопоглощающих устройств необходимо стремиться к тому, чтобы сило-
вая характеристика их упругопластического деформирования описывалась
кривой, имеющей практически постоянный участок, без явно выраженных
провалов и больших пиковых значений.
Важными ограничениями при создании системы пассивной безопасности
являются ее габариты и масса, технология изготовления, использование до-
ступных материалов, и, в конечном итоге, окончательная стоимость.
Учитывая случайный характер возможного аварийного столкновения,
система пассивной безопасности должна обеспечивать в случае скошенного
удара центрирование нагрузки, передаваемой на входящие в нее энерго-
поглощающие элементы, для организации заданного характера их дефор-
мирования.
В настоящее время существует большое количество, в том числе запа-
тентованных, технических решений по защите железнодорожных экипажей
при столкновениях. В качестве энергопоглощающих элементов используются:
двухступенчатые буферные устройства [2 – 4];
коробчатые конструкции [5 – 8];
сотовые структуры [9];
сминаемые полые профили из гофрированных металлических ли-
стов [10];
деформируемые балочные конструкции, дополненные инициатора-
ми деформации [11, 12];
продавливаемые трубчатые структуры [13, 14];
устройства, содержащие срезаемые при ударе детали [15, 16].
Большое значение при разработке энергопоглощающих элементов имеет
применение новых материалов и современных технологий, которые позво-
ляют изготавливать более легкие и в то же время энергоемкие конструкции.
В этом смысле перспективу использования имеют, например, высокопрочные
пластичные нержавеющие стали, алюминиевые сплавы и композитные мате-
риалы. В качестве новых облегченных энергопоглощающих материалов це-
лесообразно использовать сочетание алюминиевых конструкций со вспенен-
ными материалами, а также композитные синтетические материалы, поли-
мерные сотовые структуры (сотопласты) и усиленные волокнами синтетиче-
ские материалы [17]. Перспективным направлением является использование
в одной энергопоглощающей конструкции сталей разных марок, позволяю-
щих оптимизировать процесс ее плавного последовательного упругопласти-
ческого деформирования без трещин и разрывов.
31
Многообразие существующих конструкций энергопоглощающих эле-
ментов свидетельствует о большом интересе в мире к проблеме пассивной
защиты подвижного состава железных дорог при аварийных столкновениях и
о различных инженерных подходах к решению этой проблемы.
В данной статье в качестве энергопоглощающего элемента пассивной
безопасности рассмотрен полый короб в форме усеченной пирамиды с пря-
моугольным основанием. Большее основание короба предполагается крепить
на упоре, который, в свою очередь может быть деформируемым. Предпола-
гается, что центрированный удар происходит со стороны меньшего основа-
ния короба. Форма короба позволяет обеспечить плавное увеличение его
продольной жесткости, что важно для организации его последовательного
складывания при ударе. Прямоугольная, а не квадратная форма поперечного
сечения короба выбрана из соображений большей устойчивости конструкции
в случае слегка скошенного удара.
Диаграмма деформирования коробчатых конструкций, в том числе со-
держащих внутренние диафрагмы, как показали выполненные ранее теорети-
ческие и экспериментальные исследования, характеризуется глубокими про-
валами [18, 19]. Они вызваны общей потерей устойчивости конструкции и
являются нежелательными с точки зрения низкого уровня поглощаемой при
этом энергии. Для повышения энергопоглощающих свойств коробчатого
элемента внутри короба установлен трехслойный сотовый блок. Геометриче-
ская модель рассматриваемого энергопоглощающего элемента, построенная
с использованием средств автоматизированного компьютерного конструиро-
вания, приведена на рис. 1 (размеры на рис. 1 указаны в миллиметрах).
Рис. 1
Толщины стенок короба – 1 мм, внутренних диафрагм – 1,5 мм, сотовых
ячеек – 0,8 мм. Данный энергопоглощающий элемент выполнен из листовой
высокопластичной малоуглеродистой стали, имеющей следующие характе-
ристики: плотность =7,8·103 кг/м
3
; модуль упругости E =2,1·105 МПа; ко-
эффициент Пуассона =0,3; соответственно статический предел текучести
T =270 МПа и предел прочности B =470 МПа.
32
Для оценки энергопоглощающих свойств рассматриваемой защитной
конструкции при центрированном ударе выбрана расчетная схема ударного
взаимодействия, приведенная на рис. 2, где цифрой 1 обозначен подвижный
боек, а цифрой 2 – исследуемая конструкция элемента пассивной защиты.
Боек представляет собой плиту массой 100 т, движущуюся со скоростью
V = 10 м/с = 36 км/ч.
Рис. 2
Для решения нелинейной динамической задачи использован метод ко-
нечных элементов. Математическое моделирование процесса нелинейного
деформирования конструкции при ударе выполнено с учетом возникновения
больших пластических деформаций (физической нелинейности материала и
геометрической нелинейности самой конструкции); зависимости предела те-
кучести материала от скорости деформации; контактного взаимодействия
между элементами конструкции; возможности разрушения отдельных эле-
ментов конструкции.
Конечно-элементные расчетные схемы рассматриваемой конструкции
короба (рис. 3, а) и расположенного внутри него трехслойного сотового бло-
ка (рис. 3, б), построены на основе разработанной геометрической модели с
использованием специальных пластинчатых элементов с четырьмя узлами,
каждый из которых имеет по три линейных и угловых перемещения, скоро-
сти и ускорения относительно осей узловой системы координат элемента.
Эти элементы позволяют учитывать большие мембранные и изгибные пла-
стические деформации.
Для описания упругопластических свойств материала использована не-
линейная модель, характеризующая билинейную зависимость напряжений от
деформаций с учетом кинематического упрочнения. Точка перелома такой
двухзвенной кусочно-линейной кривой соответствует динамическому преде-
лу текучести, который зависит от скорости деформации. Для вычисления ди-
намического предела текучести материала используется зависимость
Саймондса – Купера
Т
P
Тd k
C
1
1
,
33
а) б)
Рис. 3
где C и P – коэффициенты упрочнения стали; Т и d – статический и ди-
намический предел текучести; – скорость деформации при динамическом
нагружении;
P
C
k
1
1
– динамический коэффициент упрочнения стали.
В качестве условия разрушения принято условие достижения заданного
значения предельной пластической деформации при разрыве.
Граничными условиями является жесткое закрепление заднего торцового
сечения конструкции элемента пассивной защиты.
В качестве начальных условий задана скорость центра масс бойка, кото-
рая в момент времени t = 0 с равна 36 км/ч (10 м/с).
Боек моделировался объемными конечными элементами с четырьмя уз-
лами, имеющими по три линейных перемещения, скорости и ускорения.
Между соприкасающимися поверхностями бойка и исследуемой защит-
ной конструкции, а также между элементами самой защитной конструкции
учитывалась возможность контакта и трения.
На рис. 4 показано деформированное состояние защитного короба с со-
товым блоком при ударе в зависимости от значения продольного перемеще-
ния u бойка. На рис. 5 приведены диаграмма деформирования трехслойного
сотового блока (линия 1) и диаграмма совместного деформирования короба с
сотовым блоком (линия 2) при ударе. Приведенные диаграммы характеризу-
ют зависимости контактных сил между бойком и исследуемой конструкцией
от перемещения центра масс бойка.
Как видно из рис. 5, характер деформирования рассмотренной конструк-
ции соответствует требованию о последовательном ступенчатом поглощении
кинетической энергии удара. Полученные диаграммы деформирования не
имеют больших пиковых значений и провалов. Установлено, что рассмот-
ренная конструкция элемента пассивной защиты позволяет поглотить при-
мерно 0,3 МДж кинетической энергии удара при сжатии на 0,2 м. Средняя
сила, при которой происходит деформирование первого сотового слоя –
900 кН, второго – 1500 кН, третьего – 2000 кН.
34
а) и =32 мм
б) и =115 мм
в) и =202 мм
г) и =248 мм
Рис. 4
Рис. 5
Таким образом, разработанная методика математического моделирова-
ния позволяет не только оценить уровень энергопоглощения рассматривае-
мой защитной конструкции, но и выбрать ее параметры в зависимости от за-
данного уровня энергопоглощения.
Предложенная конструкция энергопоглощающего устройства обладает
высокой удельной энергоемкостью (отношением поглощаемой энергии к
массе устройства), которая составляет ≈ 15 кДж/кг. Для сравнения, удельная
энергоемкость известного устройства типа DUPLEX G1.A1, разработанного
компанией EST Eisenbahn-Systemtechnik [20], составляет ≈ 3 кДж/кг. Рас-
смотренное устройство в тех или иных модификациях может быть использо-
вано при разработке и модернизации железнодорожного подвижного состава.
35
1. EN 15227. Railway applications – Crashworthmess requirements for railway vehicle bodies. – Brussel :
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION, 2008. – 37с.
2. Пат. 102006043982 Germany, B61G11/16. Side bumper i.e. crash bumper, for vehicle i.e. railway vehicle,
has releasing device that releases shifting path so that sleeve sustains deformation and contraction on contin-
uous force level, and spring element that is shifted with tappet / Schneider S. ; заявник і патентоволодар
Schneider Sieghard. – DE200610043982 20060919 ; заявл. 19.09.2006 ; опубл. 27.03.2008.
3. Пат. 1740435 European patent office, B61G11/16. Plunger buffer / Schneider S. ; заявник і патентоволодар
Schneider Sieghard. – EP20040729619 20040427 ; заявл. 27.07.2004 ; опубл. 01.10.2007.
4. Пат. 1637426 European patent office, B61G11/16. Buffer assembly / Niessner M., Mombour K., Williams T. ;
заявник і патентоволодар Keystone Bahntechnik Gmbh, Oleo Internat LTD. – EP20050019730 20050910 ;
заявл. 09.10.2005 ; опубл. 22.03.2006.
5. Пат. 2008046873 World intellectual property organization, B61D15/06. Energy absorption device for multi-
section vehicles / Jaede E. ; заявник і патентоволодар VOITH AG. – WO2007EP61114 20071017 ; заявл.
10.70.2007 ; опубл. 24.04.2008.
6. Пат. 1914144 European patent office, B61G11/16. Energy absorbing element for multiple unit vehicles ;
заявник і патентоволодар VOITH TURBO SCHARFENBERG GMBH. – EP20060124641 20061123 ;
заявл. 23.11.2006 ; опубл. 23.04. 2008.
7. Пат. 2005075256 Japan, B61D17/10. Shock-absorbing structure for rolling stock / Kawasaki T., Nakamura H. ;
заявник і патентоволодар HITACHI LTD. – JP20030310948 20030903 ; заявл. 03.09.2003 ; опубл.
24.03.2005.
8. Пат. 2005075255 Japan, B61D17/10. Shock absorbing structural body for railway vehicle / Nakamura H.,
Kawasaki T. ; заявник і патентоволодар HITACHI LTD. – JP20030310947 20030903 ; заявл. 03.09.2003 ;
опубл. 24.03.2005.
9. Пат. 19638739 Germany, B61D15/06. Underframe front part and deformation element on vehicles, especial-
ly rail vehicles / Erdmann M., Heidgen K., Scharf S. ; заявник і патентоволодар DEUTSCHE
WAGGONBAU AG. – DE19961038739 19960910 ; заявл. 10.09.1996 ; опубл. 16.04.1998.
10. Пат. 20320738U Germany, B61D15/06. Vorrichtung zum umwandeln kinetischer energie bei einem Aufprall
eines schienenfahrzeuges auf ein hindernis ; заявник і патентоволодар SIEMENS AG. – DE20032020738U
20030115 ; заявл. 15.01.2003 ; опубл. 13.01.2005.
11. Пат. 5579699 United States of America, B60R19/00. Impact-absorber devices, impact-absorption method,
and framework and vehicle including such impact-absorber devices / Dannawi M., Barjolle J., Jeunehomme S. ;
заявник і патентоволодар GEC ALSTHOM TRANSPORT SA. – US19940233465 19940426 ; заявл.
26.04.1994 ; опубл. 03.12.1996.
12. Пат. 2694255 France, B61D17/06. Structure for energy absorption, especially for railway vehicles / Dannawi M.,
Cleon Louis M., Fuchs A., Tritz B., Bich G., Preiss P. ; заявник і патентоволодар DIETRICH & CIE DE. –
FR19920009503 19920728 ; заявл. 28.07.1992 ; опубл. 04.02.1994.
13. Пат. 1905661 European patent office, B61G5/02. Coupling bar for transmitting drawing and puffing forces /
Nikolaus C. ; заявник і патентоволодар VOITH TURBO SCHARFENBERG GMBH. – EP20060121410
20060928 ; заявл. 28.09.2006 ; опубл. 02.04.2008.
14. Пат. EP1752353 European patent office, B61G9/10. Energy dissipating device with increased response force
/ Kemper A. ; заявник і патентоволодар VOITH TURBO SCHARFENBERG. – EP20050017411 20050810 ;
заявл. 10.08.2005 ; опубл. 14.02.2007.
15. Пат. 2181677 Российская федерация, B61G11/16. Аварийное энергопоглощающее устройство для
вагонов железнодорожного транспорта / Малафеев В. А., Гурин С. В., Беляев В. И., Истомин Ю.Н.,
Баранов Е. Н. ; заявитель и патентообладатель ОАО ВНИИТрансмаш. – RU19990106905 19990331 ;
заявл. 31.03.1999 ; опубл. 27.04.2002.
16. Пат. 867746 СССР, B61G11/16. Противоаварийное буферное устройство / Артюх Г. В., Любов В. А.,
Фурса И. Г., Жуковец А. П., Сушев В. В., Бондарев М. В. ; заявитель и патентообладатель Ждановский
металлургический інститут. – SU19772536684 19771025 ; заявл. 25.10.1977 ; опубл. 30.09.1981.
17. Прочность подвижного состава при соударении // Железные дороги мира. – 2000. – № 4. – С. 32 – 36.
18. Богомаз Г. И. Экспериментальная отработка жертвенных элементов для защиты пассажирских
вагонов в аварийной ситуации / Г. И. Богомаз, В. С. Гудрамович, М. Б. Соболевская, С. А. Сирота,
И. К. Хрущ, Д. В. Горобец, М. А. Демешко // Вісник Дніпропетровського національного університету.
Серія : Механіка. – 2007. – Т. 2, Вип. 11. – С. 19 – 28.
19. Богомаз Г. И. Анализ характера деформирования жертвенных элементов, предназначенных для защи-
ты пассажирских вагонов, при сверхнормативных сжимающих нагрузках / Г. И. Богомаз,
М. Б. Кельрих, М. Б. Соболевская, И. К. Хрущ, Д. В. Горобец // Транспортні системи і технології :
Збірник наукових праць Державного економіко-технологічного університету транспорту. – 2007. –
№ 12. – С. 12 – 19.
20. Конструкция кузова локомотивов семейства TRAXX // Железные дороги мира. – 2006. – № 3. – С. 26 – 29.
Институт технической механики
НАН Украины и НКА Украины, Получено 24.07.09,
Днепропетровск в окончательном варианте 28.10.09
http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=EP1752353&F=0
|