改进客车车体以提高火车渡船运输条件

工程科学与技术，国际期刊23（2020）1455完整文章改进客车车体提高火车渡船Oleksij Fomina，1，，Alyona Lovskab，2，a Kyrylivska str.，国立基础设施和技术大学汽车和运输设施系，9，基辅04071，乌克兰b乌克兰国立铁路运输大学货车系，Feierbakh广场，7，Kharkiv 61050，乌克兰阿提奇莱因福奥文章历史记录：收到2019年2020年7月29日修订2020年8月13日接受2020年9月2日网上发售关键词：客车承载结构动载强度火车轮渡运输A B S T R A C T提出了在客车承梁上安装链板紧固件，以提高列车轮渡运输条件下客车车体的强度这种元件的原理是基于液压阻尼器的操作，因此，作者建立了一个数学模型，考虑位移的火车轮渡装载的客车在滚动运动。模型在Mathcad软件中求解。为确定海上运输条件下客车车体的动载荷，建立了数学模型。研究表明，与典型的紧固方案相比，上述改进使海上运输下车身上的动载荷减少了30%对改进后的客车车身进行了强度车身结构的最大等效应力约为120 MPa，即，它们没有超过容许值。此外，本文还介绍了在火车轮渡运输条件下客车车体承载结构动载荷确定了车辆承载结构的加速度数值及其分布场设计的模型的充分性进行了检查与F-检验。研究和提出的工程解决方案可以确保客车车身在火车渡轮运输下具有足够的强度，并进行高效的国际铁路/渡轮运输。©2020 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CCBY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍在国际运输走廊系统一体化的情况下发展铁路工业，需要采用联运。其中最有前途的是铁路轮渡运输，其特点是可以在特殊船只上通过海上运输汽车火车轮渡是一种特殊的船只，配备了铁路轨道，用于海上运输的轨道车的位置目前，客车和货车都是通过海上运输的乘客都在船舱里。图1显示了用于客车运输并在波罗的海环境中运行的火车渡轮。现在，汽车通过滚过（装载）坡道装载在火车轮渡上，这大大缩短了装载/卸载操作（图10）。[4]）。稳定-*通讯作者。电子邮件地址：fomin1985@ukr.net，fomin_ov@gsuite.duit.edu.ua（O.Fomin），alyonalovskaya. gmail.com（A. Lovska）。由Karabuk大学负责进行同行审查1ORCID：0000-0003-2387-9946。2ORCID：0000-0002-8604-1764。通过海上运输的汽车的安全性是由其固定在甲板上提供的（见表1）。根据标准方案，车厢相对于甲板固定，链条连接器配备有转向架和止动千斤顶。为了避免车厢在轨道上摇摆，在车轮滚动面下安装制动挡块，分批端车与配备标准SA-3联轴器的缓冲挡块沿纵向连接。此外，车厢制动系统连接到专用软管，以提供用于制动轮对的压缩空气[5，6]。最近，火车渡船已经配备了用于客车车身的特殊紧固支架（图3）。每个车身用六个支架固定（每侧三个）。在客车车身和紧固系统之间的相互作用单元中的较高应力可导致相对于甲板的稳定性损失，并可导致火车渡船的下沉。因此，已知的情况是，由于甲板上的汽车固定不稳定，船在风暴期间沉没。例如，2009年6月5日，Ashika公主号在汤加群岛附近沉没这是由于货物向一侧移位或在港口装载不当这艘渡轮载有117名乘客和货物。https://doi.org/10.1016/j.jestch.2020.08.0102215-0986/©2020 Karabuk University.出版社：Elsevier B.V.这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页：www.elsevier.com/locate/jestchb）a）小行星1456 Fomin，A.Lovska/工程科学与技术，国际期刊23（2020）1455图1.一、立陶宛和德国之间的火车渡轮（a）穆克兰（Mukran）b）克莱佩达（Klaipeda）。图二.在装载坡道上将客车装载到火车轮渡上。表1数学模型中使用的扰动作用参数的数值。参数数值值海浪高度，m 6波航向角，梯度。0-180列车水上投影风压渡轮，吨/米2在2002年里海的风暴中，Mercuri II货运和客运渡轮由于轨道车固定不良而沉没在甲板上它载有16节车厢，8名乘客和42名机组人员。因此，为保证铁路轮渡客车的紧固可靠性，改进其承载结构是十分重要的值得注意的是，现有的关于客车运行条件下动载荷和强度的规范文件并没有完全涵盖铁路轮渡运输客车车厢的问题[7]。规范性文件[8]给出了铁路车辆海上运输的一般要求，[9]给出了紧固系统的要求，但是，这些要求没有考虑火车轮渡类型、海洋环境、轨道车类型等。规范性文件[10]给出了在火车轮渡上装载/卸载轨道车的要求。这些要求是一般化的，作为加载/图三. 用于火车轮渡上的客车车体的紧固支架。a）具有增大的基部直径b）具有加强肋。×¼-x1/2;x2/3：12克G2Ik·q€2<$pk·hkFb;222O. Fomin，A. Lovska/工程科学与技术，国际期刊23（2020）1455-14651457在火车渡船上/从火车渡船卸载需要考虑连接火车渡船和陆基轨道的入口坡道的实际倾斜值，以及入口坡道和火车渡船之间的连接区域关于铁路轮渡运输中轨道车辆的动载问题的研究，见文献[11该研究确定了车体和紧固系统相对于桥面的相互作用特性。本文对铁路车辆车体的动载荷进行了数学模拟和强度计算，提出了确保铁路轮渡安全运输车辆的技术措施。但是，这些研究并没有确定火车轮渡运输中客车的动载荷和强度在[14]中给出了客车更长有效运行的一些建议。这些汽车是通过对它们的状态进行技术诊断来选择的，以揭示一定程度的腐蚀和机械缺陷。进一步的阶段包括在静态和冲击试验、纵向力寿命周期试验的基础上对轨道车车体承载结构的强度进行试验结果表明，使用年限为28-30年和33-35年的客车，其研究[15]给出了规定客车更长有效寿命的理由。此外，作者还对轿车承载结构的强度进行了理论和试验研究。强度计算考虑了规范性文件中规定的载荷值。电测应变试验验证了理论分析结果然而，更长的有效寿命的汽车的证实不考虑他们的负载下火车轮渡运输。[16]中给出了轨道车辆承载系统的一些要求。它们指的是生产新的轨道车辆结构，以及车辆和货车的现代化提出的方法可降低在用车辆的维修费用，减少空驶，提高通过能力，延长修间周期和使用寿命。然而，该研究没有对火车轮渡运输的汽车的强度和安全性提出要求，对于有效的国际运输至关重要。通过对文献[11-16]的分析2. 铁路轮渡运输客车车体动载荷的确定q1、q2DBhKh--pF（t）Ikpk-hkFba和bRkBH-振荡阻尼系数; Iy-建立了海上运输条件下客车车体动载荷的数学模型，该模型考虑了火车渡船相对于长轴的角位移这种振动类型被认为是决定性的，因为它主要影响船体相对于甲板的强度和计算是针对一节空车进行的，因为在火车轮渡运输期间，乘客被安置在驾驶室内模型的输入参数为火车轮渡和客车车体的技术特性以及巡航区域的水文气象特性。计算是为波罗的海上运行的Mukran型火车渡轮进行的。根据[17]中给出的数据确定了该地区的水文气象特征。8

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