Оценка качества движения в кривых

При движении на криволинейном участке пути сумма сил крипа и сил взаимодействия гребня колеса с рельсом уравновешивает боковые силы инерции, действующие на экипаж. Если равнодействующая сила взаимодействия гребня колеса и головки рельса превысит определенную величину, то колесо может приподняться над головкой рельса, и возникнет опасность схода колесной пары. Сход колеса с рельсов зависит от многих факторов, таких как угол набегания колесной пары, угол наклона гребня, коэффициент трения между колесом и рельсом, неподрессоренная масса колесной пары, нагрузка на ось, а также жесткость железнодорожного пути. В связи с этим, для оценки стремления колеса остаться в рельсовой колее обычно вводится интегральный показатель – коэффициент запаса устойчивости от схода колеса с рельса, для вычисления которого используется формула:

,

где – вертикальная сила, действующая от колеса на путь;

– поперечная сила, действующая от колеса на путь;

– угол наклона поверхности гребня к горизонтали;

– коэффициент трения поверхностей колес и рельсов.

Коэффициент запаса устойчивости от схода колеса с рельса должен оцениваться для движения с различными скоростями в круговых и переходных кривых с неровностями. Сочетание параметров кривых и неровностей выбирается таким образом, чтобы создать ситуацию, в которой возможен сход вагона с рельсов, и обычно определяется нормативными документами. При этом на кузов вагона может действовать сила ветра и продольные сжимающие или растягивающие нагрузки через сцепные устройства, которые вызывают опрокидывание вагона наружу или внутрь кривой.

Результатом численного интегрирования уравнений движения являются дискретные функции вертикальной и горизонтальной силы, действующей от колеса на рельс, по которым определяется временная зависимость коэффициента запаса устойчивости от схода колеса с рельса.