ANALIZA DRGAŃ NAWIERZCHNI I PODTORZA POD WPŁYWEM OBCIĄŻEŃ RUCHOMYCH Z DUŻYMI PRĘDKOŚCIAMI

ISBN: 978-83-7814-905-7

143 stron
format: B5
oprawa: miękka
Rok wydania: 2019

We współczesnej komunikacji pociągi odgrywają coraz większą rolę. Konstrukcje nawierzchni kolejowej i podtorza, przystosowanych do ruchu pociągów z dużymi prędkościami, muszą spełniać rygorystyczne warunki techniczne, zatem właściwe zwymiarowanie nawierzchni drogi szynowej jest niezwykle ważnym zadaniem, mającym zasadniczy wpływ na bezpieczeństwo i komfort podróży i transportu. W prezentowanym opracowaniu wskazany i przebadany został wpływ pionowego obciążenia ruchomego na powstawanie i wielkość ściskających sił osiowych w konstrukcji drogi szynowej. Oprócz prędkości w analizie uwzględniono inercję obciążenia i podłoża gruntowego. Do rozważań przyjęto model nawierzchni kolejowej w postaci belki lub płyty warstwowej o zmiennej sztywności poszczególnych warstw. Analizowany model podłoża Własowa uwzględnia, oprócz własności sprężystych gruntu, jego ścinanie i masę, czyli inercję (siły bezwładności), oraz osiadanie podłoża w sąsiedztwie toru kolejowego. W pracy przebadano wpływ sił osiowych na wielkość prędkości krytycznych. Przeanalizowano też schematy uwzględniające zmienność masy i sztywności konstrukcji drogi szynowej oraz zmienność parametrów charakteryzujących podłoże w kierunku podłużnym. Ruch pojazdu ze zmiennymi prędkościami po torze generuje również podłużną siłę ruchomą, wywołującą drgania podłużne konstrukcji nawierzchni. Zjawisko to może być szczególnie ważne w konstrukcjach mostowych. W pracy przebadano wpływ ruchomych sił stycznych do toru na odpowiedź dynamiczną nawierzchni i podtorza drogi szynowej biegnącej po gruncie oraz na moście. Zaprezentowano także uproszczony model do wstępnej analizy wpływu nierówności toru na zmianę prędkości koła. Istotą prezentowanej monografii są analityczne rozwiązania dynamiczne od pionowych inercyjnych obciążeń ruchomych konstrukcji na podłożach odkształconych, a zasadniczym i oryginalnym elementem - analityczne wyznaczenie dynamicznych podłużnych sił krytycznych od inercyjnych obciążeń pionowych w układzie nawierzchnia, podtorze, ruchomy pociąg i otoczenie drogi kolejowej, a następnie wyznaczenie w takim modelu prędkości krytycznych.

SPIS TREŚCI

1. Wstęp 2. Modele podłoża odkształcalnego3. Modele obciążeń ruchomych 4. Wpływ sił poziomych na drgania nawierzchni kolejowej 4.1. Belka nieskończenie długa obciążona siłą poziomą poruszającą się ze stałą prędkością4.2. Drgania podłużne belki mostowej pod wpływem ruchomej siły poziomej 4.2.1. Zagadnienie własne belki sprężystej4.2.2. Podłużne drgania swobodne belki sprężystej 4.2.3. Drgania belki sprężystej wymuszone ruchomą siłą poziomą 4.2.4. Drgania belki obciążonej ruchomą siłą poziomą z uwzględnieniem tłumienia wiskotycznego4.2.5. Drgania belki pod wpływem poziomego, ruchomego obciążenia inercyjnego 4.2.6. Drgania belki obciążonej ruchomą inercyjną siłą poziomą z uwzględnieniem tłumienia wiskotycznego5. Wpływ bezwładności taboru, nawierzchni kolejowej i podłoża na ich stateczność i prędkości krytyczne pociągów poruszających się z dużymi prędkościami5.1. Duże siły osiowe w belkach modelujących nawierzchnię kolejową 5.1.1. Stateczność toru kolejowego według Timoshenki5.1.2. Model Newlanda uwzględniający masę nieskończenie długiego pociągu 5.1.3. Model toru kolejowego na podłożu inercyjnym pod obciążeniem masowym 6. Wpływ dużych sił osiowych na drgania niejednorodnej belki na trójparametrowym podłożu inercyjnym 6.1. Drgania belki z dużą siłą osiową wymuszone ruchomym obciążeniem skupionym 6.2. Drgania belki z dużą siłą osiową wymuszone półnieskończonym obciążeniem ciągłym 6.3. Drgania belki z dużą siłą osiową wymuszone obciążeniem ciągłym o skończonej długości7. Wpływ zmienności masy i parametrów mechanicznych nawierzchni kolejowej na jej drgania pod działaniem obciążenia ruchomego7.1. Zastosowanie podejścia falowego do analizy drgań toru kolejowego modelowanego nieskończenie długą belką na podłożu sprężystym7.2. Nawierzchnia o skokowo zmiennej masie i podparciu modelowana belką nieskończenie długą na podłożu sprężystym obciążona ruchomą siłą 7.3. Wpływ dużych sił osiowych na drgania belki na dwuparametrowym podłożu Pasternaka o stałych współczynnikach7.4. Wpływ dużych sił osiowych na drgania belki na dwuparametrowym podłożu Pasternaka o zmiennych współczynnikach8. Nawierzchnia kolejowa na belce mostowej modelowana niejednorodną belką Timoshenki obciążoną ruchomą siłą 8.1. Zagadnienie własne belki Timoshenki 8.2. Drgania belki Timoshenki na podłożu Własowa wymuszone ruchomą siłą8.3. Drgania tłumione belki Timoshenki 8.4. Analiza ugięć belki Timoshenki 8.5. Prędkości krytyczne 8.6. Drgania tłumione w belce Timoshenki 9. Nawierzchnia kolejowa bezpodsypkowa9.1. Nawierzchnia modelowana niejednorodną płytą Kirchhoffa na podłożu inercyjnym Własowa obciążoną ruchomą siłą skupioną 9.2. Zastosowanie metody elementów skończonych do analizy drgań płyty na podłożu 10. Wpływ ostrych nierówności nawierzchni sztywnej na zmianę prędkości sztywnego koła 10.1. Uderzenie sztywnego krążka w sztywny próg 10.2. Przejazd sztywnego krążka przez podwójną nierówność 11. Współczynniki dynamiczne w przypadku obciążeń ruchomych 11.1. Drgania tłumione belki na podłożu Kelvina-Voigta wymuszone ruchomą siłą11.2. Współczynniki dynamiczne w belce Bernoulliego-Eulera na podłożu Kelvina-Voigta obciążonej ruchomą siłą11.3. Współczynniki dynamiczne w przypadku belki Timoshenki na inercyjnej warstwie Własowa obciążonej ruchomą siłą12. Podsumowanie Bibliografia