Browsing by Author "Ноженко, В. С."
Now showing 1 - 11 of 11
Results Per Page
Sort Options
Item Prediction of tractive and dynamic performance of locomotives by simulation modeling(СНУ ім. В. Даля, 2021) Gorbunov, M. I.; Kovtanets, M. V.; Serhiienko, O. V.; Kovtanets, T. M.; Nozhenko, V. S.; Горбунов, М. І.; Ковтанець, М. В.; Сергієнко, О. В.; Ковтанець, Т. М.; Ноженко, В. С.The monograph considers the issues of assessing the traction and dynamic qualities of locomotives based on the methods of simulation modeling of the processes of frictional interaction between the wheel and the rail, the characteristics of the suspension elements and the movement of the rail vehicle.Item Вибір моделі зчеплення для моделювання динамічної поведінки локомотивів.(СНУ ім. В. Даля, 2022) Ковтанець, М. В.; Цигановський, І. О.; Сергієнко, О. В.; Ноженко, В. С.; Ковтанець, Т. М.; Kovtanets, M. V.; Tsyganovskiy, I. O.; Sergienko, O. V.; Nozhenko, V. S.; Kovtanets, T. M.У статті проведено огляд основних моделей, що застосовуються у сучасних програмних комплексах моделювання динаміки рейкових екіпажів. Детально розглянуто, що обчислення дотичних сил у контакті «колесо-рейка» при моделюванні динаміки рейкових екіпажів може здійснюватися трьома способами: «швидкі» алгоритми, апроксимація аналітичних рішень, чисельних експериментів чи експериментальних даних, використання розрахованих наперед довідкових таблиць. Авторами було розроблено програму VDEUNU CONTACT, оскільки обчислення у даній програмі є досить трудомісткими, програма використовується для упорядкування довідкових таблиць. Проведено дослідження методів розв'язання тангенціальної задачі у сучасних програмних комплексах моделювання динаміки рейкових екіпажів та побудована інформаційна таблиця. Побудовані криві зчеплення, розраховані за допомогою різних методик для одних і тих самих умов контактування. Значення критичного ковзання, отриманого з допомогою програм FASTSIM, дорівнює приблизно 0.03%, тоді як експериментально отримане значення становить близько 2,5 %. Після зриву в буксування коефіцієнт зчеплення у всіх теоріях, крім Мінова і VDEUNU CONTACT вважається константою, тоді як у реальних умовах спостерігається падіння коефіцієнта зчеплення. Проаналізовано можливість застосування різних моделей зчеплення для моделювання динаміки рухомого складу в режимах вибігу та тяги, порівняння моделей проводилося для нових профілів колеса та рейки при нульовому бічному віднесенні колісної пари. Отримані під час використання довідкових таблиць результати, сформовані за допомогою програми VDEUNU CONTACT, порівнювалися з результатами, отриманими під час використання алгоритму FASTSIM, свідчать про те, що незважаючи на незначні кількісні відмінності, можна говорити, що якісно отримані результати збігаються. Також у роботі розглядався рух локомотива в режимі тяги на прямій ділянці шляху довжиною 1200 м з різним фрикційним станом рейок (сухі і вологі). По результатам моделювання видно, що за відсутності обурень з боку траєкторії руху колісної пари при моделюванні за допомогою алгоритму FASTSIM практично збігаються за різних фрикційних умов, і спостерігається стійкий рух локомотива. У той же час при моделюванні за допомогою програми VDEUNU CONTACT рух є нестійким і характер взаємодії колісної пари зі шляхом суттєво відрізняється при сухих та вологих рейках.Item Керований фрикційний гаситель коливань і його динамічні можливості.(СНУ ім. В. Даля, 2023) Ковтанець, М. В.; Могила, В. И.; Сергієнко, О. В.; Ноженко, В. С.; Ковтанець, Т. М.У статті представлені результати якісного аналізу характеристик та роботи фрикційних гасителів коливань з керованою силовою характеристикою, що використовуються у ресорному підвішуванні тепловоза типу 2ТЕ116. Досліджено недоліки фрикційних гасителів коливань до яких можна віднести нестабільність коефіцієнта тертя внаслідок зносу і забруднення поверхонь, що труться, впливу погодних умов тощо, що робить процес їх роботи практично неконтрольованим протягом порівняно тривалого періоду. З’ясовано, що принципово новим напрямом у вдосконаленні динамічних показників роботи фрикційних гасителів коливань є управління силою їхнього опору залежно від характеристик коливальних процесів надресорної будови. Для якісної оцінки ефективності роботи таких гасителів розглянуто спрощену коливальну систему з параметрами, близькими до таких як у першому ступені ресорного підвішування тепловоза 2ТЕ116. Для роботи гасителя в керованому режимі у системі передбачені датчик переміщень надресорної будови, пристрій керування силою опору, виконавчий механізм і мікропроцесор, що здійснює опрацювання інформації та вироблення сигналу управління. Наявність датчиків швидкості та прискорення не є необхідним, оскільки відповідні сигнали можна отримати у мікропроцесорі, диференціюючи сигнал датчика переміщень. Встановлено, що керуючи функцією сили опору, можливо забезпечити фрикційному гасителю необхідні силові характеристики як лінійні, і нелінійні. Більше того, на певних режимах руху локомотива (наприклад, при троганні або при малих швидкостях) можна взагалі зробити їх рівними нулю, ніж виключити зону нечутливості ресорного підвішування, що позитивно позначиться на його динамічних показниках і нерівномірності розподілу навантажень на колісні пари. Сила опору гасителя формується мікропроцесорною системою і є функцією амплітуди переміщення і швидкості відносного ковзання в елементах, що труться. Наведено рекомендації щодо вибору параметрів функції керування силою опору. Конструктивно керований фрикційний гаситель порівняно легко виконати з урахуванням серійного гасителя, застосовуваного в ресорному підвішуванні тепловоза 2ТЕ116. Потрібно лише замінити в ньому натискну пружину елементом, який може створювати змінну силу натискання, наприклад, пневматичним балоном, сильфон, діафрагмою і т.п.Item Метод встановлення причин сходження рухомого складу з рейок.(СНУ ім. В. Даля, 2021) Дьомін, Р. Ю.; Дьомін, Ю. В.; Черняк, Г. Ю.; Ноженко, В. С.Метод визначення причин сходження рухомого складу з рейок (ВПС), який представляється в стат-ті, призначено для використання при розслідуванні сходження вагонів у поїздах. Метод ВПС ґрунту-ється на статистичній обробці результатів моделювання динаміки поїзда певного складу з викори-станням сучасного програмного забезпечення. Загальна процедура методу ВПС полягає в наступно-му: формування набору факторів F події сходження у вигляді знаків, за якими буде здійснюватися пошук найбільш значущих з них, і формулювання альтернатив із «протилежним» значенням; побудо-ва плану повнофакторного експерименту; розробка комп’ютерної моделі динаміки поїзда з прийнят-ним рівнем деталізації, що дозволяє відобразити множину факторів F; проведення дослідів за планом комп’ютерного експерименту та з’ясування можливості сходження рухомого складу з рейок для кожного експерименту; обчислення вагових коефіцієнтів події сходження на основі статистичної обробки результатів з використанням підходу Байєса. За методом ВПС для відображення факторів події сходження рухомого складу з рейок знаки використовуються за принципом «так/ні», що дає можливість відобразити в комп’ютерній моделі параметри рухомого складу, характеристики та обставини події сходження. На основі багатьох ознак планується повнофакторний комп’ютерний експеримент. Результати окремих експериментів аналізуються, щоб визначити ті, для яких подія сходження, ймовірно, відбулася, і ті, для яких подія сходу, ймовірно, не відбулася. Визначення причин сходження рухомого складу з рейок здійснюється за результатами статистичної обробки даних комп’ютерного експерименту, за якими на основі статистичних висновків та обчислення умовної ймовірності розраховуються вагові коефіцієнти факторів, що впливають на подію сходження. Відо-браження факторів події сходження за допомогою ознак, запропонованих методом ВПС, розширює область пошуку найбільш значущих факторів серед параметрів, характеристик та обставин події сходження. Застосування методу ВПС доцільне при розслідуванні сходжень з рейок вантажних ва-гонів в режимах тяги або гальмування поїздів.Item Метод управління фрикційною взаємодією у двоточковому трибоконтакті «колесо-рейка».(СНУ ім. В. Даля, 2023) Ноженко, В. С.; Ковтанець, М. В.; Марченко, Д. М.; Вакулик, М. М.; Ковтанець, Т. М.У роботі розглянуто низку методів активного впливу на трибологічні властивості контакту колеса з рейкою. Встановлено, що складністю при реалізації сили тяги та гальмування локомотива є наявність у контактній парі «колесо-рейка» поверхневих забруднень (вода, мастило, дизельне паливо, опале листя, продукти зносу та інше), молекули яких на поверхні металу створюють адсорбційну плівку, що сприяє зниженню тертя та збільшенню зносу. Досліджено, що використання стандартних технічних рішень для підвищення зчеплення контакту «колесо-рейка», а саме підсипання піску під колісні пари на поверхні головок рейок, що веде до пошкоджень контактуючих поверхонь (рейок, коліс, гальмівних колодок), утворення мікротріщин, інтенсивного зносу, засмічення баластної призми, є малоефективним та економічно недоцільним. Одним із перспективних та енергоефективних методів охолодження плями контакту взаємодіючих поверхонь є використання вихрового ефекту Ранка-Хілша. Дослідження в галузі металообробки показали, що при подачі в зону тертя охолодженого іонізованого повітря із застосуванням вихрового ефекту Ранка-Хілша веде до позитивних ефектів. Теоретичним описом впливу озону є наведена у роботі методика оцінки впливу озонованого повітря як активатора поверхні на фрикційну взаємодію в контакті «колесо-рейка». Найбільш ефективним способом отримання озону, є генерація в бар’єрному електричному розряді, де при проходженні через зону розряду молекули кисню частково дисоціюють, атомарний кисень реагує з молекулою кисню, утворюючи озон. Однією з умов для найбільш ефективної роботи бар’єрного озонатора є створення енергії, яка сприяє подоланню енергетичного бар’єру для утворення найбільшої кількості енергетичних зв’язків озону, але при синтезі озону для подальшого застосування його в контакті колеса з рейкою потрібна його висока концентрація. Подано теоретичне обґрунтування впливу озону на процеси, що протікають у контакті «колесо-рейка» та складено енергетичний баланс впливу озону на поверхню контактуючої пари трибологічної системи «колесо-рейка».Item Оцінка ризиків впровадження перспективних технічних рішень на транспорті(СНУ ім. В. Даля, 2021) Ноженко, В. С.; Кoвтaнець, М. В.; Сергієнко, О. В.; Ковтанець, Т. М.; Вакулік, М. М.У статті проаналізовані можливі шляхи інвестицій для розвитку технологій виробництва на прикладі залізничного транспорту і пов'язаний з цим процес прийняття рішень. У роботі використовувався метод оцінки ризику при впровадженні інноваційних технічних рішень для поліпшення фрикційної взаємодії в двоточковому контакті «колесо-рейка» на основі методу Монте-Карло. Результатами імітаційного моделювання є прогнозування найбільш і найменш ризикованих технічних рішень для впровадження на залізничному транспорті, спрямованих на їх зниження.Item Проведення теоретико-експериментальні дослідження щодо впливу динамічних навантажень на коефіцієнт зчеплення.(СНУ ім. В. Даля, 2022) Ковтанець, М. В.; Сергієнко, О. В.; Марченко, Д. М.; Ноженко, В. С.; Ковтанець, Т. М.У роботі проаналізовано фактори, що істотно впливають на значення коефіцієнта зчеплення. З аналізу літературних джерел встановлено, що основним показником, який визначає потенційні можливості контакту колеса з рейкою по зчепленню, зазвичай вважають фізичний коефіцієнт зчеплення. Проведено дослідження впливу вертикального та горизонтального динамічного навантаження на максимальний коефіцієнт зчеплення для трьох станів фрикційного контакту «колесо-рейка»: чистого сухого, змоченого водою, забрудненого мастильними матеріалами. Для експериментальної оцінки впливу динамічних сил в контакті «колесо-рейка» на реалізовану величину максимальної сили зчеплення було використано метод теорії планування експериментів, який дозволяє істотно скоротити кількість проведених дослідів і отримати математичну модель досліджуваного процесу та оцінити спільний та самостійний вплив кожного з факторів на процес зчеплення. Метод планування експериментів передбачає вибір факторів, їх рівнів та інтервалів варіювання, визначення відгуку системи, складання матриці планування та отримання рівнянь регресії. Отримані математичні моделі описують зчіпні якості колеса та рейки за наявності зовнішніх динамічних збурень – коливань вертикального та горизонтального навантаження в контакті «колесо-рейка». Крім цього метою стендових випробувань була перевірка методики визначення тягових якостей локомотива з використанням для цього критерію, названого коефіцієнтом запасу по зчепленню. Порівнюючи два методи оцінки впливу динамічних навантажень на тягові якості контакту «колесо-рейка» за максимальними значеннями коефіцієнта зчеплення і за значеннями коефіцієнта запасу по зчепленню можна зробити висновок про схожість отриманих результатів, що може бути підтвердженням доцільності застосування розробленого критерію – коефіцієнта запасу по зчепленню – для порівняльної оцінки тягових якостей локомотивів та окремих колісних пар.Item Розроблення науково-технічних рішень проблеми убезпечення високошвидкісного руху поїздів комбінованого транспорту на залізницях України : Звіт про НДР (заключ.)(СНУ ім. В. Даля, 2022) Дьомін, Ю. В.; Сергієнко, О. В.; Горбунов, М. І.; Фомін, О. В.; Черняк, Г. Ю.; Ловська, А. О.; Дьомін, Р. Ю.; Морнева, М. О.; Ноженко, В. С.; Кузьменко, С. В.; Рибін, А. В.; Ковтанець, Т. М.; Вакулік, М. М.; Загорський, Д. В.; Балковська, Г. В.; Біловол, Є. О.; Коротенко, Б. М.; Гирман, Р. М.; Колесник, О. Ю.; Свєтлов, А. П.Об’єкт дослідження – процеси, що забезпечують гарантовану безпеку технічної експлуатації транспортних засобів залізниць за показниками стійкості в рейковій колії і несівної здатності екіпажних частин. Мета проєкту полягає у створенні науково-технічного продукту у вигляді комплексу науково обґрунтованих технічних рішень, спрямованих на забезпечення гарантованої безпеки експлуатації залізничних транспортних засобів при високих швидкостях руху у складі поїздів комбінованого транспорту. Методи дослідження – для виконання поставлених в роботі програмних завдань застосовано методи обчислювальної механіки й методи теорії коливань та математичне моделювання просторових коливань систем твердих тіл. Аналіз напружено-деформованого стану несівних конструкцій виконувався з застосуванням метода скінчених елементів з використанням просторових геометричних моделей. Одержано наступні наукові та практичні результати: розроблено математичні моделі, що дозволяють досліджувати динаміку вантажних вагонів в поїздах у завантаженому і порожньому станах при різних характеристиках технічного стану ходових частин і колії; розроблено методику визначення динамічних показників безпеки руху рейкових транспортних засобів комбінованого транспорту, що ґрунтується на методах оперативного розслідування сходження та визначення причин сходження; розроблено концепцію оцінювання ризиків сходжень рухомого складу з рейок, яка об'єднує ідентифікацію механічних ризиків сходжень з технологією комп'ютерного моделювання динаміки рухомого складу; сформульовано загальні вимоги до програмно-апаратного комплексу та реалізовано технічні рішення мобільної системи для визначення динамічної навантаженості рухомого складу в умовах експлуатації; рекомендовано до використання розрахунково-експериментального методу прогнозування динамічних характеристик рейкових екіпажів, що базується на збалансованому взаємному доповненні математичного моделювання динаміки рухомого складу та випробувань за спрощеною схемою; запропоновано удосконалити відповідну нормативну базу шляхом застосування сучасних методів і засобів оцінки характеристик екіпажних частин, що ґрунтуються на принципах інтеграції та гармонізації вітчизняних керівних документів з відповідними актами країн ЄС.Item Створення багатофункціональних наукомістких методів енергетичного керування інженерією поверхонь контакту "колесо-рейка" для забезпечення еколого-ефективної передачі потужності : Звіт про НДР (заключ.)(СНУ ім. В. Даля, 2020) Ковтанець, М. В.; Горбунов, М. І.; Дьомін, Ю. В.; Фомін, О. В.; Поркуян, О. В.; Бойко, Г. О.; Могила, В. І.; Нєженцев, О. Б.; Ноженко, О. С.; Кравченко, К. О.; Костюкевич, О. І.; Кічкіна, О. І.; Кузьменко, С. В.; Сергієнко, О. В.; Михайлов, Є. В.; Бєлоусова, Л. І.; Морнева, М. О.; Серєбряк, К. І.; Дьомін, Р. Ю.; Воронцов, Б. С.; Ноженко, В. С.; Просвiрова, О. В.; Кара, С. В.; Семенов, С. О.; Кічкін, О. В.; Фомiна, А. М.; Ковтанець, Т. М.; Сова, С. С.; Фомiн, В. В.; Коваленко, В. В.; Бурлуцький, О. В.; Коротенко, Б. М.; Бiловол, Є. О.; Лисенко, Ю. В.Item Теоретичні та експериментальні дослідження впливу електричного струму на знос трибоспорядження «ролик-ролик».(СНУ ім. В. Даля, 2024) Ковтанець, М. В.; Ноженко, В. С.; Сергієнко, О. В.У роботі розглянуті процеси, що відбуваються у контакті колеса і рейки, що взаємодіють між собою і від яких залежить в цілому ефективність тягового рухомого складу. Встановлено, що найбільш поширеним способом досягнення високого коефіцієнта зчеплення при рушанні з місця, а також на складних ділянках профілю колії є подача сухого кварцового піску, представлені очевидні переваги даного способу та його низку істотних недоліків. Обґрунтовано вплив електричного струму, що проходить через контакт, на його трибологічні властивості, при цьому перспектива цього способу опосередковано підтверджується даними, отриманими під час експлуатації електровозів, де встановлено, що їх граничний коефіцієнт зчеплення вище на 8% ніж у тепловозів, що імовірно пов’язано з пропусканням електричного струму через контакт колеса з рейкою. Тому для дослідження процесів, що протікають у контакті «колесо-рейка» при ходженні електричного струму необхідно провести їх детальний аналіз. У роботі теоретично та експериментально досліджено вплив електричного струму, що проходить через контакт двох взаємодіючих роликів на їх знос при варіюванні величини сили струму та прикладеного навантаження. Теоретичні передумови впливу електричного струму на величину зносу трибосполучення були покладені в основу проведених досліджень, проведених у роботі. При моделюванні визначено вплив електричного струму з часом на зношування досліджуваних зразків. Електричний знос переважає при малих вертикальних навантаженнях, що є наслідком наявності в контактній парі незруйнованих забруднень, які мають високий перехідний опір. Зі збільшенням навантаження та руйнуванням забруднень перехідний опір падає, кількість тепла, що виділилося в контакті, зменшується, і відповідно електричне зношування знижується. Експериментальні дослідження проведено на випробувальній машині СМЦ-2 на кафедрі залізничного, автомобільного транспорту та підйомно-транспортних машин СНУ ім. В. Даля. Виявлено механізм впливу електричного струму на трибосполучення, що дозволяє обґрунтувати застосування даного способу для підвищення зчеплення в системі «колесо-рейка».Item Теорія та практика системного підходу створення новітнього рухомого складу залізниць мультифункціональним управлінням термомеханічною навантаженністю «колесо-колодка-рейка» для підвищення безпеки, енерго- та ресурсозаощадження : Звіт про НДР (заключ.)(СНУ ім. В. Даля, 2022) Ковтанець, М. В.; Горбунов, М. І.; Фомін, О. В.; Дьомін, Р. Ю.; Поркуян, О. В.; Бойко, Г. О.; Могила, В. І.; Черняк, Г. Ю.; Кравченко, К. О.; Кічкіна, О. І.; Кузьменко, С. В.; Сергієнко, О. В.; Михайлов, Є. В.; Морнева, М. О.; Просвірова, О. В.; Ноженко, В. С.; Семенов, С. О.; Фоміна, А. М.; Мірошникова, М. В.; Кічкін, О. В.; Ковтанець, Т. М.; Цигановський, І. О.; Вакулик, М. М.; Сова, С. С.; Гирман, Р. М.; Коротенко, Б. М.; Біловол, Є. О.; Колесник, О. Ю.; Тисячний, А. Ю.; Папуков, А. М.; Салфетніков, А. В.Об’єкт дослідження – процеси підвищення безпеки, енерго- та ресурсозаощадження рухомого складу залізниць мультифункціональним управлінням енергією тертя в трибологічних системах. Предмет науково-технічної роботи – залежності та функції управління тертям, формуванням термо-механічних впливів на фрикційні контакти, для реалізації їх номінальних і уникнення аномальних режимів функціонування. Мета роботи – підвищення ефективності, безпеки руху та енергоресурсу вузлів тертя залізничного транспорту на основі їх модельних досліджень, динамічного моніторингу та формування керуючих впливів на фрикційний контакт, для збільшення граничних значень тягового та гальмівного зусилля при циклічній стабілізації температури і силового навантаження. Методи дослідження полягають у застосуванні сукупності підходів, засобів, методів і прийомів, що базуються на принципах системності та включають: - багаторівневе математичне моделювання та інтеграцію моделей руху локомотива і вагонів у різних режимах експлуатації, методів та способів стабілізації температури впливу на трибоконтакт, у тому числі, з використанням методу дискретних елементів для дослідження фрикційної взаємодії контакту «колесо-колодка-рейка» при врахуванні температури і локального охолодження, що дозволить максимально врахувати процеси, які відбуваються в контактах; - комплексний аналіз та системний підхід щодо вдосконалення тягових і гальмівних розрахунків за рахунок врахування факторів, що раніше не враховувались; - поліпшення техніко-економічної ефективності транспортного засобу за рахунок прогнозування експлуатаційних характеристик рухомого складу, що враховує вплив термодинамічних факторів та градієнтів температур; - у теоретичній частині проекту буде використане розроблене математичне та імітаційне моделювання, та чисельне інтегрування диференціальних рівнянь руху, методи математичної статистики і теорії вірогідності; - методи теорії планування експерименту та метод експертного оцінювання; - методи математичної статистики при систематизації виникнення боксування або юзу; - методи проектування та досліджень сучасних транспортних засобів; - методи математичного моделювання щодо визначення надійності та міцності для дослідження напружено-деформованих станів конструктивів. Методи експериментальних досліджень, які використовувались у проекті, складалися з фізичного моделювання, випробування на натурних зразках, стендових натурних установках, локомотивах та вагонах із застосуванням апробованих методик, встановлених відповідними ГОСТ і ДСТУ. Достовірність отриманих у проекті наукових результатів підтверджується задовільною збіжністю даних теоретичних і експериментальних досліджень, що зумовлено вірно використаними методами математичного моделювання та застосованими теоріями, коректністю побудованих моделей, правильним вибором способів і технічних засобів випробувань, вимірювальної апаратури, коректно створеною методикою, програмою проведення та методами збору і обробки результатів експериментів. Ступінь впровадження. По результатам дослідження опубліковано: 3 монографії, 8 статей в журналах, що індексуються у наукометричній базі Scopus, 8 англомовних статей у матеріалах міжнародних конференцій, що індексуються у наукометричній базі Scopus, 12 статей у виданнях, що входять до переліку фахових видань України, 22 охоронних документів на об’єкти права інтелектуальної власності, 20 тез доповідей на наукових конференціях. За результатами досліджень захищено 2 дисертації кандидата наук та 2 підготовлено до захисту, що підтверджує підвищення кваліфікаційного рівня наукових виконавців та визнання результатів наукових досліджень. Основні результати отримані при виконанні проекту використано у Державному підприємстві «Український науково-дослідний інститут вагонобудування» та ТОВ «Науково-виробнича компанія «Трансмаш»» при проведенні науково-дослідних і проектно-конструкторських робіт зі створення та удосконалення екіпажної частини локомотивів згідно планів нової техніки підприємств. Результати досліджень використано при підготовці нових лекційних курсів та циклів лабораторних і практичних робіт на кафедрах «Залізничний, автомобільний транспорт та підйомно-транспортні машини» та «Логістичне управління та безпека руху на транспорті» Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. Область використання отриманих результатів – підприємства, що займаються ремонтом, створенням, доведенням, а також модернізацією тепловозів, дизель- і електропоїздів, вагонів для забезпечення безпеки та ефективності їх експлуатації.