Каким быть новому путеизиерителю ЦНИИ-4М?, страница 4

Применения для оценки неровностей пути спектральной плотности сдерживается его недостатками. Во-первых, при одинаковых спектральных плотностях могут быть получены совершенно различные величины воздействия экипажей на путь при прохождении неровностей. Воздействие будет различным при одинаковых плотности и стандартных отклонений в уравнениях типа:

Во-вторых, спектральная плотность хорошо отражает общее, типичное состояние, но 1—2% протяженности пути в плохом состоянии не учитывается, т.е. упускается то, что наиболее опасно для движения поездов.

По сходимости измерений с теоретическими нельзя делать вывод о доверительности параметров пути, ибо теоретическая зависимость представляет собой лишь аппроксимацию измерений.

Одновременно с работой Janin G в США были проведены исследования периодических и изолированных неровностей пути.

Для стохастического стационарного процесса (если это принципиальное положение допустимо) спектральная плотность неровностей в диапазоне волн (это еще не длина конкретной неровности) от 1,5 до 30 м может быть представлена выражением:

S (Ф)=АФ2² (Ф2+Ф1²)/ Ф⁴ (Ф² + Ф,²) , где S (Ф) — спектральная плотность неровностей; Ф — пространственная частота; А — постоянная неровностей; Ф^ и Фд — частоты неровностей данного вида.

Исследования, проведенные в США и во Франции, показали, что величина А изменяется от класса линии (см. табл.), т.е. от состояния пути, тогда как величины Ф( и Фд совершенно не зависят от расстройства пути. Отсюда сделан очень важный вывод, что стационарный стохастический процесс применительно к неровностям в профиле, в плане и по уровню определяется параметром А, т. е. вырождается в детерминированный процесс.

Периодические неровности (например, резкий бугор) должны описываться уравнением:

y(x)=C-^KW,

где С — натуральная величина пика неровностей в стыках за счет применения измерительного элемента в виде хорды; К — коэффициент затухания колебаний выявленных неровностей.

Величина К =7,7-4,0 см"' — для неровностей в профиле, К = 17,4 - 3,7 см"¹ — для неровностей в плане (в зависимости от класса линии).

На основании статистических исследований установлено 7 видов изолированных неровностей и дано их аналитическое описание. Наиболее типичным для неровностей следует считать выражение:

1, •3 —(кхГ

у(х)=Ае ²

Здесь К — характеристика жесткости пути и изменяется в пределах для отступлений в плане от 0,34 до 3,13 см-'. По исследованиям ВНИИЖТа эта неровность может быть достаточно точно описана формулой:

/ \ 1 . ,     2гсх y(xj=—A\ 1-cos——

2         /„ , где А — амплитуда неровности, /„ — длина неровности (К" 0,63 при длине неровности в плане 10 м и К=0,31 при длине 20 м).

Приведенный детерминированный анализ наличия в пути изолированных неровностей позволил установить корреляционные зависимости между неровностями различного вида, рассмотреть сочетание неровностей и их последовательность. Такой анализ у нас был проведен раньше, чем в США (при подготовке материалов к нормативному документу ТУ-81. «Технические указания по расшифровке записей путеизмерительных вагонов, оценке отступлений от норм содержания рельсовой колеи железнодорожного пути, мерам по обеспечению безопасности движения поездов при их обнаружении»).