Технические требования безопасности и методы подтверждения соответствия (стр. 10 )

Ходовые испытания выполняют с целью регистрации динамических процессов в объёме, необходимом для целей определения фактических значений показателей динамики и прочности.

Суммарная длительность реализаций для каждого динамического процесса должна быть не менее 2000 секунд (за исключением динамических процессов виброускорений, регистрируемых для определения показателей плавности хода, для которых длительность реализаций должна быть не менее 1000 секунд).

Ходовые испытания проводят на эксплуатационных линиях метрополитена в действующем состоянии вагона. Вагон испытывают в составе поезда.

Ходовые испытания проводят в порожнем и груженом состояниях. Груженое состояние имитируется с использованием мерных грузов. Допускается имитацию массы сидящих пассажиров создавать расположением мерных грузов рядом с сидениями.

При ходовых испытаниях должны быть воспроизведены эксплуатационные режимы движения вагона. Разгоны и торможения осуществляют в штатных (служебных) режимах. Необходимо не менее одного раза реализовать следующие режимы (по возможности на прямом участке пути):

- трогание с места и разгон до конструкционной (или максимальной эксплуатационной) скорости с реализацией максимальной силы тяги;

- торможение с конструкционной (или максимальной эксплуатационной) скорости до полной остановки

Рекомендуется по возможности реализовать движение вагона на прямом участке пути с установившейся скоростью в режиме выбега длительностью не менее 20 секунд.

Ходовые испытания проводят с реализацией движения испытуемых вагонов прямым и обратным ходом. Под прямым ходом понимается движение поезда, при котором испытуемый вагон является первым по ходу движения.

Ходовые испытания проводят с различными скоростями движения, включая конструкционную скорость (далее Ї VК) и оценку контролируемых в ходовых испытаниях показателей выполняют во всём диапазоне эксплуатационных скоростей, включая VК.

В случае невозможности реализации конструкционной скорости движения, испытания проводят с реализацией максимальной эксплуатационной скорости движения (далее Ї Vмакс_экспл), и оценку контролируемых в ходовых испытаниях показателей выполняют в диапазоне эксплуатационных скоростей, включая Vмакс_экспл.

Протокол испытаний дополняют сведениями о максимальной реализованной в испытаниях скорости движения, в диапазоне до которой выполнялась оценка контролируемых показателей.

В испытаниях напряжённое состояние конструкций и узлов вагона определяют тензометрированием. Тензорезисторы устанавливают на несущих конструкциях в зонах: действия максимальных изгибающих, крутящих моментов и сил; соединения различных подконструкций и деталей; мест концентрации напряжений (в том числе на границах сварных швов); в местах возникновения местных деформаций и т. п. Для определения напряжённого состояния в зонах сварных соединений, в зонах выточек и переходов с радиусами менее 20 мм используют тензорезисторы базой 5 мм. Места расстановки тензорезисторов определяют на этапе подготовки вагона к испытаниям с учётом расчётов прочности несущих конструкций, выполненных разработчиком вагона, а так же на основании опыта испытательной организации, проводящей динамико-прочностные испытания вагона.

При проведении испытаний при необходимости выполняют:

- опыты по определению зависимостей напряжений, прогибов и т. д. от прикладываемых усилий, необходимых для целей проведения испытаний и анализа динамической нагруженности вагона;

- опыт «сброс с клиньев».

Опыт «сброс с клиньев» выполняют с целью определения частот собственных колебаний вагона на рессорном подвешивании и изгибных колебаний кузова в вертикальной плоскости, а также коэффициента относительного демпфирования вагона.

Опыт «сброс с клиньев» заключается в накатывании вагона на специальные клинья, установленные на рельсы. Для имитации колебаний подпрыгивания клинья подкладывают под все колеса вагона. Для имитации колебаний галопирования кузова и подпрыгивания тележек клинья подкладывают под все колеса одной из тележек. Для имитации колебаний боковой качки кузова и тележки клинья подкладывают под все колеса одной стороны вагона. Накатывание вагона выполняют на скорости не более 3 км/ч.

5.5 Первая собственная частота изгибных колебаний кузова в вертикальной плоскости при максимальной загрузке вагона

Для определения показателя на стадии проектирования выполняют расчёт собственных частот и форм колебаний кузова с применением современных методов расчёта (например, метода конечных элементов). При проведении расчётов силы тяжести (вес) оборудования располагают в соответствии с его реальным расположением в эксплуатации. Силы тяжести (вес) пассажиров располагают в соответствии с расчётом максимальной населённости вагона пассажирами, выполненным разработчиком.

Для определения показателя на стадии испытаний производят загрузку вагона мерным грузом, имитирующим вес пассажиров и обслуживающего персонала в соответствии со схемой загрузки. Схему загрузки составляют с использованием расчёта максимальной населённости, выполненного разработчиком. Для определения частот изгибных колебаний кузов оборудуется первичными преобразователями, устанавливаемыми с обеих сторон кузова по его длине. При наличии тяжелого подвесного оборудования на нём также устанавливаются первичные преобразователи для анализа частот колебаний кузова. Для возбуждения собственных частот колебаний кузова применяются ударно-вибрационные способы, такие как опыт «сброс с клиньев» возбуждение колебаний с применением вибраторов, ударного возбуждения и прочие. Возбуждение колебаний кузова производят, как правило, в середине кузова и в консолях. Частоту кузова определяют на основании анализа и обработки динамических процессов, зарегистрированных первичными преобразователями при возбуждении колебаний.

5.6 Метод определения показателя «Отсутствие касания элементов экипажа, не предусмотренного конструкторской документацией»

Для определения показателя на стадии испытаний выполняют визуальный контроль вагона на предмет наличия/отсутствия касания или следов касания, не предусмотренных конструкторской документацией на вагон. Осмотр вагона выполняют в порожнем состоянии после пробега вагона как в порожнем, так и в груженом (или имитацией груженого) состояниях. При необходимости, вызванной недостаточным доступом к обследуемым узлам тележки, тележку выкатывают для обеспечения возможности визуального контроля.

5.7 Структурная прочность рам тележек и промежуточных рам (балок) второй ступени рессорного подвешивания

Для определения показателя проводят стендовые вибрационные испытания на базе 10 миллионов циклов нагружения. Как правило, испытаниям подвергают один образец.

При проведении стендовых вибрационных испытаний схема нагружения объекта испытаний должна в максимальной степени соответствовать схеме нагружения его в эксплуатации.

К объекту испытаний прикладывают статические и динамические (циклические) нагрузки. Величины статических нагрузок принимают равными силам тяжести устанавливаемого на объект испытаний оборудования, включая кузов при максимальной загрузке вагона. Величины основных динамических (циклических) нагрузок – динамических составляющих вертикальных сил от веса надрессорного строения ( ‑ для рамы тележки; ‑ для промежуточной рамы (балки)) и динамических составляющих рамных сил () принимают равными:

Для объектов испытаний, нагружаемых в эксплуатации вертикальными силами от веса надрессорного строения и рамными силами, обязательным является одновременное нагружение этими силами.

При проведении стендовых вибрационных испытаний контроль нагрузок выполняют не реже одного раза в 15 минут, число циклов нагружения определяют по счётчику регистрации циклов нагружения.

Не реже двух раз в сутки выполняют контроль объекта испытаний на предмет поиска усталостных трещин. Для обнаружения усталостных трещин используется метод «Керосиновой пробы».

При возникновении усталостных трещин регистрируют место возникновения трещины, длину трещины и число циклов нагружения, при котором трещина была обнаружена.

Соответствие объекта испытаний установленному нормативному требованию подтверждается отсутствием усталостных трещин на объекте на базе нагружения 10 миллионов циклов нагружения. Данные об отсутствии/наличии усталостных трещин заносят в протокол испытаний. При наличии усталостной трещины протокол дополняют данными о месте её расположения, длине трещины и числе циклов нагружения, при котором трещина обнаружена. Протокол испытаний, являющийся видом отчетности по результатам испытаний, должен содержать сведения о схеме нагружения объекта испытаний и величинах прикладываемых нагрузок.

5.8 Метод определения показателя «Прочность кузова порожнего вагона при действии нормативной силы соударения, приложенной по осям сцепных устройств»

Для определения показателя проводят испытания на соударение.

Испытания на соударение проводят на прямом участке пути или на специализированных стендах–горках. Испытания проводят по одной из следующих схем:

а) испытуемый вагон накатывают на заторможенный состав или на вагон–подпор стенда–горки;

б) вагон-боёк накатывают на испытуемый вагон, стоящий в голове заторможенного состава или сцепленный с вагоном-подпором стенда-горки.

При проведении испытаний испытуемый вагон должен быть расторможен.

Испытания начинают, как правило, с соударений на малых скоростях движения V 2 км/ч, которые постепенно увеличивают до величины, соответствующей нормативной силе соударения в сцепку. Нормативная сила соударения для существующих конструкций составляет 500 кН. Количество соударений должно быть не менее 8 при условии реализации в испытаниях различных сил соударений.

В процессе испытаний непосредственно измеряют силу удара в сцепку и напряжения в несущих элементах кузова.

Для измерения силы соударения используют, как правило, штатную сцепку, оборудованную датчиками деформаций (тензорезисторами), для которой предварительно проводят определение зависимости напряжений от действующей на неё продольной силы.