Введение Оценка эффективности работы поглощающих аппаратов автосцепки представляет собой важную задачу вагоностроения. Адекватный выбор типа и модели поглощающего аппарата позволяет снизить динамическую нагруженность вагона при одном из наиболее ответственных эксплуатационных режимов – маневровом соударении. Обычно уценку поглощающих аппаратов для потребителей продукции осуществляют следующими способами:- по их энергоемкости –энергии, воспринимаемой аппаратом при его ударном сжатии на величину,за полный ход; - по силовой характеристике – зависимости между силой нажатия на аппарат и величиной его деформации; - по способности необратимо поглощать энергию удара; - по стабильности работы аппарата – способности сохранять эффективность и силовую характеристику при повторных ударах [1, 2].Эти оценки основательно закрепились и используются длительное время при проектировании и производстве поглощающих аппаратов на рынках их сбыта. Можно сказать, что перечисленные показатели стали паспортными данными рассматриваемых ответственных узлов подвижного состава, обеспечивающих защиту вагонов и локомотивов от повреждений в поездах, при маневровой работе, в аварийных ситуациях. По численным значениям названных параметров производится сопоставление поглощающих аппаратов.Вместе с тем, хотелось бы обратить внимание на то, что потребителя, в конечном счете, интересует, не будет ли при столкновении единиц подвижного состававозникать превышение хода аппаратов над егодопустимой величиной. Необходимо также, чтобы на всем ходе аппарата сила удара или ускорение [3] не превышали допустимого уровня, устанавливаемого нормативной документацией [4]. Кроме того, надо знать действительные скорости соударения и значения масс единиц подвижного состава, при которых обеспечиваются выполнениявышеназванных условий. Разработке комплексного подхода, позволяющего решить эти проблемы, посвящена настоящая работа.  Материалы, модели и методы Компьютерное моделирование позволяет получить обширную информацию, направленную на обеспечение выполнения основныхтребований к параметрам поглощающих аппаратов. Рассмотрим типичные схемы маневрового соударения [5, 6], показанные на рис. 1.Применим достаточно простые математические модели маневрового соударения [7, 8]: - удар в упор:                                               mжxж+сжxж-x1=0;                      m1x1-сжxж-x1+R1x1,x1=0;                                                (1)- удар в подпертый вагон:              mжxж+сжxж-x1=0;                                               &m1x1-сжxж-x1+R1x1-x2,x1-x2=0;&m2x2-R1x1-x2,x1-x2+R2(x2,x2)=0;                     (2)- удар в свободно стоящий вагон:                                       mжxж+сжxж-x1=0;                                              &m1x1-сжxж-x1+Rx1-x2,x1-x2=0;&m2x2-Rx1-x2,x1-x2=0,                      (3)  где m1, m2 – массы вагонов;mж – масса жидкого груза в котле цистерны;x1, x2 – перемещения вагонов;xж – продольное перемещение жидкого груза в котле цистерны;R1, R2 – реакции межвагонных связей, зависящие от деформации, скорости деформации и типа поглощающего аппарата;cж – приведенная жесткость жидкого груза, представляемого в виде маятника.Некоторая погрешность представленных формул, которая создает белее жесткие условия, чем те, что возникают в эксплуатации, позволяет получить искомые параметры с «запасом». Это, в частности, касается аппроксимации колебаний жидкого груза при помощи маятника с приведенной жесткостью.  Vуд а)   Vуд б)   Vуд в)  Рис. 1. Схемы маневрового соударения: а - удар вагона в упор (схема №1); б - удар в подпертый вагон (схема №2); в - удар в свободно стоящий вагон (схема №3)Fig. 1. Schemes of maneuvering collision: a - the impact of the car at point-blank range (scheme No. 1);b - the impact through the intermediate car at point-blank range (scheme No. 2); c - the impact to a free-standing car (scheme No. 3) Уравнения (1) – (3) обычно нелинейные, т.к. реакция R отражает характер силовой характеристики аппарата, в которой могут быть учтены, в зависимости от рабочих органов поглощающего аппарата, силы постоянного сухого трения, позиционного сухого трения и вязкого трения, начальная затяжка, возможные зазоры между рабочими деталями системы гашения энергии. Математические модели силовых характеристик поглощающих аппаратов разных моделей разработаны в трудах [5, 9, 6]. Интегрирование уравнения будем осуществлять при следующих начальных условиях:при t=0: x1=0, ẋ1=Vуд;дополнительно для схем №№ 2, 3 - x2=0, ẋ2=0,где Vуд – начальная скорость соударения.Для интегрирования применим численный метод – метод Эйлера, который в предварительных расчетах обеспечил удовлетворительную сходимость для данной задачи.  Результаты  Были выполнены многовариантные расчеты с варьированием массами и скоростью при каждой схеме маневрового соударения [10]. Очевидно, что наиболее жесткий случай соударения при оценке хода аппарата или уровня сил – это удар в упор (схема №1), поэтому в качестве примеров приведем диаграммы именно для этого варианта.На рис. 2 приведены примеры зависимостей реакции в автосцепке от времени для эластомерного [11] и пружинно-фрикционного поглощающих аппаратов [2], полученных для скорости соударения 2,5 м/с. Рис. 2. Зависимость реакции от времени при ударе по схеме №1Fig. 2. The dependence of the reaction on time at impact according to scheme No. 1   47 Ниже приведен способ иллюстрации результатов многовариантных расчетов в виде диаграмм с изолиниями хода и сил при соударении в зависимости от массы единиц подвижного состава и скоростей маневрового соударения [6] (см. рис. 3, 4). Результаты приведены для двух характерных типов поглощающих аппаратов: пружинно-фрикционного и эластомерного. Аналогичные диаграммы построены для других схем маневрового соударения и моделей поглощающих аппаратов. Тонированная область диаграммы показывает такое соотношение величин, при котором реакция в автосцепке принимает недопустимые значения [4].                               а)                                                                                        б)Рис. 3. Изолинии полного хода поглощающих аппаратов в зависимости от скорости и массы при ударе в упор (ход поглощающих аппаратов принимается в метрах); а – пружинно-фрикционный аппарат; б – эластомерный аппаратFig. 3. Isolines of the full stroke of the absorbing devices, depending on the speed and mass when hitting at close range (the stroke of the absorbing devices is taken in meters); a - spring-friction apparatus; b - elastomeric apparatus  Воспользовавшись диаграммой изолиний хода аппарата и зная массу единицы подвижного состава, можно определить допустимую скорость соударения, при которой не происходит закрытияаппарата, а затем по заданной массе и выбранной скорости по диаграмме с изолиниями сил выяснить, какова будет сила соударения [12].                                                   а)                                                                                               б) Рис. 4. Изолинии усилия в поглощающем аппарате в зависимости от скорости и массы при ударе в упор; а – пружинно-фрикционный аппарат; б – эластомерный аппарат Fig. 4. Isolines of the force in the absorbing apparatus depending on the speed and mass when hitting at close range; a - spring-friction apparatus; b - elastomeric apparatus Заключение   48Диаграммы изолиний хода и сил позволяют по допустимому уровню ускорений, зная массу единицы подвижного состава, подобрать допустимый уровень скорости столкновения с препятствием и проверить, не будет ли при этом закрываться поглощающий аппарат.Вчастности, приведенные диаграммы наглядно показывают преимущества эластомерных аппаратов перед пружинно-фрикционными. Это выражается в том, что область допускаемых соотношений (белый фон) на правых диаграммах (б) существенно шире.Авторы статьи полагают, что введение предложенных оценок в практику выбора средств защиты единиц подвижного состава от продольных ударов будет иметь высокий уровень полезности. Потребителю противоударной защиты необходимо быть уверенным, что она работает стабильно, обеспечивая допустимое значение уровня сил (или ускорений) и исключая возможность жестких ударов из-за закрытия противоударных устройств (выбора полного хода).