3. Оценка влияния факторов на безопасность движения.

Основные результаты исследований при движении порожнего вагона-хоппера в прямых участках пути приведены в табл. 1 для четырёх численных экспериментов, соответствующих условиям варьирования параметров для факторов x₁ и x₂. В этой таблице главные эффекты (b₁…b₁₀) и рассмотренные далее значимые эффекты взаимодействия первого порядка выражены в процентах от величин b₀.

Табл. 1. Влияние факторов на коэффициент устойчивости по вкатыванию

Фак-торы	Параметры	Эффекты	Условия варьирования				Среднее
			1	2	3	4
x0	Среднее значение функции отклика	b0	1.3	1.2	1.5	1.4	1.3
x1	Подуклонка рельса	b1	1.6	6.3	15.4	16.7	4/16*
x2	Ширина колеи	b2	1.6	-2.8	3.9	-3.8	2.8/-3.3**
x3	Уровень микронеровностей	b3	-7.6	-7.0	-8.2	-6.6	-7.3
x4	Профиль рельса	b4	-11.2	-8.8	-5.2	-3.7	-7.2
x5	Профиль колеса	b5	13.1	6.2	15.8	12.9	12.0
x6	Разность диаметров колёс	b6	1.3	4.6	-0.8	5.3	2.6
x7	Разность баз боковин	b7	-0.1	-0.1	0.0	0.5	0.1
x8	Положение фрикционного клина	b8	-3.2	-3.2	-1.2	-1.8	-2.0
x9	Поперечный зазор в буксе	b9	0.2	0.1	0.0	-0.1	0.0
x10	Продольный зазор в буксе	b10	0.1	-0.6	-0.2	-0.7	-0.3

Полный вклад фактора при изменении его параметра от нижнего до верхнего уровня варьирования равен удвоенной величине соответствующего эффекта. Например, для первого условия варьирования изношенность рельса (фактор x₄, табл. 1) приводит к уменьшению коэффициента устойчивости по вкатыванию в среднем на 11.2×2=22.4%.

Анализ результатов, представленных в табл. 3, указывает на их большую вариативность, не позволяющую сделать простые и однозначные выводы по теме данной работы. Прежде всего, рассмотренные факторы можно разделить на три группы: 1) сильно влияющие; 2) существенно влияющие; 3) слабо влияющие. В зависимости от рассмотренных условий варьирования один и тот же фактор может оказаться в разных группах.

4. Анализ неблагоприятных сочетаний геометрических неровностей рельсовых нитей.

Таблица 2 Параметры единичных неровностей

Наименование	Вариант 1	Вариант 2
Длина горизонтальной неровности	20 м	15м
Амплитуда горизонтальной неровности	22 мм	16мм
Длина вертикальной неровности	20 м	7м
Высота вертикальной неровности	20 мм	8 мм

Этот этап исследований посвящён анализу неблагоприятных сочетаний единичных неровностей. Рассмотрено движение по­рожнего хоппера с базой 5,87 м по ровному прямому участку и кривой радиусом 650 м со скоростью 20 м/с (72 км/ч). Возвышение наружного рельса в кривой принято равным 100 мм. Коэффициент трения между колесом и рельсом принят 0,4. Экипаж исследовался в новом (неизношенном) состоянии клиновой системы, профилей колес и рельсов. Проанализированы два ва­рианта единичных неровностей (табл. 2). Определено наихудшее сочетание неровностей для обоих вариан­тов.

Ниже приведены результаты по оценке коэффи­циента устойчивости для наиболее неблагоприятных сочетаний неровностей по вариантам 1 и 2. Для этого используется комбинированный коэффициент устой­чивости, который работает как уточненный критерий Надаля до подъёма контакта колеса в точку с наибольшим углом наклона гребня (при этом положение контакта значение критерия становится равным единице). При продолжении вкатывания колеса на рельс комбинированный критерий уменьшается. Нулевое значение критерия соответствует положению колеса, опирающегося гребнем на головку рельса в наивысшей точке.

Неблагоприятные сочетания вертикальных и горизонтальных неровностей представлены на рис. 2. Коэффициент устойчивости по вкатыванию достигает значения 0.74 при движении вагона в прямой для 1-го варианта неровностей, а в кривой – 0.627.

Рис. 2. Единичные неровности

а – 1 вариант, б – 2 вариант

Вариант 2 неровностей оказался менее опасным, так как при наихудшем их сочитании коэффициент устойчивости доходит до единицы. Вариант 1 неровностей более предпочтителен для моделирования ситуаций, опасных для схода. Также он может оказаться более выгодным и для проведения натурных испытаний, так как менее чувствителен к вариациям условий эксперимента. Как фактор в ряду рассмотренных ранее неблагоприятное сочетание неровностей можно считать наиболее значимым.