Опытные образцы железнодорожной техники проходят виртуальные испытания

Современные технологии позволяют проводить испытательные работы всех видов железнодорожной техники с помощью 3D-моделирования. Специалисты ОАО "ВНИИЖТ" разработали трёхмерный испытательный полигон.

На нем осуществляется обкатка запрограммированного железнодорожного транспорта с учётом заданных параметров. Эта разработка является интерактивной копией Экспериментального кольца, которое находится в Щербинке.

Возможности виртуального полигона для испытания железнодорожной техники

Виртуальный полигон создан для проведения испытательных работ вновь созданных объектов ж/д техники в режиме моделирования. Это позволяет значительно сократить расходы и время на проведение испытаний в реальных условиях.

Кроме того, вся информация по результатам испытаний собирается в электронном виде, что позволяет обрабатывать и хранить её в автоматизированном режиме. При создании 3D-полигона учитывалась необходимость проведения испытания на скорость и грузонапряжённость. При этом можно проводить виртуальную экскурсию, не выезжая в Щербинку.

Трёхмерная модель позволяет выбрать любой маршрут, посетить лабораторные корпуса, зайти в групповую тормозную рельсоиспытательную станцию или в копровую лабораторию. Она полностью воспроизводит весь процесс испытания опытных образцов железнодорожной техники в соответствии с выбранными параметрами.

В результате моделирования создаются статические и динамические опытные модели ж/д транспорта. Статическая модель позволяет получить данные по распределению механических напряжений всего образца. На её формирование влияет изменение внешних нагрузок в заданных точках замера.

Динамическая модель направлена на проектирование движения поезда, учитывая при этом неровности, колебания, и другие внешние влияния. По итогам усталостных испытаний, на 3D-полигоне можно спрогнозировать ресурс опытного образца. Спроектировав аварийную ситуацию, выясняются обстоятельства и последствия схода или крушения подвижного состава.

3D-полигон прогнозирует возникновение деформаций железнодорожного полотна

3D-модель проецирует поведение испытуемого объекта в двух режимах. Проводящиеся в динамике полигонные испытания проходят на экспериментальных путях. В лабораторных условиях проводятся стационарные испытания всего состава или его элементов в условиях статики. Испытания нового локомотива проходит несколько этапов:

• определяются условия и скоростные параметры проводимого эксперимента;
• в ходе выполнения работ допускается корректировка выбранных параметров;
• по итогам работ выдаётся экспертное заключение.

ОАО "ВНИИЖТ" разрабатывает новое научное направление для исследования взаимодействия железнодорожного полотна с окружающей средой на всём участке его пролегания. Длинносоставные тяжеловесные поезда по мере прохождения участка пути, оказывают на полотно давление, в результате которого образуются макротерриториальные деформации.

Окружающая среда нуждается в защите от последствий возможных техногенных катастроф, вызванных состоянием железнодорожных путей. Особенно это касается кривых участков, которые наиболее чаще подвергаются изменениям из-за возникновения сопротивления, образующегося в результате трения колеса вагона о рельсы.

Самого пристального внимания специалистов в сфере железнодорожного транспорта требуют элементы верхнего строения пути. Испытывая на себе определённый объём тонно-километровой работы, сталь рельса изнашивается. Для визуального определения деформации рельсового пути требуется 2-3 года. Программа интерактивного полигона позволяет мгновенно рассчитать возможный износ при заданной нагрузке.

Информацию для новых разработок сотрудники института намерены получить на основе экспериментальных запусков виртуального полигона. Применение 3D-модели Экспериментального кольца даёт возможность правильно оценить деятельность опытного объекта. Первый путь предназначен для испытания пассажирского железнодорожного состава. Второй и третий путь анализирует тонно-километровые показатели. Здесь же осуществляется проверка рельсов, шпал и рельсовых креплений.

Все железнодорожные объекты являются элементами повышенной опасности: подвижной состав, рельсовые пути, линии электропередач. При осуществлении строительства и ремонта участков железной дороги требуется точность исполнения. Любое отклонение от заданной технологии неминуемо приведёт к возникновению аварийной ситуации.

Система 3D-моделирования позволяет избежать возможных ошибок, просчитать вероятность возникновения тяжёлых последствий при неправильной эксплуатации железнодорожного оборудования, предупредив тем самым возникновение в будущем негативных непредвиденных ситуаций.