Analiza drgań nawierzchni i podtorza pod wpływem obciążeń ruchomych z dużymi prędkościami

Magdalena Ataman

We współczesnej komunikacji pociągi odgrywają coraz większą rolę. Konstrukcje nawierzchni kolejowej i podtorza, przystosowanych do ruchu pociągów z dużymi prędkościami, muszą spełniać rygorystyczne warunki techniczne, zatem właściwe zwymiarowanie nawierzchni drogi szynowej jest niezwykle ważnym zadaniem, mającym zasadniczy wpływ na bezpieczeństwo i komfort podróży i transportu.   W prezentowanym opracowaniu wskazany i przebadany został wpływ pionowego obciążenia ruchomego na powstawanie i wielkość ściskających sił osiowych w konstrukcji drogi szynowej. Oprócz prędkości w analizie uwzględniono inercję obciążenia i podłoża gruntowego. Do rozważań przyjęto model nawierzchni kolejowej w postaci belki lub płyty warstwowej o zmiennej sztywności poszczególnych warstw. Analizowany model podłoża Własowa uwzględnia, oprócz własności sprężystych gruntu, jego ścinanie i masę, czyli inercję (siły bezwładności), oraz osiadanie podłoża w sąsiedztwie toru kolejowego. W pracy przebadano wpływ sił osiowych na wielkość prędkości krytycznych. Przeanalizowano też schematy uwzględniające zmienność masy i sztywności konstrukcji drogi szynowej oraz zmienność parametrów charakteryzujących podłoże w kierunku podłużnym.   Ruch pojazdu ze zmiennymi prędkościami po torze generuje również podłużną siłę ruchomą, wywołującą drgania podłużne konstrukcji nawierzchni. Zjawisko to może być szczególnie ważne w konstrukcjach mostowych. W pracy przebadano wpływ ruchomych sił stycznych do toru na odpowiedź dynamiczną nawierzchni i podtorza drogi szynowej biegnącej po gruncie oraz na moście. Zaprezentowano także uproszczony model do wstępnej analizy wpływu nierówności toru na zmianę prędkości koła.   Istotą prezentowanej monografii są analityczne rozwiązania dynamiczne od pionowych inercyjnych obciążeń ruchomych konstrukcji na podłożach odkształconych, a zasadniczym i oryginalnym elementem - analityczne wyznaczenie dynamicznych podłużnych sił krytycznych od inercyjnych obciążeń pionowych w układzie nawierzchnia, podtorze, ruchomy pociąg i otoczenie drogi kolejowej, a następnie wyznaczenie w takim modelu prędkości krytycznych.

Zadania egzaminacyjne z mechaniki teoretycznej

Wacław Szcześniak, Magdalena Ataman

Prezentowany zbiór zadań z dynamiki teoretycznej został napisany jako siódmy, komplementarny do wydanych poprzednio w trzech tomach: tom pierwszy – Zbiór zadań z mechaniki teoretycznej – kinematyka, tom drugi – Zbiór zadań z mechaniki teoretycznej – statyka i tom trzeci – Zbiór zadań z mechaniki teoretycznej – dynamika oraz do trzech obszernych pozycji: Dynamika analityczna i „MATHEMATICA” w zadaniach i przykładach obliczeniowych, Dynamika teoretyczna dla zaawansowanych, Dynamika teoretyczna w zadaniach dla dociekliwych. Prezentowany zbiór jest również pomyślany jako praktyczne wdrożenie obszernego materiału przedmiotu mechaniki teoretycznej wyłożonego w wydanym w 1993 roku przez Romana Nagórskiego i Wacława Szcześniaka w Oficynie Wydawniczej Politechniki Warszawskiej dwutomowym podręczniku Mechanika teoretyczna. Aczkolwiek w tym podręczniku znajdują się zadania rozwiązane i do rozwiązania, tym niemniej było konieczne oddanie do rąk studentów oddzielnego skryptu, zawierającego przede wszystkim rozwiązane zadania egzaminacyjne.

Zadania egzaminacyjne z mechaniki teoretycznej

Wacław Szcześniak, Magdalena Ataman

W latach 1997-2001 w Oficynie Wydawniczej Politechniki Warszawskiej ukazały się trzy obszerne "Zbiory zadań z mechaniki teoretycznej - kinematyka, statyka i dynamika" Wacława Szcześniaka. W roku 2005 i 2007 wydano kolejne dwie książki, tym razem poświęcone wykorzystaniu pakietu Wolframa MATHEMATICA w rozwiązywaniu zadań z mechaniki klasycznej i analitycznej. Niniejsza siódma pozycja z tego zakresu dotyczy również zadań i problemów mechaniki teoretycznej, zwłaszcza dynamiki. Zadania tym razem są kompletnie rozwiązane, a wyniki rozwiązań zaprogramowane w pakiecie Wolframa MATHEMATICA. Zatem pozycja ta ma podwójny cel: po pierwsze, uzupełnienie pominiętych trudniejszych zadań w wydanych wcześniej zbiorach zadań, po drugie, prawie w każdym zadaniu uzyskane wyniki rozwiązań programuje się w kodzie MATHEMATICA. Prezentowany zbiór stanowi zwieńczenie i zakończenie wydanych już wcześniej zbiorów zadań. Jest pomyślany jako praktyczne wdrożenie obszernego materiału przedmiotu mechaniki teoretycznej wyłożonego w wydanym w roku 1993 przez R. Nagórskiego i W. Szcześniaka w Oficynie Wydawniczej Politechniki Warszawskiej dwutomowym podręczniku "Mechanika Teoretyczna". Przekazując niniejszą książkę w ręce studentów, autorzy życzyliby sobie, aby zachęciła ona potencjalnych Czytelników do bardziej szczegółowych, głębszych i obszerniejszych studiów nad mechaniką klasyczną i techniczną, której metody były, są po dziś i będą w przyszłości podstawą teoretyczną inżynierii lądowej i wielu innych dyscyplin, specjalności i specjalizacji nauk technicznych. Wydanie drugie zostało znakomicie powiększone od 200 do 420 zadań zilustrowanych 635 rysunkami. Nowe zadania są również rozwiązane, a stopień ich trudności jest różny - od łatwiejszych na egzamin ustny do trudniejszych na egzamin pisemny.