ГОСТ R 57211.3-2016 Внешние воздействия. Данные о воздействии на электротехническое оборудование вибрации и ударов. Часть 3. Оборудование, перевозимое железнодорожным транспортом

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИ ЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
ГОСТР
57211.3—
2016/
IEC/TR
62131-3:
2011
Внешние воздействия
ДАННЫЕ О ВОЗДЕЙСТВИИ
НА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ВИБРАЦИИ И УДАРОВ
Оборудование, перевозимое
железнодорожным транспортом
(IEC/TR 62131-3:2011,
Environmental conditions — Vibration and shock of electrotechnical equipment —
Part 3: Equipment transported in rail vehicles,
IDT)
Часть 3
Издание официальное
Москва
Стандартинформ
2016
êâàðòèðû â ðàññðî÷êó

ГОСТ Р 57211.3—2016
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контро­
ля и диагностики технических систем» (АО «НИЦ КД») на основе собственного перевода на русский
язык англоязычной версии международного документа, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183 «Вибрация, удар и контроль техни­
ческого состояния»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому ре­
гулированию и метрологии от 2 октября 2016 г. № 1576-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному документу IEC/TR 62131-3:2011 «Внешние
воздействия. Вибрация и удары электротехнического оборудования. Часть 3. Оборудование, перевозимое
железнодорожным транспортом» (IEC/TR 62131-3:2011 «Environmental conditions — Vibration and shock
of electrotechnical equipment — Part 3: Equipment transported in rail vehicles», IDT).
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного между­
народного стандарта для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ Р 1.5 (пункт 3.5).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных междуна­
родных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о
которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона
от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об из­
менениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего
года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений
и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае
пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет
опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответ­
ствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе
общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регули­
рованию и метрологии в сети Интернет (www.qost.ru)
© Стандартинформ, 2016
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и рас­
пространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническо­
му регулированию и метрологии

ГОСТ Р 57211.3—2016
Содержание
1 Область прим енения............................................................................................................................................1
2 Нормативные ссы л ки ........................................................................................................................................... 2
3 Источник данных и их качество.......................................................................................................................... 2
4 Сопоставление записей из одного источника...................................................................................................5
5 Сопоставление данных из разных источников.................................................................................................9
6 Описание условий динамических воздействий
............................................................................................10
7 Сопоставление с МЭК 60721-3-2:1997 ......................................................................................................... 11
8 Заключение...........................................................................................................................................................13
Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов
национальным стандартам .....................................................................................................43
Библиография.........................................................................................................................................................43

ГОСТ Р 57211.3—2016/
IEC/TR 62131-3:2011
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Внешние воздействия
ДАННЫЕ О ВОЗДЕЙСТВИИ НА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ВИБРАЦИИ И УДАРОВ
Часть 3
Оборудование, перевозимое железнодорожным транспортом
Environmental conditions. Data of vibration and shock effects on electrotechnical equipment. Part 3.
Equipment transported in rail vehicles
Дата введения — 2017—10—01
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод использования данных динамических процессов, на­
блюдаемых на железнодорожном транспорте, для формирования типичных условий воздействий ви­
брации и ударов при перевозке электротехнического оборудования железнодорожным транспортом.
Полученные условия сравниваются с установленными в [16].
Используемые данные динамических процессов были получены из надежных литературных ис­
точников. Тем не менее все они прошли процедуру проверки достоверности согласно [14]. В стандарте
представлены также данные, для которых полная процедура проверки достоверности не была выпол­
нена вследствие отсутствия необходимой информации. Такие данные были использованы для косвен­
ного подтверждения согласованности данных, прошедших процедуру проверки.
Данные, используемые в настоящем стандарте, были получены в ходе нескольких исследований,
одно из которых было выполнено в Великобритании, а остальные — в США. Хотя в одном из исследова­
ний рассматривались смешанные перевозки, применяемые не во всех странах, полученные в его ходе
данные включены для сопоставления и подтверждения качества информации из других источников.
Большинство исследований вибрации железнодорожного транспорта было проведено в США, осталь­
ные — в Западной Европе. Некоторые из рассматриваемых транспортных средств в настоящее время
выведены из эксплуатации. Достоверно установить, какие источники были использованы для форми­
рования жесткостей вибрационного воздействия в МЭК 60721-3-2:1997, не представляется возможным.
В большинстве исследований, результаты которых рассматриваются в настоящем стандарте, ана­
лизу подвергались как вибрационные, так и ударные воздействия. В то же время в ряде источников
основной упор сделан на измерения ударов. Такие удары появляются в основном в процессе маневри­
рования при сцепке вагонов. В свою очередь, стратегии маневрирования в разных странах могут быть
разными. Во многих национальных железнодорожных системах не допускаются операции маневриро­
вания и сцепки вагонов, когда в них находится чувствительный к ударам груз (исключением из этого
правила может служить, например, транспортирование минерального сырья). Другие железнодорож­
ные системы предполагают применение только вагонов высокого качества и, соответственно, использо­
вание операций маневрирования, смягчающих ударные воздействия. Эти меры позволяют существен­
но снизить жесткость ударного воздействия на транспортируемое чувствительное оборудование.
Издание официальное
1

ГОСТ Р 57211.3—2016
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:
IEC 60721-3:-2:1997, Clasification of environmental conditions — Part 3: Classification of groups of
environmental parameters and their severities — Section 2: Transportation (Классификация условий внеш­
них воздействий. Часть 3. Классификация групп внешних воздействий и их жесткостей. Раздел 2. Транс­
портирование)
3 Источник данных и их качество
3.1 Измерения на железных дорогах Великобритании
Данные о вибрации железнодорожного транспорта в Великобритании из довольно давнего от­
чета [1] были использованы Министерством обороны Великобритании для обобщения информации о
вибрационных и ударных воздействиях, которым подвергаются товары при их транспортировании по
железным дорогам страны. Изначально в отчете рассматривались пять операций с грузами, которые
в то время использовались в Великобритании, однако в последнее время некоторые из этих операций
более не применяются.
В отчете указывается, что основными факторами, определяющими вибрационное воздействие на
железнодорожном транспорте, являются:
- характеристики ходовой части вагона (подвески, колесной базы и т. д.);
- состояние железнодорожного пути;
- скорость транспортного средства;
- перевозимый груз.
Настоящий стандарт включает в себя данные, полученные для «самых плохих» (две оси, короткая
колесная база, простое подвешивание), «средних» (увеличенная колесная база) и «хороших» (длинная
колесная база, эффективная подвеска тележки, наличие пневматических тормозов) вагонов. Данные
приводятся для низкочастотного диапазона — до 100 Гц. В отчете указывается на возможность при­
сутствия составляющих вибрации на более высоких частотах, но какие-либо выводы по таким состав­
ляющим отсутствуют. Указывается также, что при расстоянии между шпалами приблизительно 0,7 м и
движении на скорости от 50 до 100 км/ч наблюдается вертикальная вибрация в диапазоне частот от
20 до 40 Гц. В отчете отсутствует статистическая информация о погрешностях результатов измерений,
а также о длительности этих измерений. Не приводится также информация о точном месте установки
датчиков вибрации, а также о специфических особенностях вагонов.
В отчете указывается, что ударные воздействия, особенно в продольном направлении, являются
следствием соударений вагонов, которые имеют место при страгивании, торможении и движении под
уклон. Жесткость ударов обычно зависит от условий сцепки вагонов и состояния тормозной системы.
В отчете рассматриваются вагоны с вакуумными, воздушными тормозами и вообще без тормозов, а
также вагоны с жесткой и нежесткой сцепкой.
Из отчета следует, что основные удары имели место при столкновении груженых вагонов при
маневрировании на сортировочных станциях. Жесткость ударов зависела от скорости сближения ваго­
нов, амортизационных свойств ходовой части и общей массы вагона. В отчете описаны два типа амор­
тизирующих устройств: пружинное и гидравлическое. Более традиционные пружинные амортизаторы
уменьшают ускорение до момента полного сжатия пружины (обычно на скорости около 8 км/ч), после
чего уровень ускорения резко возрастает. Поскольку пружины можно считать линейной системой, на­
капливающей энергию, высвобождение этой энергии может вызывать маятниковое движение вагона.
Линейность системы приводит к тому, что удар имеет форму, близкую к классической полусинусоиде.
Новые вагоны были снабжены амортизаторами гидравлического типа, специально сконструированны­
ми для смягчения ударов таким образом, чтобы обеспечивать приблизительно одинаковое запаздыва­
ние реакции на удар во всем диапазоне скоростей. При этом значительно уменьшается и количество
высвобождающейся энергии. Форма ударного импульса в данном случае близка к трапецеидальной.
В отчете приведено распределение скоростей ударов (рисунок 3).
В целом данные, приведенные в отчете, не могут рассматриваться как вполне удовлетворитель­
ные с точки зрения их качества вследствие того, что в отчете отсутствуют статистические характери­
стики результатов измерений. Тем не менее данные этого отчета использованы в настоящем стандарте
ввиду их полноты сточки зрения описания ударных и вибрационных воздействий.
2

ГОСТ Р 57211.3—2016
3.2 Удары в продольном направлении, по данным Американской ассоциации
железных дорог
Относительно недавние исследования, проведенные Американской ассоциацией железных дорог
(см. [2]), посвящены анализу ударных воздействий вдоль продольной оси вагона. Хотя из наименования
документа должно следовать, что исследования в большей части посвящены измерениям и анализу
данных, в действительности в нем основное место занимает обсуждение общих вопросов. Как след­
ствие, приведенной в документе информации недостаточно для оценки достоверности представленных
данных (отсутствуют статистические характеристики процессов). Динамические воздействия, рассма­
триваемые в отчете, полностью связаны с соударениями вагонов во время маневрирования, как оно
предписано правилами национальной системы железных дорог. Отчет содержит классифицированную
по группам информацию об ударах в продольном направлении, обусловленных соударениями:
- вагона со стандартным поглощающим аппаратом сцепного устройства с другим аналогичным
вагоном на скорости от 1,8 до 2,7 м/с;
- вагона с поглощающим аппаратом типа М921 с вагоном со стандартным поглощающим аппара­
том на скорости от 1,8 до 3,8 м/с;
- вагона с поглощающим аппаратом типа M921D с вагоном со стандартным поглощающим аппа­
ратом на скорости от 1,8 до 3,6 м/с;
- вагона с поглощающим аппаратом типа М921 с другим аналогичным вагоном на скорости от 1,8
до 3,6 м/с;
- вагона с поглощающим аппаратом типа М921D с вагоном с поглощающим аппаратом типа М921
на скорости от 1,8 до 3,7 м/с;
- вагона с поглощающим аппаратом типа M921D с другим аналогичным вагоном на скорости от
1,8 до 3,7 м/с;
- вагона с поглощающим аппаратом с другим вагоном с поглощающим аппаратом (типы поглоща­
ющих аппаратов неизвестны) на скорости от 1,3 до 4,0 м/с.
В отчете указано, что под стандартным поглощающим аппаратом понимается пружинный аморти­
затор с ходом до 85 мм и малым демпфированием. Поглощающий аппарат типов М921 и M921D пред­
ставляет собой гидравлический демпфер с полным ходом от 250 до 500 мм. При проведении измерений
была установлена частота выборки 256 с-1 и использовался фильтр низких частот для защиты от на­
ложения спектров с частотой среза 60 Гц. Длительность записи для каждого удара составляла 2 с (хотя
реальная длительность ударного воздействия всегда была меньше этого значения). Предполагается,
что измерения выполнялись с помощью одного трехкомпонентного акселерометра, встроенного в циф­
ровое устройство записи. Место установки акселерометра не указывается. Скорость соударения опре­
делялась с помощью радарного устройства (без указания его метрологических характеристик). Исполь­
зуемый акселерометр относится к преобразователям пьезорезистивного типа, позволяющим измерять
отклик в низкочастотном диапазоне, начиная с 0 Гц. Такой выбор является подходящим для измерений
импульсов большой длительности, подобных тем, что имели место в указанном исследовании.
В отчете приведены пиковые значения ускорения (положительные и отрицательные), среднеква­
дратичные значения ускорения (arms) и значения пик-фактора для диапазонов частот от нуля до 60 Гц, до
ЮГцидоЗГц. В двух последних случаях определялась длительность удара и рассчитывался сигнал
скорости вибрации. Скорость вибрации сравнивалась со скоростью соударения вагонов, чему посвя­
щена значительная часть отчета.
3.3 Сравнение условий разных видов перевозок, по данным Американской ассоциации
железных дорог
Относительно недавние исследования, проведенные Американской ассоциацией железных дорог
(см. [3]), посвящены анализу динамических воздействий на стандартизованные контейнеры в условиях
смешанных перевозок (дорожным и железнодорожным транспортом). Целью исследований было срав­
нение воздействий для этих двух видов перевозок. Техническая часть исследований содержит описа­
ние проведенных измерений, анализа данных и полученных результатов. Для разных видов перевозок
сведения были получены из разных отчетов (см. [4]— [6]) и обобщены в итоговом отчете [7]. Испытания
проводились на железных дорогах США и Канады.
Исследования включали в себя три этапа:
Этап 1. На стандартную 29-метровую грузовую платформу были загружены два трейлера. Со­
став передвигался по трансконтинентальным маршрутам, проложенным по горам, холмам и равнинной
местности США и Канады. Общая протяженность маршрута — 14 500 км.
3

ГОСТ Р 57211.3—2016
Этап 2. Четыре загруженных стандартных 12-метровых контейнера перемещались составами для
смешанных перевозок по маршруту общей длиной 18 000 км по железным дорогам преимущественно
США. В качестве составов использовались двухъярусная железнодорожная платформа, сочлененные
контейнерные платформы и сочлененные трейлерные платформы. Шарнирное сочленение обеспечи­
вало постоянство длины соединения (без провисания).
Этап 3. 14-метровая грузовая платформа путешествовала по автострадам, соединяющим штаты
США (4200 км), автострадам внутри штатов (3050 км) и городским улицам (2253 км). Динамические воз­
действия измерялись также во время погрузки на транспортное средство и выгрузки с него.
Как следует из отчета, на разных этапах применялись разные устройства записи данных. На этапе 1
запись одновременно осуществлялась с помощью 18-канальной системы сбора данных и шести неза­
висимых устройств записи. По два таких устройства устанавливались на каждый трейлер и на плат­
форму. Многоканальная система имела фильтр нижних частот с частотой среза 30 Гц и осуществляла
выборку данных с частотой 128 с-1. Запись велась в течение примерно 11 % общего времени перевозки
грузов по железной дороге. Шесть автономных устройств записи обеспечивали преимущественно изме­
рение ударных процессов в окне длительностью 0,5 с с частотой выборки 1600 Гц. На оставшихся двух
этапах измерения проводились с использованием двух автономных устройств записи. Одно устройство
было запрограммировано на запись случайной вибрации на заданном интервале времени с пороговым
значением 0,1 д. Для другого устройства пороговое значение было установлено на уровне 0,5 д, что
обеспечивало сбор данных об ударных процессах. Оба устройства были снабжены трехкомпонентны­
ми пьезорезистивными акселерометрами, позволявшими измерять вибрацию в продольном, попереч­
ном и вертикальном направлениях. Частота выборки для обоих устройств была выбрана 256 с-1.
В настоящем стандарте рассматривается только та часть данных отчета [3], которая связана с
измерениями вибрации на больших 12-метровых контейнерах при их перевозках по железным дорогам
США и Канады. Данные обладают хорошим качеством и удовлетворяют критериям их оценки (в преде­
лах одного источника).
3.4 Удары и вибрация в товарных вагонах, по данным Американской ассоциации
железных дорог
Относительно недавние исследования, проведенные Американской ассоциацией железных до­
рог (см. [8]), посвящены измерениям и анализу вибрации и ударов, которым подвергается груз при
перевозке стандартными и амортизированными товарными вагонами. Эти исследования во многом
повторяют те, что рассмотрены в 3.3. Данные были собраны для 14 вагонов, совершивших в общей
сложности 16 рейсов общим расстоянием 40 000 км. Вагоны имели разную загрузку и располагались
в разных местах железнодорожного состава. В каждом вагоне было установлено от 2 до 4 программи­
руемых устройств записи, в состав каждого из них входил один трехкомпонентный пьезорезистивный
акселерометр. Одно из устройств было запрограммировано на запись 4-секундных реализаций случай­
ной вибрации в течение заданных интервалов времени с заданным пороговым уровнем 0,1 д. Другое
устройство осуществляло записи 2-секундных реализаций в том случае, когда значение ускорения пре­
вышало 0,5 д в течение 15,6 мс, что обеспечивало сбор данных об ударных процессах в вагонах. Часто­
та выборки в обоих случаях составляла 256 с-1. Такая пара записывающих устройств располагалась на
полу по возможности ближе к центру грузовой платформы.
Подобно отчету, рассмотренному в 3.3, в [8] содержатся сведения о распределении ускорений при
ударах и спектральные плотности мощностей ускорения для вибрации. Сведения распространяются
только на товарные вагоны, применяемые в национальной железнодорожной системе США. Данные
обладают хорошим качеством и удовлетворяют критериям их оценки (в пределах одного источника).
3.5 Удары и вибрация, воздействующие на роудрейлеры, по данным
Американской ассоциации железных дорог
Относительно недавние исследования, проведенные Американской ассоциацией железных до­
рог (см. [9]), посвящены измерениям и анализу вибрации и ударов, которым подвергаются роудрей­
леры модификаций Mk IV и Мк V. Эти исследования во многом повторяют те, что рассмотрены в 3.3
и 3.4. Данные были собраны по двум маршрутам, на каждом из которых была использована своя
модификация роудрейлера. Испытания каждого из роудрейлеров проводились с восемью разными
грузами (не повторяющимися для разных роудрейлеров). На каждом трейлере было установлено по
два программируемых устройства записи, в состав каждого из которых входил один трехкомпонентный
4

ГОСТ Р 57211.3—2016
пьезорезистивный акселерометр. Одно из устройств было запрограммировано на запись 4-секунд-
ных реализаций случайной вибрации в течение заданных интервалов времени с заданным пороговым
уровнем 0,1 д. Другое устройство осуществляло записи 2-секундных реализаций в том случае, когда
значение ускорения превышало 0,5 д в течение 15,6 мс, что обеспечивало сбор данных об ударных
процессах в вагонах. Частота выборки в обоих случаях составляла 256 с-1. Такая пара записывающих
устройств располагалась близко к порогу задней двери трейлера, что в плане приблизительно соот­
ветствует центру области размещения груза.
Подобно отчетам, рассмотренным в 3.3 и 3.4, в [9] содержатся сведения о распределении ампли­
туд для ударов и спектральные плотности мощностей ускорения для вибрации. Сведения распростра­
няются только на роудрейлеры, применяемые в национальной железнодорожной системе США. Данные
обладают хорошим качеством и удовлетворяют критериям их оценки (в пределах одного источника).
3.6 Дополнительные источники данных
Поиск информации о наблюдавшихся динамических воздействиях на железнодорожном транс­
порте позволил обнаружить еще несколько источников, заслуживающих доверия, но для которых не
было возможности провести полную процедуру подтверждения надежности данных. Использовать дан­
ные из источников, описанных в настоящем пункте, следует с осторожностью. Они включены в настоя­
щий стандарт в первую очередь в качестве вспомогательного инструмента подтверждения информации
из других источников.
В середине 70-х годов прошлого века по поручению Министерства обороны Великобритании был
проведен ряд исследований, посвященных воздействиям ударов на транспорте. Заключительный от­
чет по теме ([10]) включает в себя обширный обзор доступной информации об ударных воздействиях.
Все описанные удары являлись следствием столкновений вагонов при маневрировании. В отчете при­
веден ряд ссылок на работы, где рассматриваются данные аналогичных исследований. Однако все эти
ссылки относятся к довольно старым исследованиям, и кроме того, оригинальные материалы этих ис­
следований недоступны. Данные, представленные в [10] и относящиеся к динамическим воздействиям
в процессе маневрирования (рисунок 28), нерепрезентативны для практики, применяемой в последние
годы на железных дорогах Великобритании.
В целях написания военного стандарта Mil Std 810, устанавливающего типичные жесткости дина­
мических воздействий при транспортировании, был проведен ряд обширных исследований, в ходе кото­
рых в том числе рассматривалась вибрация на платформах некоторых железнодорожных транспортных
средств. Результаты исследований нашли отражение в [11]. Измерения осуществлялись в ходе трех
перевозок по железным дорогам США. Кроме того, в отчет включены данные из неидентифицированного
источника. В общей сложности описаны динамические отклики в диапазоне до 350 Гц для 22 событий.
Однако в отчете по результатам измерений не сопоставлены транспортные средства, для которых эти
результаты получены. Кроме того, в отчете [11] использован ряд специфических методов анализа, что
затрудняет оценку надежности качества данных сравнением с данными из других источников.
Французский военный стандарт GAM EG 13 ([12]) содержит данные, полученные для трех транс­
портных средств. Измерения были проведены на железнодорожных путях, находящихся в разном тех­
ническом состоянии, на разных скоростях движения (хотя точное описание условий испытаний не при­
ведено). Все данные представлены в форме спектральной плотности ускорения с разрешением 1 Гц и
выше. Длительность записей неизвестна, что не позволяет осуществить их статистический анализ. На
одном графике представлены спектры вибрации для одного транспортного средства на скоростях 90,
10 и 120 км/ч. Дополнительно представлены ударные спектры для столкновений на скоростях 4 и 7 км/ч.
Кроме того, был выявлен еще ряд источников данных, которые трудно связать с какими-либо
конкретными условиями динамических воздействий. Эти данные приведены для полноты анализа и
возможности сопоставления с ними данных из надежных источников. Так, в [13] приведены полученные
отклики в вертикальном направлении для двух транспортных средств.
4 Сопоставление записей из одного источника
4.1 Общие замечания
Данные из каждого источника подверглись проверке на самосогласованность. Процедура
проверки записей вибрации учитывала ее изменчивость вследствие изменений условий работы
5

ГОСТ Р 57211.3—2016
и характеристик транспортного средства. Степень доверия к полученным данным непосредственно
влияет на уровни спектров, используемых для описания жесткости воздействий на железнодорожном
транспорте.
4.2 Измерения на железных дорогах Великобритании
В отчете [1] приводится много сравнений данных, но без указания должной основы для таких срав­
нений. Делается вывод, что вибрация в вертикальном направлении несколько превосходит поперечную.
Что же касается продольной вибрации, то она, как правило, незначительна. Однако в отчете указано, что
исследовавшиеся вагоны были снабжены простой подвеской (какие обычно используют для перевозок
минерального сырья), которая делает условия передачи вибрации в вертикальном направлении много
менее благоприятными. Полученные данные о вибрации в вертикальном и поперечном направлениях
представлены на рисунках 1 и 2. Информация об амплитудах вибрации представлена в таблице 1.
В отчете указывается, что удары в продольном направлении могут быть следствием соударений
вагонов, которые имеют место при страгивании, торможении и движении под уклон. Жесткость таких
ударов обычно зависит от условий сцепки вагонов и состояния тормозной системы. В отчете рассма­
триваются вагоны с вакуумными, воздушными тормозами и вообще без тормозов, а также вагоны с
жесткой и нежесткой сцепкой. Получены следующие типичные максимальные значения ускорения уда­
ра в продольном направлении для вагонов разных типов:
- 0,2 с/для условий жесткой сцепки и эффективного торможения;
- 0,5 д для условий нежесткой сцепки и эффективного торможения;
- 2,0 с/для условий нежесткой сцепки и отсутствия торможения.
Из отчета следует, что наиболее сильные удары имели место при столкновении груженых вагонов
при маневрировании на сортировочных станциях. Жесткость ударов зависела от скорости сближения
вагонов, амортизационных свойств ходовой части и общей массы вагона. В отчете описаны два типа
амортизирующих устройств: пружинное и гидравлическое. Сообщается, что удар в продольном направ­
лении имеет максимальную длительность, но не обязательно максимальное пиковое значение. Вслед­
ствие расположения центра тяжести вагона непосредственно над буфером пиковое значение вибрации
в вертикальном направлении может быть в полтора раза больше, чем в продольном, но при этом дли­
тельность удара может составлять всего 20 мс. Получены следующие пиковые значения ускорения:
- 1,5 д для вагонов с пружинным амортизатором (не допуская их полного сжатия) с полным грузом;
- 3,0 д для вагонов с пружинным амортизатором (не допуская их полного сжатия) с малым грузом;
- 15,0 д и более для вагонов с пружинным амортизатором (после их полного сжатия) с полным
грузом;
- 2,0 д и более для вагонов с гидравлическим амортизатором с полным грузом при соударениях
на скорости 8 км/ч (для малонагруженных вагонов ускорение вдвое больше);
- 4,0 д и более для вагонов с гидравлическим амортизатором с полным грузом при соударениях
на скорости 15 км/ч (для малонагруженных вагонов ускорение вдвое больше).
В отчете не показано, на основе каких данных получены вышеприведенные значения.
4.3 Удары в продольном направлении, по данным Американской ассоциации
железных дорог
Отчет [2] представляет собой результат единственных в своем роде исследований, посвященных
измерению и анализу ударов вдоль продольной оси вагонов. При том что результатом исследований
стало получение числовых значений для ряда естественным образом выбранных показателей, приве­
денные в отчете данные позволяют на их основе получить собственные оценки жесткости продольных
ударов. В качестве итоговых показателей в отчете выбраны пиковые и среднеквадратичные значения
отфильтрованной вибрации. В отчете представлены типичные ударные импульсы, возникающие при
столкновении вагонов разных типов (рисунок 4). В отчете приведены характеристики ускорения для
96 случаев столкновения вагонов разных типов на разных скоростях (рисунки 5 и 6). Для этих столкнове­
ний получены среднеквадратичные значения (arms) и пик-факторы (рисунки 7 и 8). Значительная часть
отчета посвящена оценке отношения энергии удара к переданной энергии импульса в продольном на­
правлении (рисунок 9). Сделан вывод, что чем лучше поглощающий аппарат автосцепного устройства,
тем меньше пиковое значение и больше длительность ударного импульса (рисунок 10).
Представленные в отчете данные позволяют установить соотношение между пиковым значени­
ем удара и его длительностью для вагонов разных типов. При этом ряд результатов является явно
6

ГОСТ Р 57211.3—2016
выпадающим из построенной зависимости. Как правило, эти результаты получены для случаев стол­
кновения двух вагонов с поглощающими аппаратами неизвестных типов. Каких-либо разъяснений име­
ющим место отклонениям в отчете не приводится.
4.4 Сравнение условий разных видов перевозок, по данным Американской ассоциации
железных дорог
Отчет [3] включает в себя результаты измерений и анализа вибрационных и ударных воздействий,
которым подвергаются стандартные контейнеры при их перевозке железнодорожным и автодорожным
транспортом. На каждом этапе исследований измерения проводились для разных видов транспорта,
при этом основной целью исследований было сопоставление жесткости динамических воздействий для
транспортов двух видов. Тем не менее данные, приведенные в отчете, позволяют сделать ряд сопо­
ставлений условий воздействия вибрации для железнодорожных вагонов разных типов. В частности,
приведены данные для сравнения вибрации в разных направлениях. В отчете даны распределения
значений сигналов вибрации и ударов, которые позволяют вновь прийти к выводу, что пиковые значе­
ния естественным образом согласуются с указанными распределениями и не должны рассматриваться
как аномалии (выбросы).
Анализ результатов измерений ударов (таблица 5) позволил установить следующее:
a) определены характеристики распределения пиковых значений ускорения для разных типов
оборудования и транспорта. Имеющиеся данные не позволяют с определенностью делать какие-либо
заключения, однако общая сводка результатов, приведенная в таблице 5, показывает весьма высо­
кое отношение стандартного отклонения к среднему значению. Это происходит от того, что значение
ускорения для приблизительно 1 % всех данных значительно выше, чем для остальных. Как результат,
распределение имеет явную асимметрию и характеризуется редкими появлениями экстремальных зна­
чений;
b) распределение для ударного воздействия на стандартный 27-метровый трейлер на платформе
в продольном направлении показано на рисунке 11 и в таблице 2. Это распределение соответствует на­
правлению наиболее жесткого воздействия ударов, но оно не представительно сточки зрения предель­
ных воздействий;
c) распределение для ускорения в поперечном направлении показано на рисунке 12 и в таблице 3.
Ударное воздействие в поперечном направлении является наименее жестким как с точки зрения преоб­
ладающих значений ускорения, так и сточки зрения предельных воздействий;
d) распределение для ускорения в вертикальном направлении показано на рисунке 13 и в табли­
це 4. Ударное воздействие в вертикальном направлении похоже на то, что наблюдается вдоль продоль­
ной оси вагона.
Анализ результатов измерений вибрации позволил установить следующее:
a) вибрация в вертикальном направлении на железнодорожном транспорте сопоставима с ви­
брацией при движении трейлера по городским улицам или автомагистралям или несколько ниже. Ха­
рактеристики распределения пиковых значений приведены в таблице 6. Отчет содержит графики спек­
тральных плотностей мощности — усредненные и огибающие по пиковым значениям. Огибающая для
вертикальной оси показана на рисунке 14. Из него видно, что вибрация в диапазоне частот измерений
мало зависит от типа транспортного средства;
b) характеристики вибрации в поперечном направлении приведены в таблице 6, а огибающая
спектров показана на рисунке 15. Для разных транспортных средств наблюдается больший разброс
данных, чем в случае вибрации в вертикальном направлении, но общие закономерности еще просма­
триваются;
c) характеристики вибрации в продольном направлении приведены в таблице 6, а огибающая
спектров показана на рисунке 16. Эти спектры сильно зависят от вида транспортного средства. Никаких
общих закономерностей установить не удается.
4.5 Удары и вибрация в товарных вагонах, по данным Американской ассоциации
железных дорог
Поскольку данное исследование во многом повторяет то, что описано в отчете [3], можно ожи­
дать, что его результаты будут аналогичны изложенным в 4.4. Одной из основных целей исследований
было сравнение условий воздействий вибрации в стандартных вагонах и вагонах с амортизационными
устройствами, а также выявление зависимости от расположения вагона в железнодорожном составе.
7

ГОСТ Р 57211.3—2016
Кроме того, рассматривалась зависимость жесткости воздействия от его направления. Основным не­
достатком приведенных в отчете [8] данных является, как и в предыдущем исследовании, отсутствие
сведений о длительностях ударных импульсов. Особенно этот недостаток сказывается при анализе
ударов в продольном направлении.
Результаты измерений вибрации в середине и в конце вагонов обоих типов в вертикальном, по­
перечном и продольном направлениях показаны на рисунках 17— 19. Приведены только огибающие
спектров по их пиковым значениям, поскольку исходное представление данных в логарифмическом
масштабе по вертикальной оси затрудняет получение усредненных спектров. В диапазоне до 5 Гц дан­
ные всех четырех измерений близки между собой, в то время как на более высоких частотах видна
разница между стандартным вагоном и вагоном с амортизационным устройством. Данные измерений в
поперечном направлении имеют больший разброс, но согласуются сданными измерений в вертикаль­
ном направлении. Наименьшей согласованностью обладают данные измерений в продольном направ­
лении. Есть признаки того, что для стандартных вагонов имели место некоторые ударные воздействия.
На рисунках 20—23 и в таблице 7 приведены данные о распределении размахов (ар.р) ударных
ускорений в середине и в конце вагонов обоих типов. Из них видно, что в случае стандартного вагона
разница в ударных воздействиях слабо зависит от места измерения, но эта разница становится суще­
ственной в случае вагона с амортизационным устройством. Что касается предельных (максимальных)
значений, то разница в жесткости для вагонов разных типов мала в вертикальном и поперечном на­
правлениях, но в продольном направлении в случае стандартного вагона значения ускорения будут в
три раза больше.
4.6 Удары и вибрация, воздействующие на роудрейлеры, по данным Американской
ассоциации железных дорог
Одной из основных целей исследования, также в значительной степени повторяющего те, что опи­
саны в [3] и [8], было сравнение условий воздействий вибрации и ударов для роудрейлеров модифика­
ций Mk IV и Мк V по разным направлениям воздействия. Как и в предыдущих исследованиях, основным
недостатком приведенных данных является отсутствие информации о длительностях ударов.
На рисунке 24 показаны вибрационные отклики роудрейлеров Mk IV и Мк V по трем осям. При­
ведены только огибающие спектров по их пиковым значениям, поскольку исходное представление дан­
ных в логарифмическом масштабе по вертикальной оси затрудняет получение усредненных спектров.
Видна хорошая согласованность полученных результатов, из которых следует, что вибрация в верти­
кальном и поперечном направлениях выше, чем в продольном.
На рисунке 25 показана функция распределения размаха ускорения вибрации для роудрейлера
Mk V на частотах 10 и 30 Гц. Сводная информация приведена в таблице 8.
4.7 Дополнительные источники данных
Ниже приведен анализ данных из источников, заслуживающих доверия, но для которых не было
возможности провести полную процедуру проверки достоверности. Он включен в настоящий стандарт
в первую очередь в качестве вспомогательного материала для подтверждения информации из других
источников.
В отчете [10] приведены ссылки на работы, в которых получены данные об ударных воздействиях
при маневрировании составов. Приведенные в отчете ударные спектры воспроизведены на рисунках
26 и 27. Они относятся к ударам на разных скоростях между вагонами, снабженными как пружинными,
так и гидравлическими поглощающими аппаратами. На рисунках хорошо видна разница, обусловлен­
ная разными конструкциями поглощающих аппаратов.
Анализ вибрации, выполненный в отчете [11], специфичен, что не позволяет сопоставить его ре­
зультаты с данными других источников. В отчете сформированы модельные спектры испытательных
воздействий (рисунок 29), которые обобщают данные для транспортных средств разных видов. Пред­
ставленная в отчете информация об ударных спектрах сопоставима с данными других источников.
Ударные спектры получены для событий двух видов: повторяющихся (проезд через рельсовые стыки,
через стрелочные переводы) и случайные (столкновения при маневрировании), см. рисунки 30 и 31 со­
ответственно.
На рисунках 32—34 показаны наложенные друг на друга спектры вибрации, действующей в про­
дольном, поперечном и вертикальном направлениях соответственно, из стандарта [12]. На каждом ри­
сунке показаны спектры для железнодорожных путей среднего, высокого и очень высокого качества
8

ГОСТ Р 57211.3—2016
при разных скоростях движения состава. Полученные данные хорошо согласуются между собой. На
рисунках 35 и 36 показаны ударные спектры для продольной и вертикальной осей, полученные для
двух разных скоростей соударения вагонов. Разница между этими спектрами также хорошо согласуется
с ожидаемой.
На рисунке 37, взятом из [13], показан отклик вибрации в вертикальном направлении для двух
железнодорожных транспортных средств. Однако эти данные могли быть, в свою очередь, получены из
данных отчета [8].
5 Сопоставление данных из разных источников
Большинство данных, рассматриваемых в настоящем стандарте, демонстрируют хорошую согла­
сованность не только в пределах одного источника, но также и по разным источникам. Ни для какого из
источников представленные в нем данные не отличаются от данных из других источников настолько,
чтобы поставить их достоверность под сомнение. В то же время, хотя большинство данных получены
для одной транспортной системы и из одного и того же агентства, в них содержится не так много инфор­
мации, допускающей непосредственное сопоставление.
Все источники подтверждают общие закономерности, связанные с ударами при маневрировании
составов. Форма и пиковые значения ударных импульсов в значительной степени зависят от скорости
соударения, а также от типа поглощающего аппарата. Наиболее значимым фактором является скорость
соударения, однако разница между стандартными (пружинными) и гидравлическими поглощающими
аппаратами также хорошо заметна как по абсолютным значениям ускорения, так и по форме ударного
импульса. В целом для ударных ускорений наблюдаются одни и те же закономерности независимо от
источника, чего и следовало ожидать ввиду тесной зависимости ударного импульса от передаваемой
при столкновении кинетической энергии.
В рассмотренных источниках представлено только небольшое число ударных спектров, при этом
их форма хорошо согласуется с данными о скорости удара и типом поглощающего аппарата. Только
в одном источнике содержатся сведения о форме и длительности ударов. В нем длительность удара
(в продольном направлении) вполне обоснованно сопоставлена со скоростью соударения. Также по­
казано, что форма ударного импульса будет близка к полусинусоиде в случае пружинного буфера, а в
случае аппарата гидравлического типа близка к трапецеидальной. Этот вывод подтверждается резуль­
татами других исследований.
Другой вид ударных воздействий, рассмотренный в источниках, связан с соударениями между
вагонами при движении состава в результате страгивания, торможения и движения под уклон. Можно
сделать вывод, что жесткость ударов связана с видом сцепки и условиями торможения — она будет
минимальна для вагонов, имеющих тормозное устройство и жесткую сцепку. Информация о данных
видах ударных взаимодействий также представлена в весьма ограниченном объеме, но те данные, что
имеются, находятся в хорошем согласии между собой.
Данные о вибрационных воздействиях из разных источников также находятся в хорошем согла­
сии. Разные источники показывают, что изменения вибрации и ее значения зависят от типа транспорт­
ного средства и в особенности от типа его подвешивания. В большинстве источников рассматривается
вибрация в диапазоне до 30 Гц. Хорошее согласие данных в этом диапазоне обеспечивается даже при
том, что их не всегда можно легко сопоставить с качеством системы подвешивания. Единственным ис­
точником, данные которого отличаются от других, является [12]. Это может быть объяснено тем, что в
нем представлена вибрация в более широком диапазоне частот до 2000 Гц. При уменьшении диапазо­
на анализа данные этого источника становятся сопоставимыми с другими.
Исследование ударных воздействий предполагало проведение вероятностного анализа для опре­
деления статистических характеристик ускорения и появления событий. В ряде исследований резуль­
таты представлены в виде ударных спектров. Оба подхода являются достаточно обоснованными, но ни
одно из указанных представлений нельзя считать исчерпывающим с точки зрения полноты информа­
ции. Первый подход позволял идентифицировать появление ударного воздействия. При этом устанав­
ливался некоторый пороговый уровень, при превышении которого начинались сбор и анализ данных.
Однако полученные данные могли бы быть применимы для определения жесткости ударов только в
том случае, если бы для них была указана частота ударных воздействий. Это было сделано в двух из
рассматриваемых исследований, но данные ни одного из них не могут быть использованы для форми­
рования жесткости тестового ударного воздействия, поскольку не являются репрезентативными для
современной практики управления движением по железным дорогам. По результатам статистического
9

ГОСТ Р 57211.3—2016
анализа значений ускорения можно сделать вывод, что их распределение является негауссовским и
асимметричным. Это обусловлено сильным влиянием отдельных экстремально жестких условий воз­
действия и объясняет большое отношение стандартного отклонения к среднему значению. Поскольку
частота экстремально жестких условий невелика, достоверность распределения в области больших
значений вибрации также будет низкой. Но ни в одном из источников нет данных о погрешностях про­
веденного статистического анализа.
Во всех источниках (за исключением [11]) в качестве средства анализа вибрации выбрано по­
строение спектральной плотности мощности ускорения. Это представляется обоснованным при иссле­
довании стационарной вибрации, имеющей место после достижения транспортным средством устано­
вившейся скорости движения. Однако данный подход не вполне уместен при анализе нестационарной
вибрации, особенно когда возможны ударные воздействия на низких скоростях движения. Простой
спектральный анализ сглаживает эффект таких воздействий. Чтобы избежать этого, в некоторых ис­
следованиях помимо построения обычных спектров использовался также режим удержания «пиковых»
спектров. Большая разница между спектрами этих двух видов показывает, что рассмотрение данного
аспекта весьма важно. В настоящем стандарте в основном представлены спектры, построенные по
пиковым значениям ансамбля спектров. Однако воздействия, соответствующие таким спектрам, не на­
блюдаются в течение длительного времени при перевозке грузов, поэтому вопрос о том, можно ли их
использовать в качестве основы для определения жесткости тестовых воздействий в совокупности с
частотой ударных событий, нуждается в дополнительной проработке. Данных, имеющихся в рассмо­
тренных источниках, для этого недостаточно. Можно отметить, что пики в спектрах чаще всего встре­
чаются на частотах около 3 Гц и, как правило, в диапазоне между 1 и 5 Гц. Ряд обычно применяемых
средств измерений (сочетаний акселерометра с устройством формирования сигнала) не всегда обе­
спечивает требуемую точность измерений в указанном диапазоне. Из рассмотренных отчетов не всегда
ясно, было ли для исследований использовано средство измерений, обеспечивающее необходимую
точность. Кроме того, измерения в столь низком диапазоне частот для обеспечения должной стати­
стической точности требуют получения записей большой длительности. В этом отношении ни одно из
приведенных исследований нельзя считать вполне удовлетворительным.
6 Описание условий динамических воздействий
Количественное описание условий динамических воздействий не приведено ни в одном из рас­
смотренных в настоящем стандарте источников. Более того, если бы даже такие данные были приве­
дены, возник бы вопрос о возможности их применения в отношении других систем железнодорожного
транспорта. В принципе, при перевозках железнодорожным транспортом существуют три типа воздей­
ствий, каждый из которых связан со своим механизмом возбуждения. Первый тип — удары, имеющие
место при маневрировании состава, второй — удары при движении состава вследствие межвагонных
столкновений, третий — вибрация, возникающая при движении транспортного средства по рельсовому
пути. Исследования показали, что реальная жесткость для всехтрехтипов воздействий зависит от осо­
бенностей работы системы железнодорожного транспорта и качества вагонов.
Жесткость ударов в продольном направлении, появляющихся при маневрировании состава, за­
висит от скорости столкновения, а также от типа используемого поглощающего аппарата. Для вагона с
пружинным амортизатором характерно максимальное пиковое значение ускорения при форме удара,
близкой к полусинусоиде. Использование гидравлического амортизатора позволяет смягчить ударное
воздействие в большей степени, но за счет заметного увеличения длительности ударного импульса.
В этом случае форма импульса близка к трапецеидальной. Для поглощающего аппарата любого типа
пиковое значение и длительность импульса сильно зависят от скорости соударения. Отмечено, что
ускорение в вертикальном направлении приблизительно в 1,5 раза выше, чем в продольном (это за­
висит от высоты центра тяжести перевозимого груза относительно поглощающего аппарата), но при
этом длительность импульса короче и составляет около 10 мс. Импульсы в поперечном направлении
имеют приблизительно те же пиковые значения, что и в продольном, а их длительность составляет
около 20 мс.
Основным параметром, определяющим жесткость ударного воздействия при маневрировании,
является скорость соударения в продольном направлении. Этот параметр непосредственно связан
с практикой работ в конкретной системе железнодорожного транспорта. По-видимому, максимальная
скорость столкновения имеет место, когда одиночный вагон сталкивают с другим для ускорения про­
цедуры маневрирования. Это является обычной практикой при перевозке минерального сырья, но не
10

ГОСТ Р 57211.3—2016
применяется, если транспортировке подлежит какой-либо ценный груз. В [10] приведены результаты
давних исследований, когда скорость соударения достигала 15 км/ч, а в [1] указаны скорости соударе­
ния до 20 км/ч. В более современных исследованиях, проведенных на территории США, рассматри­
ваются соударения со скоростью до 11 км/ч. Современная практика маневрирования характеризуется
тем, что вагоны (как правило, снабженные поглощающими аппаратами гидравлического типа) остаются
сцепленными с локомотивом или с другими вагонами. В этом случае скорости соударения будут много
ниже и составлять до 3 км/ч (хотя надежные источники информации, которые могли бы обосновать
данную оценку, отсутствуют). Существует и такой вариант, когда вагоны остаются постоянно на своих
местах, и их перестроение не допускается. Такая практика является нормативной для стран Западной
Европы, а также для некоторых других стран мира.
В целом имеющиеся данные позволяют определить ударные ускорения для конкретных скоростей
соударения и разных типов поглощающих аппаратов. Но при этом остается проблема определения
реальных скоростей соударения. Очевидно, что практика некоторых систем железнодорожного транс­
порта не допускает подобных столкновений вовсе, в то время как в других допускаются соударения при
сцеплении вагонов на низкой скорости. В некоторых системах более не используются транспортные
средства с пружинными амортизаторами за исключением вагонов, предназначенных для перевозок ми­
нерального сырья.
Соударения между вагонами при движении железнодорожного состава имеют больший эффект
при нежесткой сцепке. Для случаев жесткой сцепки ударные воздействия можно вообще не рассматри­
вать, а ограничиться только исследованием воздействия вибрации. Кроме того, ударные воздействия
при транспортировании грузов смягчаются при использовании гидравлических амортизаторов вместо
пружинных. В большинстве случаев ударные ускорения для воздействия данного типа не превышают
1 д. Жесткость воздействия минимальна для вагонов с тормозной системой и жесткой сцепкой, и такое
сочетание в последние годы становится нормой. В некоторых системах железнодорожного транспорта
более не допускается использование железнодорожных составов с нежесткой сцепкой за исключением,
возможно, случаев перевозки минерального сырья.
В исследованиях отмечается, что вибрация на железнодорожном транспорте зависит от системы
подвешивания вагонов. Наиболее жесткие условия воздействия имеют место для вагонов с просты­
ми пружинными амортизаторами. Такие вагоны могут быть использованы для перевозки минераль­
ного сырья, однако транспортирование более ценных грузов требует применения более совершенной
подвески. В любом случае преобладающей является низкочастотная вибрация, сосредоточенная пре­
имущественно в диапазоне от 2 до 3 Гц, и в большинстве отчетов указывается, что практически вся
вибрационная энергия сосредоточена в диапазоне ниже 30 Гц. Пиковые значения спектральной плот­
ности мощности ускорения достигают значения О^с^/Гц. Обычно наблюдаемая вибрация максимальна
вдоль вертикальной оси. Чуть ниже вибрация в поперечном направлении. Что касается вибрации в
продольном направлении, то она значительно ниже двух остальных.
Обзор данных, приведенных в отчетах, не позволяет с определенностью подтвердить их выводы
о том, как именно влияет система подвешивания вагона на передаваемую вибрацию. Почти все пики
отклика лежат в диапазоне от 1 до 5 Гц независимо от типа подвески. Из этого можно предположить,
что собственная частота подвески слабо влияет на отклик. Вибрация в данном диапазоне частот прак­
тически полностью определяется качеством рельсового пути, а не характеристиками вагона. Можно
ожидать, что улучшенная система подвешивания в большей степени ослабляет высокочастотную ви­
брацию и служит защитой от ударов.
7 Сопоставление с МЭК 60721-3-2:1997
На рисунках 38, 40 и 42 показаны жесткости вибрационного воздействия, определенные в МЭК
60721-3-2:1997 для стационарной случайной вибрации [таблица 5, категория Ь)], для стационарной
гармонической вибрации [таблица 5, категория а)] и для нестационарной вибрации [таблица 5, ка­
тегория с)] соответственно для всех видов транспортирования безотносительно вида транспортного
средства. Поскольку стандарт характеризует общие условия внешних воздействий, в нем отсутствуют
рекомендации по продолжительности или по числу тестовых воздействий.
В стандартах серии [15] содержатся уровни тестовых воздействий вибрации и удара для ими­
тирования условий транспортирования, и эти уровни отличаются от установленных в 60721-3-2:1997.
Жесткости воздействия по [15] показаны на рисунках 39, 41 и 43 соответственно для стационарной
11

ГОСТ Р 57211.3—2016
случайной вибрации, стационарной гармонической вибрации и ударов. При этом определены длитель­
ность тестового воздействия вибрации и число прилагаемых ударов.
Поскольку в 60721-3-2:1997 и [15] установлены разные уровни воздействия, вопросы согласова­
ния этих двух документов решаются в [17]. В нем рекомендуется при моделировании вибрационных
воздействий обращаться к [15]. Однако для случаев ударных воздействий в [17] в качестве решения
предложен третий вариант, показанный на рисунке 44.
В МЭК 60721-3-2:1997 введены три класса транспортных средств, обозначенных 2М1, 2М2 и 2МЗ,
с весьма кратким пояснением, как именно осуществляется классификация. Тем не менее в отношении
железнодорожных транспортных средств можно считать, что:
- 2М1 включает в себя транспортные средства с нежесткой подвеской;
- 2М2 включает в себя транспортные средства с нежесткой подвеской и амортизаторами специ­
альной конструкции для смягчения ударов;
- 2МЗ включает в себя транспортные средства с жесткой подвеской, включая жесткие поглощаю­
щие аппараты.
Результаты исследований, рассмотренные в настоящем стандарте, показывают, что подобная
классификация не отвечает потребностям сегодняшнего дня. По умолчанию условия транспортирова­
ния предлагается относить к категории 2МЗ и использовать категорию 2М2 только для особых случаев.
Однако сегодня в большинстве систем железнодорожного транспорта используют вагоны с жесткой ав­
тосцепкой, нежесткой подвеской и гидравлическими буферными устройствами. В большинстве систем
ограничены скорости соударений при маневрировании, а в некоторых такие соударения исключены
полностью. Поэтому в настоящее время более реалистично относить условия транспортирования по
умолчанию к классу 2М2.
Разделение в МЭК 60721-3-2:1997 жесткости воздействия по трем категориям (стационарная слу­
чайная вибрация, стационарная гармоническая вибрация и нестационарная вибрация, включая уда­
ры) отличается от жесткостей воздействия, предусмотренных процедурами испытаний по [15]. В МЭК
60721-3-2:1997 два стационарных тестовых воздействия (случайное и гармоническое) рассматрива­
ются в качестве альтернатив. Ниже рассматривается, насколько указанное разделение по категориям
обосновано с точки зрения сегодняшних представлений о реальных динамических воздействиях на
железнодорожном транспорте и возможностей современного испытательного оборудования.
1. Случайная вибрация. В качестве тестовых динамических воздействий обычно выбирают гауссов­
ские случайные процессы (хотя ни одно из рассматриваемых в настоящем стандарте исследований не
дает оснований для этого). Из двух вариантов тестовых вибрационных воздействий этот представляется
наиболее реалистичным. Однако при этом нижняя граница диапазона частот испытаний приходится на
верхнюю границу диапазона, в котором сосредоточена максимальная энергия вибрации на железнодо­
рожном транспорте. На нижней границе диапазона частот испытаний амплитуды перемещения и скорости
вибрации много ниже тех, что наблюдаются на практике. Таким образом, данное испытание неспособно
воспроизвести условия эксплуатации, приводящие к повреждениям тех видов, что связаны с большими
значениями скорости или перемещения. В то время, когда составлялись стандарты на испытания, воз­
можности воспроизведения больших перемещений и скоростей были весьма ограниченными. Однако эти
ограничения могут быть преодолены с помощью современного испытательного оборудования.
2. Гармоническая вибрация. В то время, когда составлялись технические условия на испытания
данного вида, уже имелось понимание того, что в условиях эксплуатации динамические воздействия
носят преимущественно случайный характер. Исторически испытания на гармоническую вибрацию с
качанием частоты предшествовали испытаниям на случайные воздействия, поэтому продолжение их
применения позволяет использовать устаревшее испытательное оборудование. Одно из принципи­
альных различий между испытаниями на случайную и гармоническую вибрацию состоит в том, что в
первом случае диапазон частот испытаний составляет от 10 до 2000 Гц, а во втором — от 1 до 500 Гц.
Если сравнивать результаты этих двух испытаний, используя какой-нибудь стандартный метод (напри­
мер, метод максимума ударного спектра или спектра усталостных повреждений), разница в результатах
будет весьма заметной. Указанные испытания можно считать эквивалентными сточки зрения создава­
емых повреждений только для очень ограниченного класса оборудования.
3. Удар. В испытаниях на удар применяют удар классической формы в виде полусинусоиды. Он
может быть представительным для ряда переходных процессов, в действительности наблюдаемых
на практике. В то же время в ряде случаев более подходящими могут быть испытания с использо­
ванием импульсов трапецеидальной формы. Длительности ударов, применяемые в испытаниях, не­
представительны сточки зрения воздействий, наблюдаемых при столкновении вагонов, в продольном
12

ГОСТ Р 57211.3—2016
направлении, хотя их можно считать представительными для ударов в вертикальном и поперечном
направлениях.
Уровни вибрации, установленные в МЭК 60721-3-2:1997 и [15], не являются представительными
ни сточки зрения реальных воздействий на железнодорожном транспорте, ни сточки зрения исследова­
ния потенциальных повреждений испытуемого оборудования. Так, существенно более жесткая вибра­
ция имеет место на железнодорожном транспорте в диапазоне от 1 до 5 Гц. При описании условий воз­
действия по МЭК 60721-3-2:1997 и испытаний по [15] диапазон случайной вибрации не опускается ниже
10 Гц и, следовательно, не охватывает диапазон, в котором на практике сосредоточена максимальная
энергия вибрации. Более того, если уровни тестовых воздействий экстраполировать на область низких
частот вплоть до 1 Гц, то они будут существенно ниже встречающихся в реальных условиях транс­
портирования. Испытания на гармоническую вибрацию проводят в более низком диапазоне частот (по
МЭК 60721-3-2:1997 нижняя граница диапазона составляет 2 Гц, а по [15] — 1 Гц). Потенциально это
позволяет охватить диапазон реальных воздействий на железнодорожном транспорте.
Уровни пиковых значений удара, установленные в МЭК 60721-3-2:1997 и [15], также не являются
представительными ни с точки зрения реальных воздействий на железнодорожном транспорте, ни с
точки зрения исследования потенциальных повреждений испытуемого оборудования. Наиболее замет­
но это проявляется при описании формы ударного импульса и его длительности при ударах в продоль­
ном направлении. Длительность таких ударов в реальных условиях много выше той, что предлагается
МЭК 60721-3-2:1997 и [15]. Эта длительность велика настолько, что может сделать неэффективными
применяемые стандартные средства защиты от вибрации и ударов.
Хотя никаких исследований по обоснованию выбора эквивалентной длительности испытаний не
проводилось, из общих соображений следует, что она должна быть значительно меньшей, чем дли­
тельность реального воздействия. Это связано не с желанием ускорить проведение испытаний, а с
разнообразием возможных условий транспортирования.
8 Заключение
В настоящем стандарте рассмотрены данные надлежащего качества, полученные из пяти источ­
ников. Кроме того, использованы данные еще из трех источников, что позволяет охватить широкий
диапазон условий воздействий вибрации и удара для разных видов железнодорожного транспорта.
Информация собрана по результатам исследований, проведенных для трех национальных систем же­
лезнодорожного транспорта, хотя большая часть ее относится к транспортной системе США. Допол­
нительные данные собраны из источников, также пользующихся хорошей репутацией, но этих данных
недостаточно для проверки и подтверждения их качества.
По большей части данные из каждого источника хорошо согласуются не только между собой, но и
с аналогичными данными других источников. Ни для одного их источников не обнаружено выпадающих
результатов наблюдений до такой степени, чтобы поставить качество данных под сомнение. Однако
ясно, что рассмотренные данные не дают полного представления о возможных динамических воздей­
ствиях на железнодорожном транспорте.
Хотя рассмотренные данные позволяют разработать типовые тестовые воздействия, очевидно,
что реальные условия транспортирования сильно зависят от качества транспортных средств и методов
обслуживания рельсового пути. В последние годы качество такого обслуживания существенно улучши­
лось, что непосредственно сказалось на условиях динамических воздействий на перевозимые грузы.
Жесткость воздействия для стационарной случайной вибрации, установленная МЭК 60721-3-
2:1997 (таблица 5, категория Ь), охватывает все условия транспортирования, включая перевозку желез­
нодорожным транспортом. Однако, по-видимому, эти тестовые воздействия существенно отличаются
от наблюдаемых на практике. То же самое можно сказать в отношении жесткости ударных воздействий,
установленных МЭК 60721-3-2:1997 (таблица 5, категория с).
Собранные данные обнаруживают глубокое различие с условиями воздействий, определенных в
МЭК 60721-3-2:1997 и [15], а именно:
а) уровни вибрации, определенные МЭК 60721-3-2:1997, непредставительны для воздействий,
наблюдаемых на железнодорожном транспорте. Особенно это заметно для диапазона от 1 до 5 Гц, для
которого уровни реальной вибрации много выше. Диапазон случайной вибрации по МЭК 60721-3-2:1997
не опускается ниже 10 Гц, что также не характерно для вибрации железнодорожного транспорта. Но
даже если экстраполировать уровень вибрации в область низких частот до 1 Гц, то он будет существенно
ниже наблюдаемого в реальных условиях. Диапазон гармонической вибрации в МЭК 60721-3-2:1997
13

ГОСТ Р 57211.3—2016
начинается с 2 Гц, что в большей степени соответствует реальным условиям. Уровни гармонической
вибрации по МЭК 60721-3-2:1997 также ближе к тем, что наблюдаются на практике;
b) пиковые значения и длительности ударов, определенные МЭК 60721-3-2:1997, непредстави­
тельны для воздействий, наблюдаемых на железнодорожном транспорте при столкновении вагонов во
время маневрирования состава. Наиболее существенна разница в форме и длительности импульса
в случае ударов в продольном направлении. В реальных условиях длительность таких ударов много
больше той, что определена в МЭК 60721-3-2:1997;
c) описание воздействий в МЭК 60721-3-2:1997 неадекватно сточки зрения прогнозирования воз­
можных повреждений при перевозке железнодорожным транспортом. В то же время ясно, что не всем
пользователям МЭК 60721-3-2:1997 требуется проведение исследований механизмов повреждений в
полном объеме. Такие исследования особенно важны для оборудования с низкочастотными резонанса­
ми (какие появляются, например, при использовании упругих приспособлений для защиты от вибрации
и ударов), попадающими в характерную область частот динамических воздействий на железнодорож­
ном транспорте. В частности, в эту категорию подпадает практически все оборудование, транспортиру­
емое в упакованном состоянии;
d) при отсутствии достаточной информации об условиях транспортирования принято относить их
к классу 2МЗ, а классы 2М2 и 2М1 использовать только в особых случаях. Это может быть оправдано
в историческом аспекте. Однако для большинства современных систем железнодорожного транспор­
та при перевозке товаров принято использовать только жесткую сцепку вагонов, нежесткую подвеску
вагонов и гидравлические поглощающие аппараты. Применение нежесткой сцепки и жесткой подвески
допускают обычно только для перевозки минерального сырья. Только в некоторых системах допускают
соударения вагонов при маневрировании, в большинстве же систем скорость таких соударений ограни­
чена весьма низкими значениями. Поэтому для случаев транспортирования товаров железнодорожным
транспортом более уместно применять класс 2М2, а в случае транспортирования системой, исключаю­
щей столкновения при маневрировании, даже 2М1.
Спектральная плотность мощности ускорения, д2/Гц
Частота, Гц
--------3-метровая колесная база, простое подвешивание, скорость 72 км/ч;
— - амортизация среднего качества (UIC double-link suspension), скорость 120 км/ч;
— - 6,3-метровая колесная база, улучшенное подвешивание, скорость 120 км/ч
Рисунок 1 — Жесткость вибрации в вертикальном направлении (Британские железные дороги)
14

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Спектральная плотность мощности ускорения, д 21Гц
--------3-метровая колесная база, простое подвешивание, скорость 72 км/ч;
— - амортизация среднего качества (UIC double-link suspension), скорость 120 км/ч;
— - 6,3-метровая колесная база, улучшенное подвешивание, скорость 120 км/ч
Р исунок 2 — Ж есткость вибрации в поперечном направлении (Британские ж елезны е дороги)
Таблица 1 — Результаты измерений амплитуд а максимальной вибрации (Британские ж елезны е дороги)
Точка измерений
а, д
Частота максималь-
ной вибрации, Гц
Скорость движения,
км/ч
Среднее Максимальное
В вертикальном направлении
Контейнерны й с о с та в (д в и ­
жение по автодороге)
0,2 0,9 О т 3 до 4 72
Контейнерны й с о с та в (д в и ­
жение по железной дороге)
0,25 0,8 О т 3 до 5 120
Двухосны й вагон, простое
подвеш ивание
0,45 1,6 О т 3 до 6 72
Двухосны й вагон, улучш ен­
ное подвеш ивание
0,15 0,75 О т 3 до 4 120
В поперечном направлении
Контейнерны й с о с та в (д в и ­
жение по автодороге)
0,04 0,4 О т 4 до 12 72
Контейнерны й с о с та в (д в и ­
жение по железной дороге)
0,2 0,45 О т 3 до 5 120
Двухосны й вагон, простое
подвеш ивание
0,25 1,0 О т 1 до 2 72
Двухосны й вагон, улучш ен­
ное подвеш ивание
0,1 0,5 От 0,75 до 1,75 120
15

ГОСТ Р 57211.3—2016
Число ударов, %
Рисунок 3 — Распределение скоростей столкновения (Британские железные дороги)
16

ГОСТ Р 57211.3—2016
1 - M921D в M921D, скорость соударения 9,78 км/ч; 2 - M921D в М921, скорость соударения
9,63 км/ч; 3 - М921 в М921. скорость соударения 9,62 км/ч; 4 - М921 в стандартный аппарат,
скорость соударения 9,65 км/ч; 5 - М921 в стандартный аппарат, скорость соударения 9,60 км/ч
Рисунок 4 — Измерения ударов в продольном направлении (Американские железные дороги)
17

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Пиковое ускорение, д
10,0
9.0
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1,0
0,0
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0
Скорость соударения, км/ч
-
■
♦
А
■
■
Z
1
► <
т
___
!
■
*
♦
А
;
ш V
■ *
* Аа"
■
" ■
■
A J
_ Л
Г К А А
*
А
I—i— 1— 1— 1—— 1— |— |— 1—
А *
— 1— |— |— 1—
а
♦ ♦
— 1— I— |— 1—
L ♦
---1---1---1---1- - -
♦
— I— 1— 1— 1—
- - -1---1---1---1---— 1— 1— 1— 1—
ф - два стандартных аппарата; М921 в стандартный аппарат; - М921D в стандартный аппарат;
ф - М921 в М921; A - M921D в М921; ф - M921D в M921D; а~ Д33 поглощающих аппарата неизвестного
типа; ш - жесткое столкновение упряжи
Рисунок 5 — И змерения ударов (положительное ускорение) в продольном направлении
(А м ериканские железны е дороги)
Пиковое ускорение, д
0,0
-0,6
-1,0
-1,5
-2,0
-2,5
-3,0
-3,5
-4,0
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0
Скорость соударения, км/ч
1 ■
а *
- t v s
/
м
• л
г;
А
•
■
щ
♦
А
9
♦
■
Ш
Ш
А
А
и
♦а
А
►
*
— 1
__1__1___1__ — I— 1— 1— 1____1__1__1___1__
♦ - два стандартных аппарата; ■ - М921 в стандартный аппарат; - M921D в стандартный аппарат;
ф - М921 в М921; a - M921D в М921; ф - M921D в M921D; а- Два поглощающих аппарата неизвестного
типа; ■ - жесткое столкновение упряжи
18
Рисунок 6 — И змерения ударов (отрицательное ускорение) в продольном направлении
(А м ериканские ж елезны е дороги)

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Среднеквадратичное значение ускорения, д
1,2
1,0
0.8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0
Скорость соударения, км/ч
-
-
■
♦
А
■
■
*1
■ * ,<
А
А
X
•
■
■
■
я я
▼
9
л ш
А А *
щ Ь 4
А " А
“ Л
А
♦
—1— 1
__1— 1__ __1__1__1__1__
А
а а * ;
— ■— i— 1
__1__
1
♦
__1__1__1__1__— 1— |— |— |—— 1— 1 __1__1__■ ■ ■ ■__
♦ - два стандартных аппарата; ■ - М921 в стандартный аппарат; - М921D в стандартный аппарат;
+ - М921 в М921; a- M921D в М921; ф - M921D в M921D; а-два поглощающих аппарата неизвестного
типа; ■ - жесткое столкновение упряжи
Рисунок 7 — Измерения ударов (среднеквадратичное значение ускорения)
в продольном направлении (А м ериканские железны е дороги)
Пик-фактор
20,0
18,0
16,0
14.0
12.0
10,0
8,0
6,0
4.0
2.0
0,0
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0
Скорость соударения, км/ч
♦ - два стандартных аппарата; ■ - М921 в стандартный аппарат; - M921D в стандартный аппарат;
+ - М921 в М921; a- M921D в М921; ф - M921D в M921D; а- Два поглощающих аппарата неизвестного
типа; и - жесткое столкновение упряжи
■
;
[
к А
А
[
ш
ш
■
А А
■
■
■ ♦ ► 4
>
ш
; ■
♦
" л * 1
А
^ 4
А
Ф /
А
■
А
“ 1
± А A j
■А А О
1 АХ А а
, Г
А 4
А V -
А
I ”
♦ А
♦ А

__1__1__1__1____1__1__1__1__— 1__1__1__1__ __1__1__1__1____1__ill. А- 1 1 __1__— |— 1— 1__1__
Рисунок 8 — И змерения ударов (лик-ф актор) в продольном направлении
(Американские железны е дороги)
19

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Изменение скорости, м/с
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1,0
0,5
0,0
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0
Скорость соударения, км/ч
ф - два стандартных аппарата; ■ - М921 в стандартный аппарат; - М921D в стандартный аппарат;
ф - М921 в М921; A - M921D в М921; # - M921D в M921D; А~два поглощающих аппарата неизвестного
типа; ■ - жесткое столкновение упряжи
Р исунок 9 — И змерения ударов (изм енение скорости) в продольном направлении
(А м ериканские ж елезны е дороги)
:
j
А
А * * Л
О
>
■
Till
А А
■ V
'ААА
♦
;
А
♦ а
4 * ША
♦
*
: А
■
* А «
4 •
9
I ■
■ ■
1 1 1 1—1— » » 1 till
__1__1__« »—1 __■ ■ »_1__1__1__1____1__1__1__1__
Пиковое ускорение, д
6,0
5.0
4.0
3.0
2.0
1,0
0 , 0
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
-
-
♦
- - а
♦
_______■______±
•
А
■
—I—1—I—1—
в ■
♦
♦
- U
Д Д
А А
* 4 >
* ■
ж ^
■ Л к А
___1___1___1___1-----
■
•
----1___1___1___1___
ж 1
__t___1___1___i_____1___1___1___1----
А
А
___1___1___1___1___
А
___1___1___1___1___
Длительность импульса, с
ф - два стандартных аппарата; ■ - М921 в стандартный аппарат; - М921D в стандартный аппарат;
ф - М921 в М921; A - M921D в М921; # - M921D в M921D; а-два поглощающих аппарата неизвестного
типа; и -жесткое столкновение упряжи
20
Р исунок 10 — И змерения ударов (пиковое ускорение) в продольном направлении
(А м ериканские ж елезны е дороги)

ГОСТ Р 57211.3—2016
Ускорение, д
— - 27-метровый трейлер на платформе; — — сочлененные контейнеры на платформе;
- двухъярусная платформа; - сочлененные двухъярусные платформы;
— сочлененные трейлеры на платформе
Рисунок 11 — Распределение ускорения в продольном направлении при смешанных перевозках
(Американские железные дороги)
Таблица 2 — Распределение ударных ускорений в продольном направлении для смешанных перевозок (Аме­
риканские железные дороги)
Тип оборудования и вид перевозок
Квантиль ускорения, % Пиковое
ускоре­
ние д< 0,3 д < 0,5 д < 1,0 g
Железно-
дорожные
перевозки
27-метровый трейлер на платформе 9,2 24,5 82,9 1,92
Сочлененные контейнерные платформы 0,3 52,0 97,3 6,66
Двухъярусная платформа 14,7 89,9 98,5 4,13
Сочлененные двухъярусные платформы 14,3 82,7 99,9 1,03
Сочлененные трейлерные платформы 44,4 99,4 100 0,64
Дорожные
перевозки
Междугородние 16,8 64,7 99,2 1,12
По автострадам 44,4 94,8 100 0,82
Внутригородские 56,1 94,8 99,9 1,35
21

ГОСТ Р 57211.3—2016
Ускорение, д
—— -27-метровыйтрейлер на платформе; — -сочлененные контейнерные платформы;
— двухъярусная платформа; — - сочлененные трейлерные платформы
Рисунок 12 — Распределение ускорения в поперечном направлении при смешанных перевозках
(Американские железные дороги)
Таблица 3 — Распределение ударных ускорений в поперечном направлении для смешанных перевозок (Аме­
риканские железные дороги)
Тип оборудования и вид перевозок
Квантиль ускорения, % Пиковое
ускоре­
ние д< 0,3 д < 0,5 д < 1,0 g
Железно-
дорожные
перевозки
27-метровый трейлер на платформе 1,4 69,5 97,0 1,76
Сочлененные контейнерные платформы 28,6 96,7 99,8 1,69
Двухъярусная платформа 0,5 63,7 97,9 2,20
Сочлененные трейлерные платформы 7,8 86,6 99,8 1,55
Дорожные
перевозки
Междугородние 4,5 60,0 92,8 3,22
По автострадам 6,3 78,7 97,3 2,28
Внутригородские 17,7 78,7 95,9 2,97
22

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Ускорение, д
— — - 27-метровый трейлер на платформе; — — сочлененные контейнерные платформы;
- двухъярусная платформа; - - сочлененные трейлерные платформы
Рисунок 13 — Распределение ускорения в вертикальном направлении при смешанных перевозках
(Американские железные дороги)
Таблица 4 — Распределение ускорения в вертикальном направлении при смешанных перевозках (Американ­
ские железные дороги)
Тип оборудования и вид перевозок
Квантиль ускорения, % Пиковое
ускоре­
ние д< 0,3 д < 0,5 д < 1,0 g
Железно-
дорожные
перевозки
27-метровый трейлер на платформе 95,8 100 100 1,72
Сочлененные контейнерные платформы 0,8 82,1 99,2 6,17
Двухъярусная платформа 15,3 90,0 99,3 6,06
Сочлененные трейлерные платформы 90,4 100 100 2,87
Дорожные
перевозки
Междугородние 8,4 69,8 99,3 5,14
По автострадам 6,5 91,1 94,4 5,58
Внутригородские 20,2 90,0 98,3 8,32
23

м
Т а б л и ц а 5 — Результаты измерений ударов при смешанных перевозках (Американские железные дороги)
Тип оборудования
и виды перевозок
Продольное направление Поперечное направление Вертикальное направление
Среднее
Стандартное
отклонение
Усредненное
с.к.з.
Среднее
Стандартное
отклонение
Усредненное
с.к.з.
Среднее
Стандартное
отклонение
Усредненное
с.к.з.
Железно­
дорожные
перевозки
27-метровый
трейлер на
платформе
0,31 0,2 0,09 0,2 0,15 0,08 0,41 0,15 0,18
Сочлененные
контейнерные
платформы
0,29 0,23 0,08 0,32 0,1 0,09 1,3 0,34 0,38
Двухъярусная
платформа
0,22 0,17 0,06 0,46 0,12 0,015 1,05 0,36 0,3
Сочлененные
трейлерные
платформы
0,16 0,04 0,06 0,38 0,12 0,17 0,6 0,13 0,21
Дорожные
перевозки Междугородние 0,27 0,07 0,08 0,51 0,19 0,15 1,14 0,32 0,34
По автострадам 0,16 0,05 0,04 0,42 0,17 0,11 1,11 0,34 0,3
Внутригородские 0,14 0,06 0,04 0,42 0,18 0,11 1,03 0,44 0,26
ГОСТ Р 57211.3— 2016

Т а б л и ц а 6 — Результаты измерений вибрации при смешанных перевозках (Американские железные дороги)
Тип оборудования и виды перевозок
Продольное направление Поперечное направление Вертикальное направление
Среднее
Стандартное
отклонение
Усредненное
с.к.з.
Среднее
Стандартное
отклонение
Усредненное
с.к.з.
Среднее
Стандартное
отклонение
Усредненное
с.к.з.
Железно­
дорожные
перевозки
Сочлененные
контейнерные
платформы
0,11 0,12 0,03 0,19 0,11 0,06 0,47 0,30 0,14
Двухъярусная
платформа
0,09 0,14 0,04 0,25 0,17 0,09 0,40 0,27 0,12
Сочлененные
трейлерные
платформы
0,08 0,05 0,03 0,12 0,09 0,04 0,28 0,17 0,10
Дорожные
перевозки
Междугородние 0,11 0,06 0,03 0,31 0,16 0,09 0,67 0,40 0,20
По автострадам 0,09 0,05 0,03 0,30 0,18 0,09 0,54 0,54 0,16
Внутригородские 0,07 0,05 0,02 0,16 0,13 0,04 0,38 0,38 0,12
м
сл
ГОСТ Р 57211.3— 2016

ГОСТ Р 57211.3—2016
Огибающая спектров ускорения, д2/Гц
------- 27-метровый трейлер на платформе; — — сочлененные контейнерные платформы;
— - двухъярусная платформа; - сочлененные трейлерные платформы
Рисунок 14 — Огибающие спектров для вибрации в вертикальном направлении при смешанных перевозках
(Американские железные дороги)
Огибающая спектров ускорения, д2/Гц
■
.....-27-метровый трейлер на платформе; —сочлененные контейнерные платформы;
— - двухъярусная платформа; - сочлененные трейлерные платформы
Рисунок 15 — Огибающие спектров для вибрации в поперечном направлении при смешанных перевозках
(Американские железные дороги)
26

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Огибающая спектров ускорения, д 2/Гц
Частота, Гц
.. -27-метровый трейлер на платформе; — -сочлененные контейнерные платформы;
— - двухъярусная платформа; - сочлененные трейлерные платформы
Рисунок 16 — Огибающие спектров для вибрации в продольном направлении при смешанных перевозках
(Американские железные дороги)
Огибающая спектров ускорения, д2(Гц
- в середине вагона с амортизационным устройством;
— - - в конце вагона с амортизационным устройством;
---------в середине стандартного вагона; — — в конце стандартного вагона
Рисунок 17 — Огибающие спектров для вибрации товарных вагонов в вертикальном направлении
(Американские железные дороги)
27

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Огибающая спектров ускорения, д2!Гц
— - в середине стандартного вагона;
— - в конце стандартного вагона
Рисунок 18 — О гибаю щ ие спектров для вибрации товарны х вагонов в поперечном направлении
(Американские железны е дороги)
Огибающая спектров ускорения, д2/Гц
— “ в середине стандартного вагона;
— - в конце стандартного вагона
Р исунок 19 — О гибаю щ ие спектров для вибрации товарны х вагонов в продольном направлении
(Американские железны е дороги)
28

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Ускорение, д
— - в продольном направлении
Рисунок 20 — Распределение ускорения в середине вагона с амортизационным устройством
(Американские железные дороги)
Ускорение, д
- в поперечном направлении; — - в вертикальном направлении;
— - в продольном направлении
Рисунок 21 — Распределение ускорения в конце вагона с амортизационным устройством
(Американские железные дороги)
29

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Ускорение, д
--------- в поперечном направлении; - в вертикальном направлении;
— - в продольном направлении
Рисунок 22 — Распределение ускорения в середине стандартного вагона
(Американские железные дороги)
Ускорение, д
— - в поперечном направлении; — - в вертикальном направлении;
— - в продольном направлении
30
Рисунок 23 — Распределение ускорения в конце стандартного вагона
(Американские железные дороги)

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Таблица 7 — Распределение ударных ускорений по измерениям на товарных вагонах (Американские железные
дороги)
Тип вагона и точки измерений
Квантиль ускорения, % Пиковое
ускоре­
ние, д< 0,3 д < 0,5 д < 1,0 g
Вертикальное
направление
Середина вагона с амортизационным
устройством
10,0 50,0 96,0 1,6
Конец вагона с амортизационным
устройством
0,5 4,8 66,5 4,7
Середина стандартного вагона 11,2 85,0 98,2 5,0
Конец стандартного вагона 0,0 64,8 97,6 4,2
Поперечное
направление
Середина вагона с амортизационным
устройством
2,0 22,0 94,0 1,5
Конец вагона с амортизационным
устройством
0,0 3,0 79,3 4,5
Середина стандартного вагона 0,0 72,0 97,1 4,1
Конец стандартного вагона 3,6 88,0 98,1 3,9
Продольное
направление
Середина вагона с амортизационным
устройством
35,0 90,0 99,0 1,3
Конец вагона с амортизационным
устройством
3,1 58,3 98,9 2,6
Середина стандартного вагона 0,0 37,8 93,4 7,0
Конец стандартного вагона 23,1 67,3 98,1 7,0
Огибающая спектров ускорения, д 2/Гц
Частота, Гц
— — - Mk IV, в продольном направлении; Мк IV, в поперечном направлении;
--------Мк IV, в вертикальном направлении; - Mk V, в продольном направлении;
— - Mk V, в поперечном направлении; — - Mk V, в вертикальном направлении
Рисунок 24 — Огибающие спектров ускорения на роудрейлерах
(Американские железные дороги)
31

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Ускорение, д
—— - в вертикальном направлении, 30 Гц; - в поперечном направлении, 30 Гц;
— - в продольном направлении, 30 Гц; — - в вертикальном направлении, 10 Гц;
— - в поперечном направлении, 10 Гц; - в продольном направлении, 10 Гц
Рисунок 25 — Распределения размахов ускорения на разных частотах для роудрейлера модификации Mk V
(Американские железные дороги)
Таблица 8 — Результаты измерений на роудрейлерах (Американские железные дороги)
Направление измерений
Усредненные пиковые значения ускорения, д
В диапазоне от 0 до 10 Гц В диапазоне от 0 до 30 Гц
Mk IV
Продольное 1,32 3,08
Поперечное 1,58 3,28
Вертикальное 4,20 4,30
Mk V
Продольное 1,90 4,91
Поперечное 1,59 4,64
Вертикальное 3,00 8,78
32

ГОСТ Р 57211.3—2016
Пиковое значение ускорения, д
Рисунок 26 — Ударные спектры при разных скоростях столкновения вагонов
с пружинными амортизаторами, по данным [10] (нулевое демпфирование)
Пиковое значение ускорения, д
Рисунок 27 — Ударные спектры при разных скоростях столкновения вагонов
с гидравлическими амортизаторами, по данным [10] (нулевое демпфирование)
33

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Вероятность ( для одного состава за год)
Рисунок 28 — Р аспределение по скоростям столкновения, по данны м [10]
Огибающая среднеквадратичных значений ускорения, д
Р исунок 29 — Тестовые воздействия на вибрацию , по данны м [11]
34

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Пиковое значение ускорения, д
Рисунок 30 — Ударные спектры для повторяющихся событий, поданным [11]
((= 3 %, Q = 16,6)
Пиковое значение ускорения, д
— - 8 км/ч; — - 18 км/ч (максимальная); - 18 км/ч (средняя)
Рисунок 31 — Ударные спектры для случайных столкновений на разных скоростях,
по данным [11] ( ( = 3 %, Q = 16,6)
35

ГОСТ Р 57211.3—2016
Спектральная плотность мощности ускорения, д 2/Гц
Частота, Гц
путь среднего качества, 90 км/ч, arms = 0,45 д
---------путь высокого качества, 100 км/ч, arms = 0,34 д
---------путь очень высокого качества, скорость 120 км/ч, arms = 0,75 д
Рисунок 32 — Спектры вибрации в продольном направлении для вагонов
Французской железнодорожной компании (SNCF) типов А, В и С, по данным [12]
Спектральная плотность мощности ускорения, д2/Гц
Частота, Гц
путь среднего качества, 90 км/ч, arms = 0,68 д
---------путь высокого качества, 100 км/ч, arms = 0,55 д
---------путь очень высокого качества, скорость 120 км/ч, arms = 0,76 д
Рисунок 33 — Спектры вибрации в поперечном направлении для вагонов
Французской железнодорожной компании (SNCF) типов А, В и С, по данным [12]
36

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Спектральная плотность мощности ускорения, д 2/Гц
----------путь среднего качества, 90 км/ч, arms = 0,69 д -----------путь высокого качества, 100 км/ч, arms = 0,57 д
----------путь очень высокого качества, скорость 120 км/ч, arms = 0,86 д
Рисунок 34 — Спектры вибрации в вертикальном направлении для вагонов
Ф ранцузской ж елезнодорожной компании (SN CF) типов А, В и С, по данны м [12]
Пиковое значение ускорения, д
-------- 16-тонный вагон, скорость 4 км/ч; — - 16-тонный вагон, скорость 7 км/ч
Р исунок 35 — Ударные спектры по измерениям в продольном направлении
на краю грузовой платф ормы, по данны м [12] (параметр Q неизвестен)
37

ГО С Т Р 57211.3— 2016
Пиковое значение ускорения, д
Частота резонатора, Гц
— - 16-тонный вагон, скорость 4 км/ч; — - 16-тонный вагон, скорость 7 км/ч
Р и сун о к 36 — У дарны е спектры по и зм ерени ям в ве р ти ка л ь н о м направлении
на краю грузовой платф орм ы , по д а н н ы м [12] (п арам етр Q неи звестен)
Спектральная плотность мощности ускорения, д2/Гц
— - сочлененный трейлер на платсЬооме; — - стандартный грузовой вагон
Р и сун о к 37 — Результаты изм ерени й виб рац ии , по д а н н ы м [12]
38

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Спектральная плотность мощности ускорения, д 21Гц
1 — классы 2М1/2М 2, arms = 2,7 д, с/р_р = 2,7 мм; 2 — класс 2МЗ, arms = 4,9 д, с/р_р = 4,7 мм
Рисунок 38 — Тестовые воздействия МЭК 60721-3-2:1997 (случайная вибрация)
Спектральная плотность мощности ускорения, д 21Гц
1 — классы 2М 1/2М 2 (arms = 3,2 д, с/р_р = 2,7 мм); 2 — класс 2МЗ (arms = 4,9 д, с/р_р = 6,1 мм)
Рисунок 39 — Рекомендованные тестовые воздействия для случайной вибрации
по [17] (30 мин. по каждой оси, всего — 180 мин.)
39

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Амплитуда ускорения, д
1 — классы 2М1/2М2; 2 — класс 2МЗ
Р исунок 40 — Тестовые воздействия МЭК 60721-3-2:1997 (гармоническая вибрация)
Амплитуда ускорения, д
1 — классы 2М1/2М2; 2 — класс 2МЗ
Р исунок 41 — Р екомендованны е тестовы е воздействия для гармонической вибрации по [17]
40

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Пиковое значение ускорения, д
Частота резонатора, Гц
1 — классы 2М1/2М 2; 2 — класс 2М2; 3 — класс 2МЗ; 4 — класс 2МЗ
Рисунок 42 — Тестовые воздействия МЭК 60721-3-2:1997 (ударные спектры)
Пиковое значение ускорения, д
Частота резонатора, Ги
1 — класс 2М2; 2 — классы 2М1 /2М 2; 3 — класс 2МЗ; 4 — класс 2МЗ
Рисунок 43 — Тестовые воздействия [17] (ударные спектры)
41

ГО С Т Р 57211.3— 2016
Пиковое значение ускорения, д
Частота резонатора, Г у
1 — длительность импульса 0,016 с (классы 2М 1/2М 2); 2 — длительность импульса 0,006 с (классы 2М2/2М З);
3 — длительность импульса 0,002 с (класс 2МЗ)
Р и сун о к 44 — Р е ко м е н д о ва н н ы е те сто вы е воздей стви я (уд арны е сп ектры )
дл я п овторя ю щ и хся ударов по [17] (ч и сл о ударов 100 х 6 = 600)
42

ГОСТ Р 57211.3— 2016
Приложение ДА
(справочное)
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов
национальным стандартам
Таблица ДА.1
Обозначение ссылочного
международного стандарта
Степень
соответствия
Обозначение и наименование
соответствующего национального стандарта
IEC 60721-3-2:1997 —
*
* Соответствующий национальный стандарт отсутствует До его утверждения рекомендуется использо­
вать перевод на русский язык данного международного стандарта.
Библиография
[1] Rail Freight Shock and Vibration Environment, К Poole, British Rail Technical Report TR FT 4, April 1981 (Restricted
Distribution Data)
[2] Measurement and Analysis of Lengthways Rail Shock, Association of American Railroads, Washington, Report DP
3-95, July 199 (General Distribution Data)
[3] ATechnical Summary of the Intermodal Environment Study, Association of American Railroads, Report DP 259, April
1991 (General Distribution Data)
[4] Trailer on Flatcar (TOFC) Environmental Study (Phase I), Association of American Railroads, Report DP 256, De­
cember 1989 (General Distribution Data)
[5] Intermodal Environmental Study; Phase II (Articulated equipment — TOFC/COFC spine cars and double stack well
cars), Association of American Railroads, Report DP 257, March 1990 (General Distribution Data)
[6] Intermodal Environmental Study; Phase III (Truck transport and lift-on / Lift-off Intermodal ramp operations), Associ­
ation of American Railroads, Report DP 258, October 1990 (General Distribution Data)
[7] Brochure on Intermodal shipping environment, Association of American Railroads, Report DP 260, May 1991 (Gen­
eral Distribution Data)
[8] Study of the Shock and Vibration Environment in Boxcars, Association of American Railroads, Report DP 262, No­
vember 1992 (General Distribution Data)
[9] Study of the Railroad Shock and Vibration Environment for Roadrailer Equipment, Association of American Rail­
roads, Report DP 261, January 1992 (General Distribution Data)
[10] A Study of the Transportation Shock Environment and its Simulation, G.E. Johnson, Cambridge Consultants Report
M208, July 1976 (Restricted Distribution Data)
[11] Transportation Dynamic Environment Summary, J.T. Foley, Sandia Laboratories, January 1973 (General Distribution
Data)
[12] GAM-EG-13 Annexe 6 Modeled et Donnees D’envronment Mechanique (General Distribution Data)
[13] ASTM D 4728-91, Standard test method for random vibration testing of shipping containers (General Distribution
Data)
[14] 1ЕСЯР 62131-1:2011 Environmental conditions — Vibration and shock of electrotechnical equipment — Part 1:
Process for validation of dynamic data
[15] IEC 60068-2 (all parts), Environmental testing — Part 2: Tests
[16] IEC 60721 (all parts), Classification of environmental conditions
[17] 1ЕСЯР 60721-4:-2, Classification of environmental conditions — Part 4-2: Guidance for the correlation and transfor­
mation of environmental condition classes of IEC 60721-3 to the environmental tests of IEC 60068-2 — Transporta­
tion
43

ГОСТ Р 57211.3— 2016
УДК 534.1:006.354 ОКС 19.040 Т34
Ключевые слова: железнодорожный транспорт, транспортная вибрация, условия перевозок, тестовые
воздействия, спектральная плотность мощности ускорения, ударный спектр
Редактор И .Р Ш айняк
Корректор Е.Р Ароян
Компьютерная верстка Ю.В. Поповой
Сдано в набор 10.11.2016. Подписано в печать 25.11.2016. Формат 60 » 841/8.
Уел. печ. л. 5,12.
Гарнитура Ариал.
Набрано в ИД «Юриспруденция», 115419, Москва, ул. Орджоникидзе, 11.
www.jurisizdat.ru y-book@mail.ru
Издано во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ», 123995, Москва, Гранатный пер., 4.
www.gostinfo.ru info@gostinfo.ru
ÃÎÑÒ Ð 57211.3-2016