Оценка влияния направляющих колес на динамику ходовой тележки монорельсового транспорта

• Автор: Халиков, Тимур Магомедович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ
ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ХОДОВЫХ ТЕЛЕЖЕК МОНОРЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТА
1.1. Анализ конструктивно-технических особенностей ходовых тележек
монорельсового транспорта
1.2. Качение упругого колеса с боковым уводом
Выводы по главе
2. ФОРМИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ КАЧЕНИЯ КОЛЕСА С БОКОВЫМ УВОДОМ
2.1. Силы сопротивления движению боковых колес ходовых тележек
2.2. Контур нагружения колеса
2.3. Поляра колеса
2 ^ Зависимость действующей на колесо силы от направления его движения
2.5. Количественная оценка динамических свойств направляющих колес
Выводы по главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ И
КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ КОЛЕСА С БОКОВЫМ УВОДОМ
2 | Стенд для экспериментального определения параметров движения
колеса с уводом
3.1.1. Определение координат точки приложения силы тяги С,
2 I о Методика экспериментального определения зависимости угла а увода
колеса от угла с приложения силы
3.2. Результаты экспериментального определения зависимости угла а увода колеса от угла е приложения силы
3.3. Построение контура нагружения и поляры колеса с боковым уводом
3.4. Соответствие модели колеса экспериментальным данным
Выводы по главе
4. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НАПРАВЛЯЮЩИХ
КОЛЕС НА ДИНАМИКУ ХОДОВОЙ ТЕЛЕЖКИ ПРИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЯХ
4.1. Вертикальные колебания тележки монорельсового транспорта
4.2. Количественная оценка влияния направляющих колес на процесс за-

тухания вертикальных колебаний ходовой тележки
4.3. Определение энергии, поглощаемой при затухании колебаний
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература
Приложение 1. Сведения о внедрении
Приложение 2. Результаты экспериментальных исследований параметров движения колеса с уводом
Приложение 3. Траектории движения автомобиля, полученные расчетным и экспериментальным путем
Приложение 4. Результаты расчета координат центра тяжести тележки
при вертикальных колебаниях

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. В настоящее время расширяются работы по проектированию и строительству монорельсовых дорог в различных регионах нашей страны. Ходовые тележки монорельсового транспорта, основу которых составляют колеса на пневмошинном ходу, нередко испытывают вертикальные колебания, которые передаются на конструкцию вагона и пассажиров. Поэтому при проектировании подвижного состава монорельсового транспорта возникает задача определения возможности затухания вертикальных колебаний, вызванных различными случайными возмущениями опорной тележки без применения дополнительных конструктивных элементов (демпферов). Большое значение на этом этапе приобретает возможность количественного учета влияния отдельных факторов на динамические свойства различных конструктивных элементов, что обусловливает необходимость проведения научных исследований по разработке и обоснованию соответствующих моделей качения колеса, которые позволяли бы количественно учитывать значения сил сопротивления. Отсюда следует, что проблема исследования и эффективного использования динамических свойств направляющих колес при вертикальных колебаниях ходовых тележек монорельсового транспорта является весьма актуальной для обеспечения безопасности движения, плавности хода и комфортности перевозки пассажиров.
Важнейшей функцией направляющих колес является поддержание движения подвижного состава монорельсового транспорта в определенном направлении. Однако они могут эффективно использоваться и для снижения влияния вертикальных колебаний тележки на динамику подвижного состава.
Основные сложности, возникающие при количественной оценке динамических свойств направляющих колес, связаны с тем, что здесь определяющее значение приобретают характеристики колеса, движущегося принудительно под углом к его срединной плоскости. Для надежного определения динамических свойств направляющих колес при вертикальных колебаниях тележки не-

ремещение Дх>0, при этом произведение Д^-Дх>0, т.е. дополнительная сила Д/>0 выполняет на дополнительном перемещении Дх>0 положительную работу, представленную на рисунке заштрихованным треугольником. Такое движение колеса условимся называть устойчивым',
б) кривая перемещения колеса имеет нисходящую ветвь, т.е. колесо продолжает двигаться при снижении действующей на него силы. На этом участке дополнительная сила Д/’<0 выполняет отрицательную работу, т.е. произведение Д/^ДхсО. Такое движение колеса будем называть неустойчивым',
в) с увеличением действующей на колесо силы перемещение колеса уменьшается, при этом также ДТ'-ДхсО. Этот случай противоречит закону сохранения энергии, позволяя "бесплатно” извлекать полезную работу.
Очевидно, что только первый из этих случаев соответствует перемещению реальных опорных устройств транспортных систем. Таким образом, будут справедливы следующие утверждения:
1. В процессе нагружения дополнительные силы производят положительную работу.
2. За весь цикл дополнительного нагружения и разгрузки добавочные силы выполняют положительную работу, если имели место квазипласти-ческие перемещения.
Из физики работы опор экипажа следует, что движение опоры, как механической системы носит чисто диссипативный характер, поэтому для него будет справедлив принцип максимума диссипации механической энергии [24], согласно которому диссипация на истинных скоростях движения всегда максимальна по сравнению с диссипацией на этих скоростях, но с любой другой нагрузкой, допускаемой контуром нагружения.