Оценка динамической нагруженности несущих конструкций автомотрис

• Автор: Гончаров, Дмитрий Игоревич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Применяемые конструкции автомотрис
1.2 Обзор методов прочностных расчетов
1.3 Обзор исследований в области динамики подвижного состава
1.4 Экспериментальные исследования динамики и прочности подвижного состава
1.5 Постановка цели и задач исследования
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
АВТОМОТРИСЫ
2.1 Описание объекта исследования
2.2 Создание твердотельной динамической модели автомотрисы
2.3 Формирование расчетных неровностей пути
2.4 Оценка адекватности разработанных динамических моделей автомотрисы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАБОТЫ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ НА ДИНАМИЧЕСКУЮ НАГРУЖЕННОСТЬ НЕСУЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ КУЗОВА АВТОМОТРИСЫ
3.1 Обоснование необходимости учета эффекта Зоммерфельда при исследовании динамической погруженности несущей конструкции кузова автомотрисы
3.2 Ограничения, приншшемые при моделировании взаимодействия силовой установки с несущей конструкцией кузова автомотрисы
3.3 Разработка математической модели взаимодействия силовой установки с несущей конструкцией кузова автомотрисы
3.4 Оценка динамической погруженности несущей конструкции
автомотрисы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СВАРНОЙ НЕСУЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ КУЗОВА АВТОМОТРИСЫ
4.1 Оценка динамического напряженно-деформированного состояния несущей конструкции кузова автомотрисы
4.2 Анализ усталостной долговечности наиболее нагруженных сварных соединений кузова автомотрисы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. В современных экономических условиях для обеспечения безопасности железнодорожного движения, обслуживания пути, железнодорожных перевозок пассажиров и бригад специалистов на малонагруженных не электрифицированных линиях целесообразно использовать автомотрисы. Достоинством данного вида подвижного состава является экономичность, универсальность, надежность и приспособленность к использованию в качестве платформ для специализированных лабораторий и транспортных комплексов.
Особенностью несущей конструкции подобного подвижного состава является восприятие дополнительных динамических нагрузок, возникающих вследствие работы силовой установки и специализированного бортового оборудования, а также наличие значительного количества вырезов, ослабляющих несущую конструкцию, но необходимых для размещения и обслуживания данного оборудования.
В настоящее время на отечественном рынке подвижного состава представлено незначительное количество подобных конструкций. Одной из причин этого является отсутствие опыта в проектировании автомотрис и оценке динамической нагруженности и надежности их несущих конструкций.
Актуальной проблемой при проектировании является решение задач по сокращению сроков и минимизации материальных затрат за счет активного внедрения в процесс проектирования методов компьютерного моделирования, позволяющих на ранних стадиях создания подвижного состава с достаточной степенью надежности прогнозировать его параметры и в случае необходимости принимать обоснованные решения по их корректировке. Методы компьютерного моделирования значительно сокращают затраты на создание подвижного состава за счет уменьшения объема необходимых дорогостоящих натурных испытаний и объемов работ, связанных с доработкой опытных образцов. Получение положительного эффекта от использования методов моделирования при проектировании возможно только при обеспечении жесткого контроля достоверности получаемых результатов на основе данных натурных экспериментальных исследований.

Тяговое усилие от силовой установки подается на электродвигатели далее через упругие муфты на одноступенчатые редукторы с прямозубыми зубчатыми колесами затем на оси колесных пар. От колесных пар через буксовые ступени подвешивания усилие передается на рамы тележек далее через поводки центральной ступени подвешивания на надрессорные брусья. От надрессорных брусьев через шкворни и одетые на них резиновые амортизаторы (рисунок 2.7), внутрь которых завал ьцованы пружины, тяговое усилие передается на пятники. Пятники запрессовываются на верхний конец шкворней весом брутто кузова автомотрисы.
Рисунок 2.7 - Шкворневой узел Рабочее торможение вагона осуществляется колодочным тормозом. На каждой тележке располагаются рычажная передача и два тормозных цилиндра.
2.2 Создание твердотельной динамической модели автомотрисы
В соответствии с результатами анализа, проведенного в первой главе в качестве метода исследования динамической нагруженности несущей конструкции кузова автомотрисы принято твердотельное математическое моделирование. В качестве инструмента для исследований используется программный комплекс моделирования динамики систем тел «Универсальный механизм» [99].
Программный комплекс «Универсальный механизм» (ВГМ) предназначен для автоматизации процесса исследования механических объектов, которые можно представить в виде системы абсолютно твердых тел, связанных с помощью кинематических и силовых элементов. В комплексе реализованы