Влияние конструктивных схем и параметров тележек на устойчивость, ходовые качества и нагруженность грузовых вагонов

Влияние конструктивных схем и параметров тележек на устойчивость, ходовые качества и нагруженность грузовых вагонов

Автор: Орлова, Анна Михайловна

Шифр специальности: 05.22.07

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2008

Место защиты: Санкт-Петербург

Количество страниц: 403 с. ил.

Артикул: 4392213

Автор: Орлова, Анна Михайловна

Стоимость: 250 руб.

Влияние конструктивных схем и параметров тележек на устойчивость, ходовые качества и нагруженность грузовых вагонов  Влияние конструктивных схем и параметров тележек на устойчивость, ходовые качества и нагруженность грузовых вагонов 

1. Введение
2. Состояние вопроса, обзор работ, постановка задач исследования
2.1 Систематизация динамических явлений при движении и критериев оценки динамического поведения рельсовых экипажей
2.2 Анализ опыта математического моделирования движения рельсовых экипажей
2.2.1 Первые модели движения колесной пары по рельсовому пути
2.2.2 Моделирование контактного взаимодействия между колесом и рельсом
2.2.3 Современные представления о движении колесной пары по рельсовому пути
2.2.4 Исследование движения рельсовых экипажей на линеаризованных моделях
2.2.5 Исследование движения рельсовых экипажей по прямым участкам пути на нелинейных моделях
2.2.6 Исследование движения рельсовых экипажей по криволинейным участкам пути
2.2.7 Дополнительные задачи, связанные с исследованием движения экипажей на нелинейных моделях
2.3 Обзор методов выбора силовых характеристик подвешивания рельсовых экипажей для улучшения их динамического поведения
2.4 Анализ опыта по созданию конструктивных решений подвешивания тележек грузовых вагонов
2.4.1 Телеэски с нежесткой в плане рамой
2.4.2 Тележки с жесткой рамой и одноступенчатым подвешиванием
2.4.3 Тележки с жесткой рамой и двухступенчатым подвешиванием
2.4.4 Тележки с дополнительными межосевыми связями
2.5 Постановка задач исследования
3. Разработка иерархическиитерациопного метода выбора параметров и конструктивных решений подвешивания тележек грузовых вагонов
3.1 Систематизация основных стадий проектирования ходовых частей
3.2 Разработка альтернативных конструктивных схем тележек на основе статистического анализа и введенной классификации
3.2.1 Статистический анализ конструктивных схем тележек грузовых вагонов и их узлов
3.2.2 Особенности конструктивной схемы тележки с жесткой рамой и одноступенчатым буксовым подвешиванием
3.2.3 Особенности конструктивных схем и классификация тележек с нежесткой в плане рамой
3.3 Предварительный отбор конструктивных схем тележек на основе анализа экономической и технической ситуации. Разработка типажа тележек с нежесткой в плане рамой
3.4 Классификация математических моделей движения грузовых вагонов, узлов и компонентов ходовых частей, положенная в основу иерархическиитерационного метода
3.5 Иерархическиигерационный метод анализа динамического поведения, выбора параметров и конструктивных решений подвешивания тележек грузовых вагонов
3.5.1 Основные положения И ИМ
3.5.2 Последовательность выбора параметров и конструктивных решений подвешивания тележек с нежесткой в плане рамой
3.5.3 Последовательность выбора параметров и конструктивных решений одноступенчатого подвешивания тележек с жесткой рамой
3.6 Организация последовательности расчетноэкспериментальной проверки ходовых качеств вагона и отработки конструкций подвешивания, выбранных ИИМ
3.7 Выводы по главе 3
4. Уточнение моделей движения рельсовых экипажей, обосновывающих
последовательность выбора параметров подвешивания иерархическиитерационным методом
4.1 Уточнение уравнений движения колесной пары по рельсам
4.1.1 Предположения, принятые в модели
4.1.2 Кинематические соотношения
4.1.3 Уравнения двиясеиия колесной пары с учетом гипотезы псевдоскольжения
4.1.4 Происхождение слагаемых, аналогичных крипу спина
4.1.5 Исследование влияния параметров колесной пары на ее устойчивость при свободном движении
4.1.6 Сравнение линейных моделей движения колесной пары в рельсовой колее на примере исследования устойчивости движения двухосной тележки с жесткой рамой и буксовым подвешиванием
4.2 Исследование движения группы из двух колесных пар, соединенных межосевыми связями. Предварительный анализ конструктивных схем
тележек в плане
4.2.1 Линеаризованные модели движения группы из двух колесных пар, соединенных межосевыми связями
4.2.2 Влияние межосевых связей на формы колебаний тележки в плане
4.2.3 Изгибная и сдвиговая жесткость тележек с нежесткой а плане рамой и межосевыми связями
4.2.4 Зависимость критической скорости и фактора износа от изгибной и сдвигово й жест кост и тележки
4.3 Исследование движения вагона с различными конструкциями связей тележек с кузовом. Предварительный анализ конструктивных схем
боковых скользунов
4.3.1 Линеаризованная модель движения вагона
4.3.2 Нелинейная модель движения вагона в кривой
4.3.3 Влияние связи кузова с тележкой ни формы колебаний и критическую скорость вагона
4.3.4 Влияние связи кузова с тележкой па коэффициент запаса устойчивости от схода колеса с рельса в кривой
4.4 Выводы по главе 4
5. Применение иерархическиитерационного метода к выбору
параметров и конструктивных решений подвешивания в тележках с
нежесткой в плане рамой
5.1 Формулировка основных технических требований к тележке
5.2 Разработка качественной и функциональной моделей движения грузового вагона
5.3 Разработка компонентных моделей узла упругой связи колесной пары с боковой рамой
5.3.1 Компонентная модель упругой связи колесной пары с боковой рамой с шевронными амортизаторами
5.3.2 Компонентная модель упругой связи колесной пары с боковой рамой с амортизаторами в форме сектора цилиндра
5.4 Разработка компонентных моделей центрального подвешивания с фрикционным клиновым гасителем колебаний
5.4.1 Характеристика сопротивления тележки забеганию боковых рам для подвешивания с фрикционными клиньями с пространственной наклонной поверхностью
5.4.2 Характеристика сопротивления тележки забеганию боковых рам для подвешивания с фрикционными клиньями с плоской наклонной поверхностью
5.4.3 Погруженность контактных поверхностей фрикционных клиньев
5.4.4 Уточнение коэффициента относительного трения фрикционного гасителя колебаний для билинейного подвешивания и с учетом износа поверхностей клина
5.5 Предварительный выбор параметров подвешивания с использованием модели качественного поведения вагона
5.6 Уточнение рациональных параметров подвешивания с использованием функциональной модели движения вагона
5.6.1 Оценка рациональных диапазонов параметров подвешивания по показателям ходовых качеств вагона при движении по прямой
5.6.2 Уточнение рациональных диапазонов параметров подвешивания по показателям ходовых качеств вагона при движении в кривой
5.7 Оценка возможности реализации рациональных параметров упругой связи колесной пары с боковой рамой с использованием компонентных моделей
5.7.1 Упругая связь колесной пары с боковой рамой с шевронными амортизаторами
5.7.2 Упругая связь колесной пары с боковой рамой с амортизаторами в форме сектора цилиндра
5.8 Оценка возможности реализации рациональных параметров центрального подвешивания с использованием компонентных моделей
5.8.1 Подвешивание тележки, оборудованное фрикционным гасителем колебаний с
пространственной конфигурацией наклонной поверхности клиньев
5.8.2 Подвешивание тележки, оборудованное фрикционным гасителем колебаний с клиньями с тоской наклонной поверхностью
5.8.3 Оценка коэффициента относительного трения в фрикционном клиновом гасителе колебаний
5.9 Выводы по главе 5
6. Применение иерархическиитсрационного метода к выбору параметров и конструктивных решений одноступенчатого буксового подвешивания в тележках с жесткой рамой
6.1 Формулировка основных технических требований к тележке
6.2 Разработка качественной и функциональной моделей движения грузового вагона
6.3 Разработка компонентных моделей буксового подвешивания
6.3.1 Компонентная модель подвешивания с рычажным гасителем колебаний
6.3.2 Компонентная модель подвешивания с фрикционным клиновым гасителем колебаний
6.3.3 Компонентная модель подвешивания с резинометаллическими направляющими
6.4 Предварительный выбор параметров подвешивания с использованием модели качественного поведения вагона
6.4.1 Оценка рациональных диапазонов параметров по критерию устойчивости движения вагона
6.4.2 Оценка рациональных диапазонов параметров по критерию демпфирования форм колебаний вагона
6.5 Уточнение рациональных параметров подвешивания с использованием функциональной модели движения вагона
6.6 Оценка возможности реализации рациональных параметров с использованием компонентных моделей
6.6.1 Схема подвешивания с поводковой направляющей
6.6.2 Схема подвешивания с рычажным гасителем колебаний
6.6.3 Схема подвешивания с фрикционным клиповым гасителем колебаний
6.6.4 Схема подвешивания срезиномсталлическими направляющими
6.6.5 Сравнительный анализ схем подвешивания
6.7 Выводы по главе 6
7. Экспериментальная проверка ходовых качеств вагона и отработка выбранных ИИМ конструктивных решений подвешивания тележек с нежесткой в плане рамой
7.1 Особенности конструктивных решений тележек
7.1.1 Тележка модели
7.1.2 Тележка модели
7.2 Экспериментальная проверка ходовых качеств вагона по результатам испытаний макета тележки модели
7.2.1 Результаты ходовых динамических испытаний
7.2.2 Сравнение показателей ходовых качеств, полученных по результатам расчета и эксперимента
7.3 Экспериментальная отработка полиуретанометаллических амортизаторов буксового подвешивания
7.3.1 Определение силовых характеристик амортизаторов
7.3.2 Оценка погруженности амортизаторов при движении вагона
7.3.3 Определение кривой усталости и оценка ресурса амортизаторов
7.3.4 Совершенствование конструкции амортизаторов
7.4 Совершенствование фрикционного клинового гасителя колебаний центрального подвешивания
7.4.1 Определение характеристики сопротивления тележки забеганию боковых рам
7.4.2 Определение коэффициента относительного трения в подвешивании и оценка его достаточности для демпфирования вертикальных колебаний
7.4.3 Оценка погруженности фрикционных клиньев при движении вагона
7.4.4 Оценка ресурса упругих накладок на наклонных поверхностях клина по результатам стендовых испытаний
7.4.5 Совершенствование конструкции фрикционного клипового гасителя колебаний
7.5 Выводы по главе 7
8. Экспериментальная проверка ходовых качеств вагона и разработка рекомендаций по совершенствованию конструктивного решения буксового подвешивания тележки с жесткой рамой
8.1 Особенности конструктивного решения тележки модели Р.0
8.2 Оценка силовых характеристик подвешивания, реализованных в тележке
8.2.1 Определение упругих характеристик подвешивания
8.2.2 Определение демпфирующих характеристик подвешивания
8.2.3 Оценка силовых характеристик подвешивания
8.3 Расчетная и экспериментальная оценка показателей ходовых качеств вагона
8.4 Разработка рекомендаций по совершенствованию подвешивания тележки
8.5 Выводы по главе 8
9. Заключение
Список использованных источников


В случае взаимодействия колес и рельсов с реалистичными профилями возникают ситуации, когда предположение о малости пятна контакта принимаемое в основанных на теории Герца моделях взаимодействия колес и рельсов перестает быть справедливым. В кривых и не только между колесом и рельсом часто возникают ситуации двухточечного контакта. Программа Калкера позволяет рассчитывать силы крипа для неэллиптических и множественных пятен контакта в условиях стационарного и нестационарного движения, для упругих и вязкоупругих тел, 9, 4, однако, как отмечалось ранее, обладает низким быстродействием. В связи с этим, развивались упрощенные методы, которые можно разбить на две группы. Первый подход замена неэллиптического пятна контакта несколькими эллипсами разработан Паскалем, 5. Другие методы основываются на расчете взаимного проникновения контактирующих профилей и принадлежат Кику и Пиотровски, 1, Айассу и Чоллей, 0. В России работы по моделированию контакта колес с рельсами проводились Г. П. Бурчаком, Коссовым, Л. А. Манашкиным, В. Д. Хусидовым. Так, например, при линеаризованном описании контакта колеса с рельсом, рассмотрение нелинейности характеристик подвешивания не рационально. Далее в разделах рассмотрены основные типы моделей рельсовых экипажей, разработанные для них алгоритмы вычисления показателей, характеризующих динамическое поведение, и полученные результаты. С точки зрения линеаризованных моделей потеря устойчивости движения одиночной колесной пары с заданной горизонтальной жесткостью буксового подвешивания представляет собой бесконечный рост амплитуды колебаний. При расчете зависимости амплитуды колебаний колесной пары от скорости движения на нелинейной модели учтено насыщение зависимости сил крипа от псевдопроскальзывания и нелинейность геометрии профиля колеса получается картина, представленная на рис. Рис. Е, то постепенно в системе устанавливаются колебания с амплитудой Е. Таким образом, с точки зрения динамики нелинейных систем. Зачастую при моделировании, 4, возникают предельные циклы с субкритическими амплитудами, то есть с амплитудами значительно меньшими, чем зазор в рельсовой колее. Это не позволяет для определения критической скорости использовать только условие существования предельного цикла. Система уравнений движения колесной пары с линейным буксовым подвешиванием, учитывающая нелинейность геометрии контакта колеса и рельса и зависимости сил крипа, относится к системам со слабыми нелинейностями, 2. При добавлении в систему сухого трения в буксовом подвешивании она переходит в класс с сильными нелинейностями, реакция которых на возмущения может быть довольно произвольной. То есть реакция является детерминированной, но очень чувствительной к изменению начальных условий. Такие движения современная нелинейная динамика относит к хаотическим 2. Их исследованиям в железнодорожных экипажах посвящены работы Труе и др. Современные представления о движении колесной пары лежат в основе методов исследования динамического поведения рельсовых экипажей на нелинейных моделях. Линеаризованные модели рельсовых экипажей в первую очередь отличаются линейным описанием взаимодействия колес и рельсов, то есть поверхности катания колес принимаются коническими, взаимодействие с рельсами одноточечным, зависимость сил крина от превдопроскальзываний линейной с постоянными коэффициентами. Характеристики подвешивания также линеаризуются в окрестности положения статического равновесия экипажа. Относительные перемещения между частями экипажа считаются малыми, продольное перемещение экипажа обычно кузова вдоль оси пути принимается в качестве циклической координаты то есть рассматривается движение с постоянной скоростью, которая выступает в качестве параметра. Такой подход называют описанием движения экипажа в отсчетной системе координат. Результаты, полученные на линеаризованных моделях, распространяются только на колебания с малыми амплитудами и дают качественную, а не количественную картину явлений извилистого движения и вынужденных колебаний. При этом роль линеаризованных моделей важна для понимания физического смысла этих явлений, общей зависимости показателей ходовых качеств от параметров экипажа геометрических, инерционных, упруго демпфирующих.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.284, запросов: 238