Электрогидроимпульсный стенд для динамических испытаний вагонов

• Автор: Колосовская, Нинель Алексеевна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Глава 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИСПЫТАНИЯ ВАГОНОВ И

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОГИДРОИМПУЛЬСНОМУ

ЭФФЕКТУ

1Л Испытания вагонов

1.2 Методы реализации электрогидроимпульсного эффекта

1.3 Математические модели электрогидроимпульсных процессов

1.4 Электрогидроимпульсная установка

1.4Л Генераторы импульсных токов

1.4.2 Г енераторы импульсных напряжений

1.4.3 Высоковольтные импульсные конденсаторы

1.4.4 Коммутирующие устройства

1.4.5 Разрядная камера
1.4.6 Рабочий промежуток
1.4.7 Рабочая жидкость
Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
ЭЛЕКТРОГИДРОИМПУЛЬСНЫХ ПРОЦЕССОВ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ ДЕЙСТВИЕМ ПАРОГАЗОВОЙ ПОЛОСТИ
2.1 Оценка параметров системы получения импульсно-периодических механических нагрузок с передаваемым механическим импульсом
(2-4)х 105 Н-м на основе электрогидравлического эффекта
2.2 Описание модели
Глава 3. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Расчет схемы нагружения при изначальном контакте штока с
вагоном
3.2 Расчет схемы разрядной камеры с двойной перегородкой

3.3 Расчет схемы нагружения с промежуточной массой поршня
3.4. Оценка возможности создания источника ударных воздействий
Глава 4.ИССЛЕДОВАНИЯ СИЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
УДАРНОЙ ВОЛНЫ
4.1. Математическая модель ударных процессов в жидкости
4.2. Исследование влияния напряжения на характеристики электрогид-роимпульсного процесса
4.3. Исследование влияния индуктивности и емкости разрядного контура на характеристики электрогидроимпульсного процесса
4.4. Исследование влияния длины межэлектродного промежутка на характеристики электрогидроимпульсного процесса
4.5 Конструктивные решения для отвода ударной волны от поршня
Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ХАРАКТЕРИСТИК НА МОДЕЛИ УДАРНОГО ЭЛЕКТРОГИДРОИМПУЛЬСНОГО СТЕНДА

5.1. Обоснование достоверности результатов экспериментальных исследований и определение требуемых значений параметров экспериментальной установки
5.2. Разработка конструкции и изготовление модели электрогидроим-пульсной установки
5.3. Экспериментальное исследование силовых характеристик
Заключение
Литература
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Вагоны на железнодорожном транспорте являются ключевым звеном, так как они выполняют главную роль в перевозке грузов и пассажиров. При создании новых железнодорожных вагонов, определении индивидуального срока эксплуатации вагонов существует необходимость в проведении динамических испытаний для получения достоверной информации о техническом состоянии вагона. К такому типу испытаний, в частности, относятся испытания на соударение вагонов и испытания на ограниченный ресурс. Для проведения этих испытаний в настоящее время используются стенды-горки, которые представляют собой горизонтальный рельсовый путь, состыкованный с наклонным участком длиной ~ 45 м, на который поднимают с помощью лебедки вагон-боек. Стенд-горка занимает большую площадь, что делает затруднительным его сооружение в пределах вагоноремонтных заводов, вагонных депо, на производственных площадях небольших компаний-перевозчиков, возникновение которых является характерной чертой проводимой реформы железнодорожного транспорта РФ.
Регулировка силы соударения на стенде-горке производится путем изменения высоты спуска вагона-бойка. Погрешность получения силы требуемого значения по нормативным данным составляет не менее 3%, в реальных условиях погрешность достигает 10%.
Одним из возможных путей решения проблемы является создание стенда, аналогичного по характеру воздействия на испытуемые вагоны со стендом-горкой, но лишенного перечисленных недостатков. Здесь сила механического воздействия на автосцепку испытуемого вагона получается с помощью импульсных гидродинамических сил, которые возникают при электрическом разряде в жидкости (электрогидроимпульсный эффект - эффект Ют-кина), с последующей передачей указанных сил посредством поршня на автосцепку испытуемого вагона.

Сечение рассеяния на ионах есть ае1=6пЬ21пЛ, где Ь - прицельное расстояние, определяемое по формуле:
и- 0 (2.12)
Мпе^кТ
где £() - диэлектрическая постоянная, Л - параметр кулоновского логарифма
{Л=рг/Ь, здесь р£, = № - дебаевский радиус, х - степень ионизации, п -У хпе0
концентрация частиц).
Рис. 2.3. Электродный узел электрогидроимпульсной системы
Степень ионизации х и электропроводность рассчитывается с учетом сложного атомного состава плазмы, учитывая, что для воды (Н20) 2/3 частиц плазмы атомы и ионы водорода, 1/3 - атомы и ионы кислорода. Степень ионизации рассчитывается с помощью системы уравнений Саха:

хтЪа1х1
—^ = Лт, Щ=1 ..Д (2.13)
1-хт