Разработка экипажной части скоростного пассажирского электровоза с асинхронным тяговым приводом

• Автор: Андрющенко, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Перспективы выпуска пассажирских электровозов с АТП

1.2 Основные проблемы создания ходовой части электровозов с асинхронным тяговым приводом

1.3 Анализ работ в области динамики и прочности электрического подвижного состава

1.4 Анализ программного обеспечения для моделирования динамики и расчетов на прочность подвижного состава

1.5 Постановка задач исследований

ГЛАВА 2. КОНЦЕПЦИЯ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ХОДОВОЙ ЧАСТИ

СКОРОСТНОГО ПАССАЖИРСКОГО ЭЛЕКТРОВОЗА С АСИНХРОННЫМ ТЯГОВЫМ ПРИВОДОМ

2.1 Требования к ходовой части скоростного пассажирского электровоза, определяемые применением АТП
2.2. Обоснование выбора осевой формулы скоростного пассажирского электровоза с АТП
2.3 Выбор и обоснование конструктивных решений колесномоторного блока скоростного пассажирского электровоза с АТП
2.4 Выводы по главе
ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ ХОДОВОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОВОЗА

3.1 Компьютерные модели различных вариантов конструкции 59 экипажной части электровозов
3.2 Формальный метод Ньютона-Эйлера (синтез дифференциаль- 63 ных уравнений движения системы твердых тел)
3.3 Массо-инерционные характеристики тел, входящих в состав 68 расчетной схемы ходовой части электровоза
3.4 Силовое взаимодействие тел, входящих в модель 70 ходовой части электровоза
3.5 Моделирование взаимодействия колеса и рельса
3.6 Критерии оценки воздействия на путь и динамики экипажей
3.7 Критерии оценки устойчивости движения экипажей 84 в прямых участках пути
3.8 Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. ВЫБОР ОСЕВОЙ ФОРМУЛЫ ЭКИПАЖНОЙ
ЧАСТИ ШЕСТИОСНОГО СКОРОСТНОГО ПАССАЖИРСКОГО ЭЛЕКТРОВОЗА
4.1 Постановка задачи
4.2 Моделирование движения электровозов с осевой формулой 88 2о-2о-2о и Зо-Зо
4.2.1 Движение по прямому участку пути
4.2.2 Движение в кривых участках пути
4.2.2.1 Движение в кривой радиусом 350 м
4.2.2.2 Движение в кривой радиусом 650 м
4.2.2.3 Движение в кривой радиусом 1000 м
4.2.2.4 Движение в кривой радиусом 1500 м
4.2.3 Движение по стрелочному переводу Р65 1/11
4.3 Выводы по главе 4

ГЛАВА 5. СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ КОМПЬЮ- 112 ТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И РЕЗУЛЬТАТОВ ХОДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОВОЗА ЭП20. СОПОСТАВЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ЭЦ10 И ЭП
5.1 Постановка задачи
5.2 Сравнение результатов компьютерного моделирования и ре- 112 зультатов ходовых испытаний электровоза ЭП
5.3 Сопоставление результатов ходовых испытаний электровозов 121 ЭП10иЭП
5.4 Проверка устойчивости движения колесных пар при высоких 125 скоростях движения
5.5 Выводы по главе 5
ГЛАВА 6. ОЦЕНКА УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ РАМЫ
ТЕЛЕЖКИ НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СТЕНДОВЫХ И ХОДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ
6.1 Постановка задачи
6.2 Конструктивные особенности рамы тележки
6.3 Оценка усталостной прочности рамы тележки при помощи 134 конечно-элементной модели
6.4 Оценка усталостной прочности рамы тележки на стенде
6.5 Оценка усталостной прочности рамы по результатам динами- 140 ко-прочностных испытаний
6.6 Выводы по главе 6
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Программный комплекс "Универсальный механизм", разработанный под руководством проф. Д.Ю. Погорелова, признан специалистами как надежный и эффективный инструмент моделирования движения железнодорожных экипажей. С его помощью было выполнено значительное число работ посвященных исследованиям и оптимизации динамических качеств железнодорожных экипажей [8, 9, 11, 23, 25, 30, 36, 38, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47,]. Поэтому для исследования взаимодействия экипажной части шестиосного скоростного пассажирского электровоза применен модуль UM Loco программного комплекса УМ.
1.5 Постановка задач исследований
В соответствии с перспективами развития железнодорожного транспорта страны, которые определены в «Стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года № 877-р», утвержденной правительством 17 июня 2008 г., перед отечественными железными дорогами стоит задача создания локомотивов нового поколения с АТП, в том числе высокоскоростных пассажирских электровозов с конструкционной скоростью 200 км/ч с улучшенными характеристиками динамики и воздействия на путь. Для решения этой задачи требуется использование современного подхода к проектированию с широким применением высокоэффективной вычислительной техники и современного программного обеспечения.
Целью работы является разработка экипажной части скоростных пассажирских электровозов с асинхронным тяговым приводом, что позволит, на основе накопленного опыта и применения современных достижений в области динамики сложных механических систем, прочностных расчетов и компьютерного моделирования, значительно улучшить их техникоэкономические и эксплуатационные показатели.
Поставленная цель требует последовательного решения следующих основных задач: