Влияние реальных скольжений колеса по рельсу на взаимодействие пути и подвижного состава

• Автор: Загитов, Эльдар Данилович
• Шифр специальности: 05.22.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. ОБЗОР РАБОТ, ПОСВЯЩЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЮ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСА И РЕЛЬСА ПРИ КАЧЕНИИ.

1Л. Теоретические исследования.

1.1.1. Детерминированные модели с разделением пятна контакта на

области сцепления и скольжения.

1Л .1.1. Модель Ф.Картера

1.1.1.2. Модель К.Л.Джонсона П. Д.Вермюлена

1Л .1.3. Модель Хейнса Оллертона.

1Л.1.4. Модель Дж.Дж.Калкера

1Л .2. Стохастические модели с разделением пятна контакта на области сцепления и скольжения
1Л.З. Детерминированные модели без разделения пятна контакта на
области сцепления и скольжения.
1Л .3.1. Модель Г.Бафлера
1.1.3.2. Модель Ф.Фредерика
1Л.З.З. Модель А.Я.Когана.
1.1.3.4. Исследования Ю.М.Лужнова и С.А.Соловьева
1.2. Экспериментальные лабораторные исследования.
1.2.1. Эксперименты с полимерными телами.
1.2.2. Эксперименты с металлическими катками и роликами
1.2.3. Эксперименты на Катковых стендах с натурным экипажем
1.3. Экспериментальные эксплуатационные исследования.
Выводы по главе 1
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СКОРОСТИ
ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЯ, ОБУСЛОВЛЕННОЙ НЕУПРУГИМИ ДЕФОРМАЦИЯМИ
2.1. Экспоненциальная аппроксимация
2.2. Эллиптическая аппроксимация. Аналитический метод построения кривых крипа
Выводы по главе 2. .
3. БОКОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ ЭКИПАЖА С УЧЕТОМ
РЕАЛЬНЫХ СКОЛЬЖЕНИЙ КОЛЕСА ПО РЕЛЬСУ И ПРОДОЛЬНЫХ СЖИМАЮЩИХ СИЛ В ПОЕЗДЕ.
3.1. Определение сил трения
3.2. Уравнения боковых колебаний экипажа с учетом продольных
сил в поезде
3.3. Составление уравнений вписывания экипажа в кривую.
3.4. Анализ устойчивости движения экипажа
3.5. Стационарные боковые колебания экипажа при его устойчивом
движении
3.6. Нестационарнопериодические колебания экипажа при его неустойчивом движении.
3.7. Определение вертикального износа рельсов и проката колес
Выводы по главе 3.
4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ РЕАЛЬ
НЫХ СКОЛЬЖЕНИЙ КОЛЕСА ПО РЕЛЬСУ И ПРОДОЛЬНЫХ СЖИМАЮЩИХ СИЛ В ПОЕЗДЕ НА ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПУТИ И ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
4.1 Влияние степени поверхностного увлажнения рельсов на взаимодействие пути и подвижного состава
4.2. Влияние продольных сжимающих сил в поезде на направляющие силы при движении экипажа в круговой кривой
Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Джонсона -. К.Л. Джонсон обобщил плоскую теорию Ф. Картера на трехмерный случай качения двух сфер, т. Это является первой работой, в которой предложена нелинейная теория контакта качения. В [] К. Л. Джонсоном предложена теория спина. Впоследствии К. Л. Джонсон и П. Д. Вермюлен разработали нелинейную теорию для эллиптического контакта качения []. В контакте качения область сцепления имеет форму эллипса, подобного эллипсу контакта качения (см. З.). Эллипс контакта качения и эллипс области сцепления имеют одну точку касания на набегающем крае. Следует отметить, еще в работе [] К. Л. Джонсон обратил внимание что в заштрихованных областях (см. В защиту своей теории К. Л. Джонсон и П. Д. Вермюлен провели эксперименты и получили расхождение с теоретическими данными результирующей силы крипа не превышает %. Рис. Разделение пятна контакта по К. Л. Джонсону и П. Д.Дж. Хейнс и Е. Оллертон [, ] предложили для случая чистого продольного крипа с эллиптической формой контакта, вытянутой в поперечном направлении, так называемую теорию полос. Поставив эксперименты с полимерными материалами и используя метод фотоупругости, Д. Дж. Хейнс и Е. Оллертон установили, что при таких условиях качения область сцепления имеет лимонообразную форму и прилегает к дуге набегающего края (см. Согласно предложенной Д. Дж. Хейнсом и Е. Оллертоном теории, область контакта делилась на ряд полос, параллельных направлению качения, и к каждой полосе применялось решение Ф. Картера. Взаимным влиянием полос друг на друга пренебрегалось. Значит, для каждого постоянного значения у имеет место свое распределение касательных усилий, независимое от решений в других сечениях (см. Рис. Пятно контакта, вытянутое в поперечном направлении, принятое в модели Д. Дж. Хейнса - Е. Оллертона [6]. Рис. В связи с тем, что в модели Д. Дж. Хейнса - Е. Оллертона пятно контакта принималось вытянутым в поперечном направлении и рассматривался только продольный крип, она нашла ограниченное применение в исследованиях динамики железнодорожных экипажей. Развитие теории полос нашло отражение в работах Дж. Холдинга [] и Дж. Дж. Калкера []. Модели Дж. Дж. В работе [] Дж. Дж. Калкер обобщил теорию полос, рассматривая задачу взаимодействия колеса и рельса при качении с учетом продольного крипа сх, поперечного крипа (у и спина ? С помощью обобщенной Дж. Дж. Калкером теории полос было определено разделение пятна контакта на области сцепления и скольжения для различных условий (см. Рис. Разделение пятна контакта на области скольжения и сцепления по расчетам Дж. Дж. Калкера [2]: а) простой крип; б) простой спин; в) спин и поперечный крип; г) спин и продольный крип; д) обобщенный случай; е) простой спин (большой). Такое разделение пятна контакта подтверждается опытами с полимерными и прозрачными телами С. Пуна [], Е. Оллертона [] и Ли []. Установка разработанная Е. Оллертоном представляет собой резиновый эллипсоид вращения, закрепленный на оси, и пластины из перпекса, к которой он прижимается. К оси прикладывается момент и ось и пластинка перемещаются так, чтобы эллипсоид перекатывался по пластине. Через пластинку можно наблюдать разделение пятна контакта. Теория полос даже после обобщения ее Дж. Дж. Калкером не нашла широкого внедрения, ввиду того, что была применима для пятен контакта, вытянутых в поперечном направлении, и для малых поворотных крипов. В [3, ] Дж. Дж. Калкер представил теорию взаимодействия колеса и рельса при качении, основанную на вариационных подходах и численной реализации с разбиением пятна контакта на сетку элементов. Теория была реализована в программах DUVOROL и CONTACT. Результаты расчетов с помощью этих программ показали хорошую сходимость с экспериментальными данными, полученными К. Л. Джонсоном со сферой из упругого материала (см. Поэтому они не были интегрированы в модели взаимодействия пути и подвижного состава. На рис. Дж. Дж. Калкером. А. Гилхрист [] показал, что различия в экспериментальных данных вызваны наличием загрязнения на поверхностях контакта. На рис. N - нормальная нагрузка.