Автоматическое регулирование процесса демпфирования колебаний пассажирских вагонов

• Автор: Скачков, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Анализ современного состояния работ по демпфированию

колебаний подвижного состава железнодорожного транспорта. Постановка

задач исследования. Допущения и ограничения

1.1 Историческая справка о развитии и становлении научных основ исследований динамики и демпфирования колебаний железнодорожных экипажей.
1.2 Современное состояние проблем но серийной системе демпфированию колебаний пассажирских вагонов

1.3 Выбор цели и постановка задач исследования

1.4 Допущения и ограничения.

Глава 2. Исследование эффективности существующей системы демпфирования вертикальных колебаний пассажирского вагона.

2.1 Выбор базового вагона.

2.2 Разработка математической модели вертикальных колебаний пассажирского вагона
2.3 Методики оценки эффективности системы демпфирования колебаний вагона
2.4 Исследование эффективности системы демпфирования, содержащей вертикальные гасители центрального подвешивания с постоянными
параметрами сопротивлений.
Выводы по главе 2.
Глава 3. Разработка и исследование системы демпфирования вертикальных колебаний пассажирского вагона с автоматической регулировкой ее
параметров
3.1 Функция управления параметрами демпфирования
3.2 Подготовка к исследованиям математической модели вертикальных колебаний вагона с переменными параметрами демпфирования
3.3 Исследование систем демпфирования с переменными параметрами. Определение требуемого алгоритма изменения параметров сопротивления демпферов для достижения повышенного комфорта пассажирских вагонов.
3.4 Оценка эффективности систем демпфирования с автоматической подстройкой его параметров
3.5 Разработка визуализированного комплекса программ расчета параметров системы демпфирования вертикальных колебаний пассажирского ваг она. Выводы по главе 3.
Глава 4. Разработка предложений по конструкции системы демпфирования вертикальных колебаний кузова пассажирского вагона с автоматическим регулированием ее параметров
4.1 Характеристики известных систем демпфирования. Анализ недостатков существующих демпферов
4.2 Предложения по модернизации уплотнения штока гидродемпфера
4.3 Усовершенствование клапанной системы демпферов
4.4 Разработка конструкции гидродемпфера с ручной настройкой рабочих параметров
4.5 Разработка для пассажирского вагона системы демпферов с
автоматической регулировкой их параметров.
Выводы по главе 4.
Глава 5. Экспериментальные исследования.
5.1 Экспериментальное определение жесткостных и диссипативных характеристик буксового подвешивания базового вагона в вертикальном направлении.
5.2 Исследование характеристик унифицированного демпфера с ручной регулировкой параметра сопротивления
5.3 Экспериментальные исследования функциональной работоспособности
демпферов с автоматической подстройкой их рабочих параметров по
двухрежимному алгоритму.
Выводы по главе 5.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованной литературы


Научно доказано, что использование при моделировании колебаний вагона только гармонических возмущений от пути не позволяет в полной мере оценивать ходовые качества вагона при различных скоростях его движения, так как в этом случае высокая частота возмущения может проявиться только при высокой скорости, а низкая частота только при низкой скорости вагона, что противоречит реальным динамическим процессам, где основное воздействие на вагон оказывают случайные неровности. Введено понятие об условной частоте колебаний кузова вагона при действии на него случайных возмущений. Предложены способы определения этой частоты и метод их использования в алгоритме управления системой демпфирования. Предложена и научно обоснована конструкция системы демпфирования вертикальных колебаний пассажирского вагона с автоматическим регулированием ее параметров, которая признана изобретением патент РФ 3. Работа содержит конкретные рекомендации но затронутым проблемам. Ряд рекомендаций внедрены в ОАО Тверской вагоностроительный завод. Материалы диссертации в достаточной степени освещены в публикациях в различных изданиях, в том числе ведущих рецензируемых научных изданиях, определенных ВАК Минобрнауки России. Глава 1. Постановка задач исследования. Современные тенденции развития железнодорожной техники характеризуются, прежде всего, повышением скоростей движения транспортных средств и ужесточением требований к их надежности. При этом к пассажирским вагонам предъявляются все возрастающие требования по повышению комфорта перевозки пассажиров, выполнение которых в значительной степени определяется свойствами подвешивания, в том числе параметрами системы демпфирования колебаний вагонов. В настоящее время практическое определение параметров подвешивания вагона может быть осуществлено на базе теоретических исследований общей механики, фундаментальные положения которой сформулированы в трудах Лагранжа, Даламбера, Эйлера, Аппеля, И. В. Мещерского, Л. Д. Ландау, Г. И. Марчука. Основы теории колебаний вагонов были заложены в начале го столетия в трудах Н. Е. Жуковского, С. П. Тимошенко, С. Н.П. Петрова, А. М. ГодыцкогоЦвирко, А. Н. Крылова и других ученых. Раздел науки Динамика подвижного состава сформировался на основе трудов С. В. Вершинского 7, 8, В. В.Н. Данилова , Львова , , И. И. Челнокова , В. Д. Хусидова , В. Ф. Ушкалова , Хохлова , М. М. Соколова , В. В. Кобищанова , а также М. Кудрявцева, В. Д. Дановича, Долматова, Т. А. Тибилова, Ю. М. Черкашина, Ю. П. Вороненко, Б. Г. Кеглина, П. С. Анисимова 9, , , , , , и многих других. Из зарубежных ученых следует упомянуть Картера, Мюллера, Винклера, Шперлинга, Хеймана и других. Исторический процесс пополнения научных знаний о динамических свойствах железнодорожных экипажей постоянно сопровождался появлением новых методов исследования и решения возникающих проблем безопасности и повышения качества перевозок. Главными способами исследования динамики подвижного состава являются натурный эксперимент, аналитические методы, а также методы физического и электронного моделирования. Каждый из перечисленных методов имеет ряд определенных преимуществ и недостатков, при этом выбор метода исследований определяется в зависимости от постановки решаемой задачи, иногда применяют комбинацию указанных методов. Разработанные математические модели исследования динамики подвижного состава разделяют на линейные и нелинейные. Для анализа колебаний линейных систем используется прикладная теория колебаний. При этом решение системы находят, как правило, в замкнутой аналитической форме. Нахождение решений однородных линейных уравнений в частотной области означает определение собственных частот и форм колебаний. В результате определения реакции системы на периодические возмущения определяют ее амплитудночастотную характеристику. Для анализа линейных систем при случайном возмущении широко используется корреляционноспектральная теория , , , в соответствии с которой при известных спектральных характеристиках входа и передаточной функции, находят спектральные характеристики выхода системы.