Выбор параметров боковых опор кузова и их влияние на ходовые качества грузовых вагонов

• Автор: Давыдов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 189 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ОБОСНОВАНИЕ И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ исследований в области влияния боковых опор кузова на ходовые качества рельсовых экипажей.

1.2 Классификация вариантов конструкции боковых опор

кузовов грузовых вагонов.

1.3 Постановка цели и задач исследования.

2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ ГРУЗОВОГО ВАГ ОНА

2.1 Анализ кинематических связей в модели грузового вагона

2.2 Анализ силовых связей в модели вагона

2.2.1 Моделирование контактных взаимодействий.

2.2.2 Моделирование упругих элементов рессорного подвешивания.
2.3 Моделирование боковых опор непрерывного контакта .
2.4 Моделирование продольных усилий в упряжных устройствах, возникающих при движении вагона в
составе поезда.
2.8 Верификация модели движения грузового вагона.
Выводы по разделу 2
3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ОЦЕНКИ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1 Выбор показателей для оценки влияния параметров боковой
опоры на ходовые качества грузовых вагонов.
3.2 Разработка методики выбора параметров боковых опор по результатам численных экспериментов.
3.3 Выбор параметров криволинейного участка пути для
проведения численных экспериментов
3.4 Задание возмущающего воздействие в виде неровностей рельсовых нитей
3.5 Разработка методики оценки экспериментальных данных
3.6 Разработка методики проведения численных экспериментов
по выбору параметров боковых опор кузова
Основные выводы по разделу 3
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ БОКОВЫХ ОПОР
КУЗОВА НА ХОДОВЫЕ КАЧЕСТВА ГРУЗОВОГО ВАГОНА.
4.1 Исследование влияния параметра вертикальной жесткости упругого элемента боковой опоры на ходовые качества грузового вагона.
4.1.1 Исследование влияния параметра вертикальной жесткости упругого элемента боковой опоры на. ходовые качества грузового вагона при движении
по прямому участку пути.
4.1.2 Исследование влияния параметра вертикальной жесткости упругого элемента боковой опоры на ходовые качества грузового вагона при движении
по криволинейному в плане участку пути.
4.1.3 Выбор оптимальных диапазонов параметра вертикальной жесткости упругого элемента боковой
опоры кузова грузового вагона
4.2 Расчет критической скорости движения.
4.3 Исследование влияния параметра вертикальной диссипации элемента боковой опоры на ходовые
качества грузового вагона.
4.4 Исследование влияния продольных зазоров в конструкции опоры, а так же параметров горизонтальной жесткости и диссипации элемента боковой опоры на ходовые качества грузового вагона.
Основные выводы по разделу 4
5 РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ВАГОНА, ОБОРУДОВАННОГО БОКОВЫМИ ОПОРАМИ С ВЫБРАННЫМИ ВЕЛИЧИНАМИ ПАРАМЕТРОВ И РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ
5.1 Результаты моделирования движения вагона, оборудованного боковыми опорами кузова непрерывного контакта с выбранными параметрами.
5.2 Расчет экономической эффективности разработанной
методики
Выводы по разделу 5.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Графики результатов моделирования движения вагона по прямолинейному в плане участку пути, в порожнем и груженом состояниях, при выборе параметра вертикальной жесткости упругого элемента боковых опор непрерывного
контакта к разделу 4
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Графики результатов моделирования движения вагона по криволинейному в плане участку пути, в порожнем и груженом состояниях, при выборе параметра вертикальной жесткости упругого элемента боковых опор непрерывного
контакта к разделу 4
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Программы расчета амплитудно частотного
спектра колебательных процессов в МаФсас к разделу 4.
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Графики результатов моделирования движения вагона по прямолинейному и криволинейному в плане участкам пути, в порожнем и груженом состояниях, при сравнении с вагономаналогом, оборудованным боковыми опорами
жесткого типа к разделу 5.
ВВЕДЕНИЕ


Фундаментальные исследования по созданию методики и изучению устойчивости различных типов экипажей выполнены В. А. Лазаряном, Львовым, Ю. В. Деминым, Т. А. Тибиловым, Хохловым, В. М. Кондрашовым, Г. Шеффелем 4 и многими другими учеными. Одним из способов уменьшения амплитуд извилистого движения является их гашение при помощи создания сил трения между скользунами кузова и вагона при повороте тележки рисунок 1. Данный подход к решению проблемы предложен М. В. Винокуровым, М. Ф. Вериго, Л. О. Грачевой, П. С. Анисимов и другими. В этом случае боковые опоры служат не только для ограничения перевалки кузова, но и для передачи части вертикальной нагрузки от кузова на ходовые части даже при нахождении последнего в состоянии устойчивого равновесия относительно надрессорной балки. В процессе перевалки кузова упругие элементы боковых опор создают дополнительные силы сопротивления, что приводит к уменьшению амплитуд перемещения кузова вагона и увеличивает его устойчивость. Одновременно с этим, в процессе поворота тележки относительно кузова, между скользунами кузова и боковыми опорами возникают силы трения препятствующие повороту, что приводит к значительному снижению извилистости движения. Значительный вклад в исследования по данной тематике внесли следующие отечественные ученые П. С. Анисимов, М. Ф. Вериго, М. В. Винокуров, Грачева, В. Д. Данович, В. А. Двухглавов, Ю. В. Демин, Е. А. Корнильев, М. Л. Коротенко, Кривецкий, Г. В. Левков, Львов, А. М. Орлова, А. Э. Павлюков, А. М. Подбелло, Ю. С. Ромен, Смольянинов, М. М. Соколов, Б. Я. Тененбаум, И. И. Челноков и другие , а так же зарубежные ученые Гарг, Вульф, де Патер, Одоннелл, Дуккипати и другие . Рассмотрим некоторые подходы к определению параметров боковых опор кузова непрерывного контакта. В работе произведено исследование момента зрения между кузовом и тележкой на извилистость движения грузового полувагона в прямых участках ну ги и величины боковых сил, возникающих при движении по круговой кривой. В работе использованы уравнения движения полувагона и методика их решения на аналоговых вычислительных машинах, приведенные в . Л. X 2. САу1унгР
i

2. Ь расстояние между рессорными комплектами поперек вагона И разность высот рельсовых нитей в вертикальной плоскости Л расстояние между кругами катания колес Су и С жесткости рессорного комплекта соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях угол крена кузова вагона у ут перемещение соответственно центра тележки и надрессорной балки относительно вертикальной оси рельсовой колеи Н0 радиус колеса кн высота центра тяжести кузова вагона над плоскостью, проходящей через оси колесных пар. М0,м . Ун Ун2УР Р
В уравнениях 1. На основании решения системы уравнений 1. Полученные данные были использованы ПКБ ЦНИИ при разработке упругой боковая опоры, по схеме предложенной М. Ф. Вериго, Л. Львовым . Экспериментальная проверка эффективности постановки упругих боковых опор данного типа производилась на модернизированных тележках МТ, оборудованных вариантами рессорного комплекта с увеличенными статическими прогибами и конструкции С. М. Бородая с поперечными стабилизаторами на тележках. Результаты испытаний дали положительные результаты. При этом авторами сделан следующий вывод . Применение упругих скользунов целесообразно также и в эксплуатируемых грузовых тележках других типов, и во вновь проектируемых грузовых тележках. Упругие скользуны улучшают динамические качества и повышают коэффициент запаса устойчивости колесной пары против схода с рельсов. В работе предпринята попытка выбора рациональной величины силы трения в боковых опорах непрерывного контакта применительно к скоростной платформе для перевозки контейнеров. С 2 . П . Д5 Ь вбЬ в. Л. МТР . МТР М СКпЬ вй. В работе предпринята попытка определения оптимальной величины вертикальной силы фения в боковых опорах непрерывного контакта и величины параметра диссипации гидравлического гасителя колебаний, установленного между кузовом и рамой тележки, из рассмотрения движения вагона в поперечной плоскости.