Совершенствование методики расчета тормозных сил в грузовом поезде

• Автор: Закерничная, Наталья Викторовна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 179 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Раздел 1. Анализ состояния проблемы. Обоснование цели и задач исследования.

1.1. Статистический анализ обрывов автосцепок поездов на Российских железных дорогах

1.2. Анализ продольных усилий в поезде И

1.3 . Анализ методов управления тормозами, их расчетных схем и

математических моделей.

1.4. Цель и задачи исследования

Раздел 2. Элементы газодинамических процессов в тормозной

магистрали поезда.

2.1. Модель сплошной среды и ее аксиоматика .

2.2. Уравнения движения сплошной среды
2.3. Упрощенные технические дифференциальные уравнения
неустановившегося движения сплошной среды
2.4. Интегрирование дифференциальных уравнений давления и расхода.
Раздел 3. Особенности взаимодействия тормозящегося экипажа и
железнодорожного пути
3.1. Теорема А.Н. Тихонова и приближенное интегрирование жестких систем дифференциальных уравнений.
3.1.1. Элементы теории размерносгей и нормализации уравнений
движения динамических систем
3.1.2. Варианты введения малого параметра при нормализации уравнений.
3.1.3. Дифференциальные уравнения с малым параметром при производных и теорема А.Н. Тихонова.
3.2. Уравнения движения экипажа в составе поезда и их преобразование Ю
3.3. Взаимодействие тормозящегося колеса экипажа и рельсового пути, ограничение тормозной силы.
3.4. Вывод выражения для нахождения максимального давления
на тормозную колодку
3.5. Вычисление максимального давления на тормозную колодку
из условий безъюзового движения колесной пары.
Раздел 4. Математическое моделирование движения поезда в
режиме регулировочного торможения.
4.1. Уравнения движения поезда в режиме пневматического торможения.
4.2. Методики вычисления тормозных сил, действующих в поезде
на его экипажи.
4.2.1. Вычисление тормозных сил по методу Иноземцева В. Г
4.2.2. Вычисление тормозных сил по разработанной методике
4.2.3. Вычисление тормозных сил по методу Гребенюка П.Т
4.3. Результаты математического моделирования динамики регулировочного торможения поезда
4.4. Экспериментальная оценка распределения продольных усилий по длине тяжеловесного поезда при регулировочном торможении Раздел 5. Техникоэкономическое обоснование методики
тормозных расчетов поезда
5.1. Показатели оценки экономической эффективности
5.2. Определение капитальных вложений
5.3. Определение эксплуатационных расходов.
5.4. Расчет экономического эффекта.
Выводы.
Список литературы


Во втором случае тяга поезда массой т осуществлялась тремя электровозами ВЛМ, вагоны были оборудованы воздухораспределителями №0-5, установленными в средний режим, и композиционными колодками, начальное положение поезда показано на рисунке; регулировочное торможение осуществлялось при постоянной скорости движения, равной км/ч, нажатие на одну тормозную колодку составляло 7,5 кН. Расхождение результатов расчета с результатами экспериментов не превышает % //. Заметим, что в рассматриваемых случаях зазоры в соединениях вагонов в среднем составляли мм. При трогании поезда с места, изменениях силы тяги или торможения, развиваемой локомотивом при электрическом или рекуперативном торможении, желаемый эффект будет достигнут тем быстрее, чем меньше время будет затрачено на изменение силы. Теоретические исследования и опыты с реальными поездами //; влияние времени нарастания силы тяги на продольные усилия при трогании однородного поезда /,/, показывают, что в тех случаях, когда в процессе переходного режима в поезде зазоры не проявляются, наибольшие продольные силы, возникающие в автосцепках однородных поездов, не превышают уровня силы, развиваемой локомотивом, и практически не зависят от того, в течение какого времени оно произошло. Такие режимы встречаются при трогании предварительно растянутого, торможении локомотивом или осаживании предварительно сжатого поезда (все зазоры в соединениях вагонов к моменту включения силы локомотива выбраны), увеличении силы тяги или торможения при предварительном стационарном режиме движения (тяга или торможение при постоянной скорости движения, постоянном ускорении или замедлении поезда). Однако, если в процессе переходного режима проявляются зазоры (например, при трогании предварительно сжатого поезда), то время нарастания развиваемой локомотивом силы оказывает существенное влияние на уровни наибольших сил в автосцепках поезда, которые значительно превышают силу, развиваемую локомотивом. Ь4го 4,7 / . Рис. При разработке систем управления и инструкции но вождению тяжеловесных грузовых поездов современными локомотивами, способными развивать достаточные большие силы тяги или торможения, следует максимально ограничивать наименьшее время нарастания этих сил, чтобы продольные усилия в поезде, не превышали уровня, допускаемого нормами расчета вагонов на прочность по условиям безопасности движения. Несколько подробнее остановимся на образовании динамических сил в поезде при его торможении. В процессе торможения на подвижной состав действуют продольные усилия, возникающие из-за разницы удельных тормозных сил вагонов поезда в процессе наполнения тормозных цилиндров и при установившемся в них давлении. Эти силы являются определяющими при установлении допустимой массы поезда, его длины, выборе расположения локомотивов, способов управления автотормозами и режимом тяги, а также конструкции воздухораспределителей и кранов машиниста //. Немаловажное значение имеет продолжительность приложения силы. В зависимости от продолжительности силы разделяют на динамические, которые действуют не более 2 с, и квазистатичсские, действующие 2 и более секунды. Короткое время действуют ударные усилия, которые при передаче на противоположный конец вагона значительно гасятся его массой. Продольные силы могут значительно влиять на движение поездов. Так квазистатические усилия могут вызвать сход подвижного состава с рельсов при их значительной величине, динамические его разрушение. Поезд может находиться в состоянии сжатия или растяжения, причем в зависимости от состава поезда и профиля пути (например, подъём) одна часть поезда может быть в состоянии сжатия, другая - в состоянии растяжения. Характерным режимом торможения, который вызывает возникновение квазистатических сил, является торможение сжатого поезда локомотивным фрикционным или электрическим тормозом. При этом максимальная сила действует между первым вагоном и локомотивом. Она постепенно убывает к хвостовому вагону в соответствии с массой состава за рассматриваемым автосцепным устройством. Минимальная сила возникает на передней автосцепке хвостового вагона. При возрастании тормозной силы локомотива до максимальной величины в поезде возникают динамические усилия. Их величина зависит от темпа изменения действующей на состав силы, ее величины, зазоров в сцепках и их распределения в составе.