Исследование безопасности движения колесных транспортных средств с учетом неровностей пути

• Автор: Иванова, Юлия Анатольевна
• Шифр специальности: 05.26.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Введение
Глава 1. Уравнения движения и теоретические аспекты безопасности транспортных динамических систем.

1. Анализ состояния безопасности движения на железных дорогах РФ

2. Устойчивость по Ляпунову состояний равновесия транспортных динамических систем, описываемых обыкновенными многомерными нелинейными

дифференциальными уравнениями

3. Исследование периодических движений железнодорожной колесной пары.

3.1. Уравнение движения железнодорожной колесной пары

3.2. Нахождение предельных циклов

3.3. Устойчивость предельного цикла колесной пары

4. Характеристика неровностей пути при движении колесных транспортных

средств.
5. Теоретические аспекты безопасности движения
5.1. Основные понятия теории безопасности систем.
5.2. Математическое определение понятия безопасности систем
5.3. Вопросы вибробезопасности транспортных систем.
Глава 2. Уравнения движения колесных транспортных средств с учетом
неровностей пути
1. Уравнения движения железнодорожного вагона с учетом заданного
профиля неровностей пути.
2. Уравнения движения автомобильного транспортного средства с учетом
заданной формы неровностей пути
3. Векторноматричное уравнение движения автомобильного транспортного средства с учетом случайного характера неровностей пути .
Глава 3. Исследование безопасности движении и оптимизации динамических характеристик колесных транспортных средств с учетом неровностей пути .
1. Исследование вертикальных колебаний при движении железнодорожного
2. Оптимизация характеристик движения колесного транспортного средства
по неровному пути с заданной формой неровностей
3. Исследование характеристик движения колесного транспортного средства
по неровному пути со случайным характером неровностей.
4. Выводы и рекомендации по обеспечению безопасности движения колесных транспортных средств
4.1. Анализ результатов оптимизации движения железнодорожного вагона с учетом заданной формы неровностей пути
4.2. Анализ результатов оптимизации движения автомобильного транспортного средства с учетом заданной формы неровностей пути
4.3. Анализ результатов исследования движения автомобильного транспортного средства с учетом случайного характера неровностей пути
Заключение
Приложение
1. Программа 1
2. Программа
3. Программа
4. Программа графической иллюстрации
4.1. Подпрограмма
4.2. Подпрограмма
4.3. Подпрограмма
Литература


Изучена устойчивость периодических движений железнодорожной колесной пары и разработаны рекомендации по использованию технических характеристик, обеспечивающих безопасные режимы функционирования систем железнодорожного транспорта в чрезвычайных ситуациях. Дана характеристика неровностей пути, используемая при исследовании безопасного движения колесных транспортных средств в чрезвычайных ситуациях. Предложены оценки безопасности на количественном уровне. Проведено изучение вибробезопасности транспортных систем и на его основе проанализированы формулы расчета коэффициентов жесткости и показателей демпфирования различных приборов, эксплуатируемых в вагонах. Результаты первой главы служат теоретической основой для исследования транспортных динамических систем нелинейной механики. Во второй рассмотрены уравнения 03 движения колесных транспортных средств с учетом различных способов задания профилей неровностей пути. В частности, проведено исследование решений уравнения вертикальных колебаний при движении железнодорожного вагона с учетом заданного профиля неровностей пути, а также решений уравнения вертикальных колебаний при движении автомобильного транспортного средства с учетом неровностей пути заданной формы и неровностей пути, имеющих случайный характер и определяемых известными спектральными плотностями и взаимными спектральными плотностями кинематических возмущений. Здесь же приведены формулы расчета кинетической, потенциальной энергий и диссипативной функции узлов кинематических схем колесных транспортных средств. Предложенные в главе 2 на основе уравнения Лагранжа второго рода уравнения 03 движения изучаемых колесных транспортных средств с учетом неровностей пути различного характера позволяют с помощью разработанного в диссертации пакета прикладных программ исследовать и оптимизировать динамические характеристики движения колесных транспортных средств с целью повышения устойчивости, комфортабельности и безопасности их движения в чрезвычайных ситуациях. Третья глава посвящена исследованию безопасности движения и оптимизации динамических характеристик колесных транспортных средств с учетом неровностей пути. В частности, проведено численное изучение колебаний железнодорожного вагона в вертикальной плоскости при его движении по неровному пути с заданной формой неровностей. Проанализировано влияние роста скорости на характер колебаний и безопасность движения вагона. Выполнена оптимизация динамических характеристик узлов подвески кузова вагона, позволяющая повысить безопасность движения железнодорожного вагона при высокоскоростном движении. Результаты вычислений показывают, что перемещение кузова вагона невелико и составляет примерно мм. Однако, максимальная амплитуда изменения линейного ускорения примерно равна 0,8 9 что достаточно близко к . Поэтому при проектировании железнодорожного экипажа следует иметь в виду, что сила реакции неровностей пути, воздействующая на экипаж, может сравняться или даже превзойти вес экипажа. В самом деле, это явление чревато разгрузкой колесных тележек и может привести к сходу тележки с железнодорожной колеи и создать чрезвычайную ситуацию. Кроме того, кузов подвержен высокочастотным вибрациям. Расчеты показывают, что для снижения максимальной амплитуды линейного ускорения и устранения высокочастотных вибраций необходимо оптимизировать работу демпфирующих и силовых элементов кинематической схемы вагона и установить следующие значения коэффициентов демпфирования ,8
4, . Результаты вычислительного эксперимента показали, что вер
тикалыюе перемещение кузова вагона немного увеличилось и стало существенно более плавным, но одновременно значительно уменьшилась амплитуда вертикального ускорения, хотя его частота и осталась прежней. В главе выполнено также исследование колебаний автомобильного транспортного средства в вертикальной плоскости при его движении по неровному пути с профилем неровностей, заданных посредством кусочнолинейной аппроксимации. Сделаны расчеты характеристик вертикальных колебаний транспортного средства для различных значений скоростей движения.