Создание модели автомотрисы

• Название: Создание модели автомотрисы
• Дата: 23.05.2023
• Размер: 0.64 Mb.
• Имя файла: otchyot_SAPR_4-5_domrachev.docx
• Тип: Отчет; #1153195

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

“Уральский государственный университет путей сообщения"

(ФГБОУ ВО УрГУПС)
Кафедра «Вагоны»
Отчет ОБ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №4-5
По дисциплине: «Система автоматизированного производства вагонов»

Тема: «Создание модели автомотрисы» вариант 6


Преподаватель: Студент группы:

доцент к.т.н. ПСгв-320

Митраков А.С. Домрачев П.А.

Екатеринбург

2022

Содержание

ЗАДАНИЕ 4

1.1Создание модели колёсной пары 5

1.2Моделирование динамики отдельной колёсной пары 5

1.Создание автомотрисы АС4: 5

2.1Создание нового объекта – рельсового экипажа. 7

2.2Добавление колёсных пар. 7

2.3Создание графических образов. 8

2.4Добавление букс к модели автомотрисы 8

2.5Добавление кузова к модели автомотрисы 8

2.6Добавление силовых элементов 9

2.7Проектирование движения созданной автомотрисы АС4 11

2.Результат моделирования. 11

Вывод 12

ЗАДАНИЕ

• 
  Создание модели колёсной пары.
  
• 
  Моделирование движения колёсной пары по идеально ровному пути.
  
• 
  Создание модели автомотрисы согласно выданному вариантом.
  

В соответствии с индивидуальным вариантом:

• 
  Длина базы, 6,2 м;
  
• 
  Масса экипажной части, 38,3 т;
  
• 
  Положение центра массы, 1,525.
  

Моделирование движения отдельной колёсной пары.

1. 
   Создание модели колёсной пары
   

Добавление колёсной пары согласно:

• 
  Добавление параметра v0
  

Рисунок 1  Колёсная пара

2. 
   Моделирование динамики отдельной колёсной пары
   

Подготовка среды моделирования динамики рельсового экипажа:

• 
  Задали профили колёс и рельсов
  

Движение по идеально ровному пути:

• 
  Задали прямой путь
  
• 
  Скорректировали настройки численного метода интегрирования уравнений движения.
  
• 
  Сместили колёсную пару от положения равновесия на 1 мм и проанализировали её движение.
  

1. 
   Создание автомотрисы АС4:
   

Описание модели

Расчётная схема:



Рисунок 2  Основные элементы модели



Рисунок 3  Основные элементы модели

Модель включает следующие элементы:

1. две подсистемы «колёсная пара»;

2. четыре графических объекта (кузов, гаситель, пружина, поводок);

3. пять тел (кузов и четыре буксы);

4. шарнир, вводящий координаты кузова и четыре вращательных шарнира для описания кинематических пар букса/колёсная пара;

5. двенадцать биполярных силовых элементов (4 наклонных, 4 поперечных гасителя, 4 тяговых поводка);

6. восемь специальных силовых элементов типа Пружина для моделирования пружин подвески.

1. 
   Создание нового объекта – рельсового экипажа.
   

Запуск программы UM Input и создание нового объекта.

2. 
   Добавление колёсных пар.
   

Создание подсистемы с именем «Колёсная пара»;

Задание инерционных параметров колесной пары;

Масса – mwset = 3650 кг ²;

Момент инерции для осей X и Y ixwset = 1000 кг·м ²; iywset = 500 кг·м ²;

Добавление второй колёсной пары.

Положение колёсной пары, описывалось идентификаторами, по оси x‑ l1 и l2 по оси z‑rwheel. Значение идентификаторов в соответчики с вариантом l1=l2=3.7 rwheel= 0.525



Рисунок 4  Список заданных идентификаторов

3. 
   Создание графических образов.
   

Создание графического образа пружины;

Добавление заранее подготовленных графических образов:

• 
  AC4_CarBody (кузов);
  
• 
  AC4_TractionRod_F (передний тяговый поводок);
  
• 
  AC4_TractionRod_R (задний тяговый поводок);
  
• 
  AC4_AxleBox LF (левая букса первой КП);
  
• 
  AC4_AxleBox LR (левая букса второй КП);
  
• 
  Damper (гаситель);
  

• 
  Графические образы правых букс;
  
• 
  Графические образы левых букс путём поворота на 180 градусов вокруг вертикальной оси создать графические образы правых букс.
  

4. 
   Добавление букс к модели автомотрисы
   

Сначала создаётся тело – букса, а потом вращательный шарнир связывающий базу колёсной пары и буксу.

Момент инерции буксы относительно оси вращения IY_AxleBox = 3 кг•м²

5. 
   Добавление кузова к модели автомотрисы
   

Добавляем кузов автомотрисы как твёрдым телом и описываем его инерционные параметры.

• 
  mbody = 38300 кг;
  
• 
  ibodyx = 140000 кг∙м²;
  
• 
  ibodyy = 626000 кг∙м²;
  
• 
  ibodyz = 599000 кг∙м²;
  
• 
  zbody = 1.525 м.
  

Зададим шарнир, выбрав тип 6 степеней свободы. Шарниру автоматически назначено имя jCar body. Данный шарнир назначает телу шесть степеней свободы: три декартовы координаты относительно СК0 и три угла ориентации в последовательности 1, 2, 3 (последовательные повороты вокруг оси X, затем Y и, наконец, Z).

6. 
   Добавление силовых элементов
   

Создание пружин в количестве 4-х штук специальными силами с заданными параметрами элемента типа пружина:

• 
  cz1 = 377000 Н/м;
  
• 
  cx1 = 370000 Н/м;
  
• 
  cphi1 = 5500 Нм/рад;
  
• 
  fz1=mbody*9.81*l2/ (l1+ l2)/4.
  

Создание продольных тяговых поводков в количестве 4-х штук с помощью биполярных силовых элементов.



Рисунок 5  Параметры тяговых поводков



Рисунок 6  Координаты тяговых поводков

Создание гасителей колебаний, добавлением биполярных элементов, переименовав их в DamperY1L; DamperY1R; DamperY2L; DamperY2R. Связывающие буксы и кузов автомотрисы.

Первый гаситель DamperY1L, в качестве первое тело Axle-box LF, координаты точек прикрепления (0, 0.32, 0) и (l1, 1.7, 0.525)

Второй гаситель DamperY1R, в качестве первое тело Axle-box RF, координаты точек прикрепления (0, -0.32, 0) и (l1, -1.7, 0.525)

Третий гаситель DamperY2L, в качестве первое тело Axle-box LR, координаты точек прикрепления (0, 0.32, 0) и (-l2, 1.7, 0.525)

Четвёртый гаситель DamperY2R, в качестве первое тело Axle-box RR, координаты точек прикрепления (0, -0.32, 0) и (-l2, -1.7, 0.525).



Рисунок 7  Расположение гасителей колебаний

7. 
   Проектирование движения созданной автомотрисы АС4
   

Проверка положения равновесия и движения созданной автомотрисы со скоростью 70 м/с по кривой траектории.



Рисунок 8  Движение автомотрисы

2. 
   Результат моделирования.
   

По результатам процесса интегрирования ошибок не выявлено, сход с рельс не обнаружен, модель автомотрисы готова.

Вывод

Создана модель колёсной пары и промоделировал её по идеально ровному пути. Созданная модель автомотрисы АС4 и успешно промоделирована по кривой траектории со скоростью равной 70 м/с. Разработанная модель может использоваться для оценки собственных частот колебаний кузова на рессорном подвешивании и поиска критической скорости.