Бьрачч. 1. Конспект лекций, ч.1-Трофимович В.В.- ОМПС 2018. В. В. Трофимович основымеханики подвижногосостава
 Скачать 3.4 Mb.
|
|
- гия , которую приобретает при колебаниях единичная масса тела пассажира, а вторая величина, которую он назвал толчком, – интенсивность приращенияускорения , испытываемого пассажиром. Если колебательный процесс гармонический с амплитудой колебаний, те. вида t z z ω = sin 0 , где f π = ω 2 – круговая частота колебаний, а f – частота колебаний в секунду, Гц, то наибольшая энергия, приобретаемая единичной массой пассажира, определяется по формуле и, (13.26) где и – сила инерции единичной массы пассажира, которая определяется как и 2 2 (13.27) Отсюда t z E ω ω − = sin 2 2 0 (13.28) Максимальная энергия, приобретаемая единичной массой пассажира, определяется из выражения 2 2 0 max ω = z E (13.29) Толчок выражающий интенсивность нарастания ускорений, определяется как третья производная от перемещения t z z T ω ω = = cos 3 0 (13.30) Максимальная величина третьей производной 3 0 max ω = z T (13.31) Таким образом, величина λ , характеризующая меру раздражения организма человека синусоидальными колебаниями при неограниченном времени действия вибраций, определяется по формуле 5 3 0 max max ω = = λ z T E (13.32) Опытами Е. Шперлинга установлено, что показатель плавности хода представляется непрямо величиной λ , а равенством 10 5 3 ф, (13.33) где ф – коэффициент, учитывающий влияние частоты и направления (вертикальные или горизонтальные) колебаний на самочувствие пассажиров. Гц , f Рис. 13.5. Зависимость коэффициента К ф от частоты 1 – в горизонтальной плоскости в вертикальной плоскости 112 Величина ф K ,согласно опытам, в зависимости от частоты принимается по графику (рис. 13.5). Судя по графику, организм человека по-разному воспринимает колебания с разными частотами. Реакции на эти колебания проявляются в виде утомления нервной системы и различных болевых ощущений. Особенно неблагоприятны для человека колебания с частотами в пределах 4–6 Гц, которые оказываются резонансными для человека как механической системы. Очевидно, что чем меньше величина испытываемых пассажирами ускорений, те. чем плавность и ходовой комфорт лучше, тем меньше величина показателя плавности хода C . Значения C нормированы. В отечественной практике рекомендуется принимать значения C , соответствующие удовлетворительному качеству хода, равными 3,75 для локомотивов и 3,25 для вагонов электропоездов и метрополитена. Для грузовых вагонов допускается C ≤ 4,0. Недопустимо значение показателя плавности хода C больше 5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Сформулируйте понятие качество. Какие имеются основные группы показателей качества 2. Назовите показатели динамических качеств. 3. Дайте понятия полной массы и сцепного веса локомотива. 4. Отчего зависит коэффициент использования сцепного веса 5. Что относится к показателям виброзащиты? 6. Что называют пробоем подвески 7. Что означает угол набегания колеса на рельс 8. В чем отличие направляющей силы, рамной и боковой 9. От каких основных параметров зависит вкатывание гребня колеса на рельс и как они влияют на коэффициент запаса устойчивости колеса против схода с рельсов 10. Какие основные факторы оказывают сдвиг пути в плане 11. Поясните термин возвышение наружного рельса в кривом участке пути 12. От каких параметров зависит коэффициент запаса от опрокидывания локомотива в кривой 13. Объясните термин плавность хода. В каких режимах ее оценивают 14. Дайте понятие непогашенного ускорения 15. Какое явление называют толчком 16. В чем сущность метода оценки плавности хода по Е. Шперлингу? 17. Отчего зависит показатель плавности хода по Е. Шперлингу? 18. Какие частоты колебаний наиболее вредны для организма человека 113 Рекомендуемаялитература: [1, 4]. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Учебное пособие содержит информацию, необходимую инженеру путей сообщения в его работе, и первая часть содержит основные сведения о видах колебаний и возмущениях, вызывающих колебания подвижного состава. В издании отражены способы математического описания динамических явлений, возникающих в подвижном составе, и методов их расчета, способов оценки показателей динамических качеств механической части, характеризующих степень защиты от вибраций, а также безопасность движения локомотивов по пути. Приведены рекомендации по составлению уравнений, описывающих вертикальные колебания подвижного состава, и их решений при помощи системы математического программирования. Каждая задача имеет пример решения на ЭВМ и позволяет студенту самостоятельно проводить анализ динамических свойств моделей подвижного состава, выбирать параметры рессорного подвешивания, удовлетворяющие допустимым критериям. Для более углубленного изучения в пособии, кроме теоретического материала, в каждом разделе представлен рекомендуемый библиографический список литературных источников поданной тематике. Для самостоятельного закрепления изученного материала после каждого раздела имеется ряд контрольных вопросов. 114 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙСПИСОК 1. Механическая часть тягового подвижного состава : учеб. для вузов ж.-д. трансп. / ИВ. Бирюков и др ; под ред. ИВ. Бирюкова. – Репринтное изд. – М. : Альянс, 2013. – 440 с. 2. Вериго, М.Ф. Взаимодействие пути и подвижного состава / М.Ф. Ве- риго, А.Я. Коган ; под ред. М.Ф. Вериго. – М. : Транспорт, 1986. – 559 с. 3. Вершинский, СВ. Динамика вагона : учеб. для вузов ж.-д. трансп. / СВ. Вершинский, В.Н. Данилов, В.Д. Хусидов ; под ред. СВ. Вершинско- го. – е изд. перераб. и доп. – М. : Транспорт, 1991. – 360 с. 4. Гарг, В.К. Динамика подвижного состава : перс англ. / В.К. Гарг, Р.В. Дуккипати ; под ред. НА. Панькина. – М. : Транспорт, 1988. – 391 с. 5. Медель, В.Б. Подвижной состав электрических железных дорог. Конструкция и динамика / В.Б. Медель. – М. : Транспорт, 1974. – 232 с. 6. Магистральные электровозы Общие характеристики. Механическая часть / В.И. Бочаров и др. – М. : Машиностроение, 1991. – 224 с. 7. Дробот, Ю.Б. Введение в пакет Maple V : моногр. / Ю.Б. Дробот. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 1999. – 244 с. 8. Дробот, Ю.Б. Решение дифференциальных уравнений в системе MAPLE : учеб. пособие. Вт. Т. 1. Обыкновенные дифференциальные уравнения. В 2 ч. Ч. 1. Методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений / Ю.Б. Дробот, В.Н. Мазалов. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2002. – 126 с. 9. Сакало, В.И. Контактные задачи железнодорожного транспорта / В.И. Сакало, В.С. Косов. – М. : Машиностроение, 2004. – 496 с. 10. Трофимович, В.В. Определение сил взаимодействия колес электровозов ЭП1 с рельсами при движении в переходных и круговых кривых малого радиуса : учеб. пособие / В.В. Трофимович. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2004. – 112 с. 11. Камаев, В.А. Оптимизация параметров ходовых частей железнодорожного подвижного состава / В.А. Камаев. – М. : Машиностроение, 1980. – 215 с. 12. Мазнев, АС. Конструкции и динамика электрического подвижного состава : моногр. / АС. Мазнев, А.М. Евстафьев. – М. : УМЦ ЖДТ, 2013. – 248 с. 13. Галиев, И.И. Методы и средства виброзащиты железнодорожных экипажей : моногр. / И.И. Галиев, В.А. Нехаев, В.А. Николаев. – М. : ГОУ УМЦ ЖДТ, 2010. – 340 с. 115 14. Трофимович В.В. Расчет показателей динамических качеств модели подвижного состава : метод. пособие по выполнению курсового проекта / В.В. Трофимович, И.И. Доронина. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2016. – 48 с. ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ .........................................................................................................3 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА 1.1. Особенности колесно-рельсового подвижного состава ......................5 1.2. Основные узлы механической части подвижного состава 2. ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ И ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПУТЬ КАК ЕДИНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА 2.1. Основные задачи динамики подвижного состава ..............................13 2.2. Динамические характеристики подвижного состава .........................14 3. КОЛЕБАНИЯ И ВОЗМУЩЕНИЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ............18 3.1. Виды колебаний подвижного состава .................................................18 3.2. Основные элементы верхнего строения пути .....................................20 3.3. Динамические характеристики железнодорожного пути 3.4. Возмущения, вызывающие колебания 4. МЕТОДИКА СОСТАВЛЕНИЯ УРАВНЕНИЙ КОЛЕБАНИЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ..................27 4.1. Принцип Даламбера 4.2. Динамическая модель подвижного состава ........................................30 5. СОСТАВЛЕНИЕ УРАВНЕНИЙ ВЕРТИКАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ УПРОЩЕННЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА 5.1. Составление уравнений вертикальных колебаний модели подвижного состава с одной степенью свободы при кинематическом возмущении .......................................................32 5.2. Решение дифференциального уравнения модели подвижного состава с одной степенью свободы .....................................................34 5.3. Уравнение колебаний модели с одной степенью свободы при силовом возмущении .....................................................................36 5.4. Составление уравнений вертикальных колебаний модели подвижного состава с двумя степенями свободы при кинематическом возмущении (упругий путь) ............................37 116 5.5. Уравнения колебаний модели плоского двухосного экипажа тележки) ................................................................................................40 5.6. Решение системы дифференциальных уравнений модели плоского двухосного экипажа 6. СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ .................46 6.1. Общие положения ..................................................................................46 6.2. Свободные колебания в недемпфированной системе 6.3. Свободные колебания в системе с гидравлическим гасителем ........49 7. ПАРЦИАЛЬНЫЕ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ 7.1. Парциальная динамическая система 7.2. Уравнения вертикальных колебаний одноосной модели с двумя степенями свободы 7.3. Определение парциальных частот колебаний ....................................59 7.4. Решение системы дифференциальных уравнений одноосной модели с двумя степенями свободы 8. ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ В ОБЛАСТИ ВРЕМЕНИ ..............................................................................62 8.1. Общие положения ..................................................................................62 8.2. Вынужденные колебания модели с одной степенью свободы .........63 8.3. Резонанс динамической системы .........................................................67 9. ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ .........69 9.1. Понятие о возмущенном движении и методах исследования вынужденных колебаний 9.2. Частотный метод исследования вынужденных колебаний на примере модели с одной степенью свободы при кинематическом возмущении .......................................................70 9.3. Частотные характеристики связей .......................................................71 9.4. Частотные характеристики динамической системы при силовом возмущении .....................................................................73 10. МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ ВЫРАЖЕНИЙ АМПЛИТУДНЫХ ЧАСТОТНЫХ И ФАЗОВЫХ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК 10.1. Общие положения ................................................................................74 10.2. Амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики системы с одной степенью свободы 10.3. Получение амплитудной частотной и фазной частотной характеристик с помощью программы Maple ....................................77 117 11. АНАЛИЗ АМПЛИТУДНЫХ ЧАСТОТНЫХ И ФАЗОВЫХ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РАЗЛИЧНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ 11.1. Анализ амплитудных частотных характеристик модели с одной степенью свободы ..................................................................78 11.2. Анализ фазовых частотных характеристик модели с одной степенью свободы ..................................................................82 11.3. Влияние на амплитудные частотные характеристики модели с одной степенью свободы параметров рессорного подвешивания ..83 11.4. Амплитудные частотные характеристики модели двухосного экипажа .............................................................................85 11.5. Одноосная модель с двумя степенями свободы ...............................87 12. КОЛЕБАНИЯ ПРИ СЛУЧАЙНЫХ ВОЗМУЩЕНИЯХ .........................89 12.1. Характеристики стационарных случайных процессов ....................89 12.2. Статистические характеристики случайного возмущения 12.3. Методика расчета показателей динамических качеств подвижного состава при случайном возмущении ............................95 13. ПОКАЗАТЕЛИ ДИНАМИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ......................98 13.1. Понятие о качестве механической части подвижного состава .......98 13.2. Показатели, оценивающие виброзащитные свойства механической части подвижного состава 13.3. Показатели безопасности движения ................................................102 13.4. Показатели плавности хода ..............................................................108 ЗАКЛЮЧЕНИЕ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ...........................................................114 Учебное издание Трофимович Виталий Владимирович ОСНОВЫМЕХАНИКИПОДВИЖНОГОСОСТАВА В 2 частях. Часть 1 Учебное пособие 118 РедакторГ.Ф. Иванова Технический редакторИ.А. Нильмаер ––––––––––––––––––––––––––——————————————————————————–––––––––––––––––––––––––––– План 2018 г. Поз. 1.1. Подписано в печать 01.02.2018 г. Формат 60×84 Гарнитура «Times New Roman». Уч.-изд. л. 7,3. Усл. печ. л. 6,7. Зак. 15. Тираж 75 экз. Цена 413 р. ––––––––––––––––––––————————————————————————––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Издательство ДВГУПС. 680021, г. Хабаровск, ул. Серышева, 47. В.В. Трофимович ОСНОВЫМЕХАНИКИ ПОДВИЖНОГОСОСТАВА Учебное пособие Часть 1 Хабаровск 2018 |