РУТ (МИИТ) Основы механики подвижного состава Ответы на вопросы по экзамену (55 вопросов)

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ «РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)» ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОЙ ТЕХНИКИ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ Кафедра «Электропоезда и локомотивы» Ответы на вопросы ПО ДИСЦИПЛИНЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА Свободные и вынужденные колебания; установившийся и неустановившийся режимы вынужденных колебаний. Кинематические, силовые и параметрические возмущения. Причины, их вызывающие, и области применения. ​Кинематические возмущения, как неровности на поверхности катания рельсов и бандажей; волнообразный износ рельсов; эксцентриситет и овальность колес по кругу катания. Параметрическое возмущение, как результат изменения какого-либо параметра системы в процессе ее колебаний; изменение жесткости пути, его массы и диссипации в пути по его длине.

Кинематические условия качения колесной пары. Качение колёсной пары, находящейся в начальный момент в положении нормальной поперечной установки. Положение мгновенного центра скоростей. Зависимость радиуса колесной пары в точке качения колес от поперечного перемещения колесной пары – относа. Уравнение кинематической связи при чистом качении. Качение колесной пары без проскальзывания колес по рельсам. Проекции абсолютных скоростей колес в точках контакта их с рельсами на продольную и поперечную оси пути. Уравнения относа и виляния одиночной колёсной пары в функции времени и координаты. Решения уравнений относа и виляния – законы колебаний относа и виляния. Пространственная частота и длина волны извилистого движения.

Качение колесной пары с проскальзыванием колес по рельсам. Выражения для скоростей проскальзывания в точках контакта колес и рельсов. Понятия о крипах, как относительных скоростях проскальзывания колес по рельсам. Динамическое описание процесса качения колесной пары. Вертикальные и горизонтальные силы, действующие на колесную пару и реакции рельсов. Нормальные реакции рельсов в положении нормальной поперечной установки и при относе колесной пары. Гравитационная сила, как равнодействующая проекций нормальных реакций рельсов на поперечную ось. Гравитационный момент, как момент проекций нормальных реакций рельсов на продольную ось. Дестабилизирующий характер гравитационного момента.

​Кинетическая энергия колесной пары при ее извилистом движении. Обобщённые силы инерции колесной пары и уравнения ее извилистого движения Силы крипа. Зона контакта, возникающая при передаче вертикальных сил от колес на рельсы – контактное пятно. Влияние вращающего момента на распределение деформаций в зоне пятна контакта. Теория Ф. Картера. Силы крипа. Теория Дж. Калкера. Понятие о спине. Нелинейная модель взаимодействия колеса и рельса К.Л. Джонсона. Нелинейная модель взаимодействия колеса и рельса К.Л. Джонсона. Единый подход к описанию процессов извилистого движения и процессов реализации вращающего момента. Пример определения максимальной величины поперечного крипа при отсутствии виляния колесной пары.

Понятие об эффективной конусности бандажа колесной пары и учет его износа при качении колесной пары по рельсу с проскальзыванием. ​Уравнения извилистого движения одиночной колесной пары и проверка устойчивости. Исследование устойчивости извилистого движения одиночной колесной пары с помощью алгебраического критерия устойчивости. Учет характеристик связей колесных пар с рамой тележки при исследовании боковых колебаний колесных пар и тележки. Учет неровности пути в плане и набегания гребня бандажа на рельс при исследовании извилистого движения колесной пары. Способ ввода геометрической неровности пути, как возмущения, вызывающего боковые колебания экипажа. Учет опрокидывающего момента, действующего на кузов, при исследовании боковых колебаний экипажа.

Условие устойчивости кузова от опрокидывания. Модели пути, применяемые при исследовании колебаний подвижного состава. Континуальная модель пути. Частотная характеристика прогиба пути в зависимости от скорости движения подвижного состава. Эквивалентная геометрическая неровность пути, как основное возмущение, вызывающее вынужденные установившиеся колебания подвижного состава. Определение характеристик эквивалентной геометрической неровности пути. Понятие о случайном процессе и его реализации Характеристики случайных процессов: математическое ожидание, дисперсия, авто- и взаимная корреляционные функции. Стационарные и нестационарные случайные процессы. Эргодические и неэргодические случайные процессы.

Свойства корреляционных функций. Корреляционная функция синусоидального сигнала со случайной фазой. Спектральная плотность стационарного случайного процесса. Свойства спектральной плотности. Понятие «белый шум». Использование «белого шума» для задания возмущений. Взаимная спектральная плотность и ее представление через вещественную и мнимую или через амплитудную и фазовую составляющие. Функция когерентности. Использование характеристик случайных процессов при исследовании случайных колебаний подвижного состава ​Моменты и характеристики спектральной плотности Эффективная частота и коэффициент широкополосности случайного процесса. Ширина функции спектральной плотности.

Понятия о максимумах (минимумах) случайного процесса. Законы распределения локальных и абсолютных максимумов стационарного случайного процесса. Определение среднего значения абсолютного максимума по формуле Крамера. Определение реакции линейной динамической системы на стационарное случайное возмущение. Постановка задачи идентификации системы – определения параметров системы по записям процессов на ее входе и выходе. Понятие о качестве и показателях качества. Деление показателей качества на группы и подгруппы. Общие для механической части и локомотива в целом показатели качества. Показатели назначения. Общие для механической части и локомотива в целом показатели качества.

Показатели безопасности для обслуживающего персонала и эргономические показатели качества локомотивов ​Общие для механической части и локомотива в целом показатели качества. Показатели надежности. ​Показатели виброзащиты тягового подвижного состава и их допустимые значения. Расчет показателей виброзащиты тягового подвижного состава. Показатели безопасности движения. Устойчивость колеса против схода с рельсов. Показатели безопасности движения. Устойчивость пути против сдвига в плане (поперечная устойчивость пути). Устойчивость пути по ширине колеи. Поперечная устойчивость экипажа от опрокидывания в кривой. Прочность рельсов и ходовых частей. Показатели плавности хода как гигиенические показатели, характеризующие воздействие вибраций на организм человека в переходных и квазиустановившихся режимах движения.

Показатель плавности хода в установившемся режиме движения.​ ​Метод оценки плавности хода по времени утомляемости. Метод Международной организации стандартов (ISO) по оценке вибраций на организм человека. Оценка влияния параметров рессорного подвешивания на показатели качества. Многокритериальная оптимизация параметров рессорного подвешивания. Оптимизация параметров рессорного подвешивания по минимуму интенсивности выбросов показателей качества за допустимую область. Пример решения задачи оптимизации параметров рессорного подвешивания экипажа..