ПЗ (1221004), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Рисунок 4.14 – График силы сопротивления движению поезда в UM Simulation

Силы сопротивления поезда – это внешние неуправляемые силы направленные против движения поезда. Как правило силы сопротивления движения разделяют на силы основного сопротивления и дополнительного.

Силы основного сопротивления действуют постоянно при движении поезда. К их составляющим относятся силы трения в подшипниках, сила трения качения колес по рельсам, сила сопротивления воздушной среды и т.п.

Сила дополнительного сопротивления от уклона рассчитывается автоматически с использованием значений массы экипажа и текущего уклона пути.

В UM Simulation силы основного сопротивления для каждого экипажа поезда задаются в окне Инспектора моделирования объекта на закладке Сопротивление/Основное, как показано на рисунке 4.15.

Рисунок 4.15 – Задания сил основного сопротивления движению

На этой закладке расположены два списка. Верхний список (список загруженных моделей сил) содержит загруженные для данной модели поезда модели сил основного сопротивления. С помощью кнопок и можно соответственно добавить или удалить модель силы сопротивления. Нижний список (список назначения моделей сил) содержит список экипажей поезда и назначенные им модели из верхнего списка.

Для задания экипажу модели сил из списка загруженных моделей используется двойной щелчок мыши на поле Модель сопротивления соответствующего экипажа. Каждый щелчок перебирает модели из верхнего списка. Кроме того, если выбрать команду контекстного меню Назначить всем для модели из верхнего списка, то всем экипажам будет задана соответствующая модель.

В модуле UM Simulation включает четыре модели сил основного сопротивления для движения по стыковому пути, которые всегда присутствуют в списке загруженных моделей сил и не могут быть удалены из него [4].

Для модели Локомотив сила основного сопротивления электровозов и тепловозов определяется по формуле

, (4.1)

где v – скорость движения, м/с;

М – масса экипажа, кг.

Для груженных четырехосных вагонов на роликовых подшипниках и вагонов рефрижераторных поездов в составе поезда основное сопротивление определяется по формуле

. (4.2)

Сила основного сопротивления порожних четырехосных и шестиосных вагонов на роликовых подшипниках определяется по формуле

. (4.3)

Для пассажирских цельнометаллических вагонов на роликовых подшипниках, при скоростях движения до 160 км/ч, сила основного сопротивления будет определяться по формуле

. (4.4)

По умолчанию при первом открытии модели поезда тяговым единицам назначается модель сил сопротивления Локомотив, вагонам – Груженый вагон.

С помощью инструмента, входящего в состав модуля UM Simulation, можно задать модель сил основного сопротивления следующего вида

, (4.5)

где W_o – сила сопротивления, Н;

m – масса экипажа, кг;

x – пройденный путь, м;

v – скорость движения, м/с;

t – время, с.

Для открытия инструмента необходимо выбрать команду меню Инструменты /Поезд / Силы сопротивления. Общий вид окна задания силы основного сопротивления показан на рисунке 4.16.

Рисунок 4.16 – Создание модели силы основного сопротивления движению

Также в UM Simulation возможно задать силы сопротивления при движении в кривой. Для этого необходимо воспользоваться закладкой Сопротивление/Кривая, как показано на рисунке 4.17.

Рисунок 4.17 – Задание сил сопротивления движению от кривой

В данной закладке доступны следующие модели сил:

- без смазки, комбинированная смазка – это регрессивные зависимости, полученные с помощью моделей четырехосных грузовых вагонов с трехэлементными тележками, созданных на ПК УМ;

- a/(R-b) – удельная сила, в которой R­ – радиус кривой, а a и b – эмпирические коэффициенты.

4.1.3 Настройка тормозного оборудования

Как правило, в поездах режимы торможения (торможение, отпуск, перекрыша и т.д.) задаются либо изменением давления в тормозной магистрали (пневматические тормоза), либо изменением напряжения в электрической системе управления (электропневматические тормоза). В таком случае на каждом экипаже установлены один или более тормозных цилиндров, изменение давления сжатого воздуха в которых в зависимости от режима торможения задает силу нажатия тормозных колодок на колесо. Сила на штоке тормозного цилиндра через систему рычагов передается на тормозные колодки, прижатие которых к колесам и реализует тормозную силу.

При создании тормозной системы поезда необходимо задать скорости волны отпуска и торможения, индикаторные диаграммы заполнения тормозных цилиндров, их количество, параметры рычажной системы, количество тормозных колодок и коэффициент трения между тормозными колодками и колесом.

Формула для определения силы торможения выглядит следующим образом

, (4.6)

где – коэффициент трения между колодкой и колесом;

– сила нажатия тормозных колодок, Н.

Сила нажатия тормозной колодки и коэффициент трения между колодкой и колесом для каждого экипажа рассчитываются отдельно с учетом количества пар трения колодка-колесо. Для этого создаются модель коэффициента трения, а также модель рычажной передачи и индикаторная диаграмма изменения давления в тормозном цилиндре, задающие силу нажатия, и назначаются соответствующим экипажам в модели поезда.

Коэффициент трения может быть задан графиком зависимости от скорости

движения или функцией силы нажатия, пройденного пути, скорости движения и времени.

Для создания модели сил нажатия в UM Simulation необходимо воспользоваться меню Инструменты / Коэф. трения «колодка-колесо». В зависимости от вида задания откроется окно создания коэффициента трения, как показано на рисунке 4.18.

Рисунок 4.18 – Окно создания коэффициента трения при помощи: а – выражения;

б – кривой

Вид задания определяет, каким образом будет задаваться коэффициент трения:

- выражение – коэффициент трения является функция силы нажатия (идентификатор – F), пройденного пути (x), скорости движения (v) или времени (t);

- кривая – коэффициент трения задается графиком в зависимости от скорости движения.

Все величины задаются в системе СИ, то есть сила – в Ньютонах, пройденный путь – в метрах, скорость – в метрах в секунду, время – в секундах.

Для опытной модели зависимость коэффициента трения от силы нажатия и скорости движения экипажем задается уравнением [4]

, (4.7)

где – сила нажатия тормозных колодок, тс;

v – скорость движения экипажа, км/ч.

Чтобы задать такую формулу для коэффициента трения, необходимо выбрать вид задания Выражение и ввести данную формулу, учитывая перевод величин в систему СИ

. (4.8)

Для задания коэффициент трения графиком от скорости движения, необходимо выбрать вид задания Кривая. Создавая кривую при данном виде задания, необходимо учитывать, что данный способ менее удобный, так как в нем нельзя задать зависимость коэффициента трения от силы нажатия. А, как показывает практика, коэффициент трения сильно зависит от силы нажатия.

В открывшемся окне Редактор кривых необходимо задать кривую зависимости коэффициента трения композиционных колодок о колеса от скорости движения при = 25,4 кН.

Внешний вид зависимости коэффициента трения от скорости движения в окне редакторе кривых UM Simulation показан на рисунке 4.19.

Рисунок 4.19 – Окно редактора кривых

Чтобы назначить кривую модели коэффициента трения и далее сохранить модель, необходимо нажать кнопку Применить.

После задания коэффициента трения в UM Simulation, необходимо определить силу нажатия тормозных колодок, которая рассчитывается по формуле

, (4.9)

где – количество тормозных цилиндров, установленных на экипаже;

i – передаточное число рычажной передачи;

η – к.п.д. рычажной передачи;

р – давление сжатого воздуха в тормозном цилиндре, Па;

S – площадь поршня тормозного цилиндра, м²;

– к.п.д. тормозного цилиндра;

– усилие отпускной пружины, Н;

– количество тормозных колодок на экипаже (число пар трения колодка-колесо).

Для задания силы нажатия необходимо создать модель рычажной передачи,

где задаются все вышеперечисленные параметры кроме давления в тормозном цилиндре, и график изменения давления в тормозном цилиндре (индикаторную диаграмму). Графики изменения давления задается отдельно для режимов служебного торможения, экстренного торможения и отпуска.

Окно создания модели рычажной передачи открывается при помощи пункта меню Инструменты / Поезд / Рычажная передача, общий вид которого показан на рисунке 4.20.

Рисунок 4.20 – Задание модели рычажной передачи

Модели рычажных передач, созданные с помощью описываемого окна, должны быть добавлены в список на закладке Поезд / Торможение / Тормозное оборудование / Рычажная передача инспектора моделирования для возможности их использования при формировании тормозной системы поезда.

Для создания индикаторной диаграммы изменения давления в тормозном цилиндре необходимо воспользоваться специальными инструментами, при помощи меню Инструменты / Поезд / Индикаторная диаграмма.

С помощью этого инструмента создается график изменения давления в тормозном цилиндр от времени при различных режимах торможения:

- служебное торможение;

- экстренное торможение;

Характеристики

Список файлов ВКР