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

Текст из файла (страница 3)

Для того чтобы создать графический образ пружины нужно добавить графический объект к списку, нажав на кнопку в первом ряду. Меняем имя, в нашем случае на Spring. И затем добавляем графический элемент, нажав на соответствующую кнопку во втором ряду.

Программный комплекс обладает такой функцией, которая позволяет добавить к нашей модели заранее собранные и сохраненные в файлы элементы, а точнее наши графические образы. Для этого нам нужно прочитать по очереди несколько файлов:

• CarBody;

• TractionRod_F, TractionRod_R (тяговыеповодки);

• AxleBox L, AxleBox R (левая и бравая буксы);

• Damper (гаситель).

Все наши графические образы, кроме гасителя, созданы при помощи программы «SolidWorks».

Добавление наших букс к модели происходит в два этапа, сперва создается тело, то есть наша букса, а затем вращательный шарнир, задающий вращательную степень свободы буксы относительно оси колесной пары на которой она стоит.

Рисунок 3.6 – Создание буксы и вращательного шарнира

Добавляем тело и задаем ему название Axle-boxF. Далее необходимо выбрать одноименный графический образ из выпадающего списка и задать моменты инерции для буксы. Следом переходим к элементу и создаем шарнир, у которого автоматически в качестве второго тела задана букса. Назначаем первое тело WheelSet.WSet, то есть база колесной пары, созданной раннее, при помощи выпадающего списка. Пример показан на рисунке 3.6. Задаем положение буксы на оси в поперечном направлении 1.1 м. а также задаем направление оси вращения для каждого тела в кинематической паре: (0, 1, 0). Направление оси также можно задать из выпадающего списка стандартных направлений.

Обращаем внимание на то, что у базы колесной пары нет назначенного графического образа. Для того чтобы увидеть результат добавления шарнира, необходимо перейти в режим изображения всего объекта. Тогда образ модели колесной пары с буксами будет выглядеть так, как показано на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 – Модель колесной пары с

добавленной буксой

Для добавления остальных букс к другим колесным парам мы используем операцию копирования тела и шарнира созданной раннее буксы. При этом изменяя имена вторых и первых тел, а также знаки поперечных координат букс на осях колесных пар. Таким же образом создаем тела и шарниры для остальных букс. Следующее что мы делаем, это добавляем к нашей модели кузов как тело и описываем его инерционные параметры. Надо заметить, что создание графического образа кузова ранее не означает, что мы уже добавили сам кузов. Кузов появится в модели лишь тогда, когда мы добавим твердое тело к списку тел и зададим его координаты. Для этого нужно добавить тело к списку, переименовав его в Carbody, и заполнить поля инспектора, как показано на рисунке ниже, а именно: назначить графический образ, ввести идентификаторы массы и моментов инерции.

Рисунок 3.8 – Добавление кузова и

его шарниров

Задаем присоединенный шарнир, выбрав тип шарнира который имеет шесть степеней свободы. Шарниру уже автоматически прописано имя jCarbody. Этот шарнир назначает нашему телу шесть степеней свободы: три угла ориентации и три декартовы координаты.

В модели необходимо задать пружину. Самый просто способ это сделать состоит в добавление силового элемента типа «Пружина». Для этого нужно выбрать специальные силы из списка элементов и создать первый элемент, соответствующий передней пружине для первой буксы первой колесной пары. Задаем соединяемые тела: левая передняя букса и рама тележки. Затемзадаем точку прикрепления пружины к буксе (0.28, 0, 0) и высоту пружины под статической нагрузкой 0.4 м. Включаем автоматический расчет координат точки прикрепления пружины ко второму телу. В результате чего пружина занимает свое окончательное положение в анимационном окне. Теперь нажимаем на кнопку «Рассчитать для второго тела» и намстали видны координаты точки прикрепления верхнего конца пружины к раме тележки в системе координат рамы тележки.

Рисунок 3.9 – Добавление пружин

Для пружины нужно задать статическое усилие внутри нее. Для этого вводим идентификатор fz1, потом задаем ему для начала нулевое значение. Статическое усилие в пружинах выражается через массу рамы тележки и расстояния от центра массы рамы тележки до каждой из колесных пар. Для внесения определяющего значения идентификатора fz1, дважды щелкаем левой кнопкой мыши на строке списка идентификаторов, содержащей fz1. И теперь копируем созданную раннее пружину и изменяем координаты точки прикрепления новой пружины. Все остальные пружины создаем аналогичным образом, то есть копируем последнюю сделанную пружину столько раз, сколько пружин необходимо для создания модели и изменяем их координаты соответственно так, чтоб каждая пружина имела строгие точки прикрепления к обоим телам.

Для добавления к модели наклонных фрикционных гасителей следует использовать биполярные силовые элементы. Для этого нужно выделить биполярные силы в списке элементов и добавить первый элемент к списку, после переименовать его в Damper1. На рисунке 3.9 показан пример изменения точек прикрепления и параметров гасителя.

Рисунок 3.10 – Инспектор параметров гасителя

Остальные гасители добавляем с помощью операции копирования, изменяя имена элементов. При всем этом необходимо менять первое тело то есть буксу, на соответствующее, а так же менять точки прикрепления к телам.

К модели, наряду со всеми элементами, необходимо добавить продольные тяговые поводки. Эти поводки работают исключительно на растяжение и сжатие и обычно моделируются биполярными силовыми элементами. Поэтому добавляем еще один биполярный элемент и переименовываем его в Tractionrod 1. Выбираем линейный тип элемента, заполняем поля инспектора и в конце автоматически будет рассчитана его длина в недеформированном состоянии.

На рисунке 3.10 показан пример изменения точек прикрепления поводка к телам и других полей инспектора.

Рисунок 3.11 – Инспектор параметров

тягового поводка

Каждая тележка имеет по четыре тяговых поводка. Каждый следующий поводок создается операцией копирования последнего созданного. При этом у каждого отдельного поводка должно быть свое имя. После копирования поводка у нового необходимо изменять тела точек прикрепления и их координаты.

После завершения всех операций, описанных в данном разделе, модель локомотива является законченной.

4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ И ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ДИНАМИКИ МОДЕЛИ ЛОКОМОТИВА

4.1 Общие сведения

В данном разделе необходимо изучить горизонтальную и вертикальную динамику, а так же построить графики всех видов колебаний, которые будет испытывать модель локомотива.

В зависимости от направления возмущающих сил колебания локомотива могут вызывать различные его перемещения в пространстве. У локомотивов различают следующие виды колебаний: подпрыгивание, относ, подергивание, боковая качка, галопирование и виляние. На рисунке 4.1 показаны графические представления этих видов колебаний.

Рисунок 4.1 – Виды колебаний

Для того чтобы изучать модель, необходимо задать путь, благодаря которому появится возможность рассмотреть все виды колебаний в достаточной мере. Такие пути есть в «Универсальном механизме». Они находятся в библиотеке программного комплекса. Будем использовать три пути. Первый путь представлен как прямой участок с синусоидальными горизонтальными неровностями, одинаковыми для левого и правого рельсов (рисунок 4.2) с уширением амплитуды 12.7 мм. Второй путь представлен такими же синусоидальными вертикальными неровностями. Третий путь будет кривая.

Рисунок 4.2 – Горизонтальные неровности пути

Модель локомотива разработана с помощью метода подсистем. Дерево включенных подсистем имеет три уровня (рисунок 4.3). Модель включает в себя две подсистемы – тележки, каждая из которых, в свою очередь, включает по две стандартные подсистемы – колесные пары.

Рисунок 4.3 – Иерархическая структура модели

Рассматривать подробнее будем подсистемы Тележка 1 и кузов локомотива. При этом будем рассматривать колебания при движении со скоростями 35, 50, 90км/ч. Вынесем графики с наиболее четкими колебаниями.

4.2 Построение графиков колебаний Тележки 1

Для того что бы построить графики колебаний подсистемы Тележка 1 необходимо запустить программу «UM Simulation». Затем открываем анимационное окно, в котором представлен наш локомотив, открываем графические окна в которые переносим соответствующие переменные, которые и будут отображать зависимость колебаний от времени пройденного пути и запускаем моделирование. По мере продвижения моделирования будут строиться графики.

На следующих рисунках будут показаны графики зависимости колебаний от времени пройденного пути. В качестве пути используем прямую, с горизонтальными и вертикальными неровностями. Скорость движения модели 35 км/ч.

ang:x, мм

t, c

Рисунок 4.4 – Боковая качка передней тележки, скорость 35 км/ч

Зависимость колебаний боковой качки от пройденного пути задается с помощью переменной угла поворота относительно оси Х.

ang:y, мм

t, с

Рисунок 4.5 – Галопирование передней тележки, скорость 35 км/ч

Галопирование строиться с помощью переменной угла поворота относительно оси Y.

На следующем рисунке показан график зависимости колебаний при относе тележки относительно проделанного пути. Путь измеряем по времени. За относ отвечает линейная переменная относительно пути, проекция на осьY.

r:y, мм

Характеристики

Список файлов ВКР