ВКР20161 (1221274), страница 4
Текст из файла (страница 4)
t, с
Рисунок 4.6 – Относ передней тележки, скорость 35 км/ч
На рисунке ниже показано подпрыгивание рамы тележки в течении всего пути. Скорость движения 35 км/ч. За подпрыгивание отвечает переменная смещения центра масс тележки, относительно оси Z.
Zc, мм
t, с
Рисунок 4.7 – Подпрыгивание передней тележки, скорость 35 км/ч
График подпрыгивания передней тележки находится выше оси абсцисс. Он смещен вверх на 1.15 м, в связи с тем что центр масс тележки лежит на высоте 1.15 м по оси Z.
Xc, мм
t, с
Рисунок 4.8 – Подергивание передней тележки, скорость 35 км/ч
На рисунках ниже будут показаны все те же колебания, но при скорости движения равной 50 км/ч. В качестве пути, та же прямая с горизонтальными и вертикальными неровностями.
На следующем рисунке показан график зависимости колебаний боковой качки от времени. Для его построения существует угловая переменная относительно оси Х. Для изменения скорости в инспекторе моделирования, меняем старое значение скорости на 50 км/ч.
ang:x, мм
t, с
Рисунок 4.9 – Боковая качка передней тележки, скорость 50 км/ч
ang:y, мм
t, с
Рисунок 4.10 – Галопирование передней тележки, скорость 50 км/ч
r:y, мм
t, с
Рисунок 4.11 – Относ передней тележки, скорость 50 км/ч
Xc, мм
t, с
Рисунок 4.12 – Подергивание передней тележки, скорость 50 км/ч
При скоростях 35 и 50 км/ч колебания схожи друг с другом соответственно. Что бы увидеть изменения колебаний, промоделируем объект со скоростью 90 км/ч и пронаблюдаем, как изменяется поведение соответствующих графиков. Для этого необходимо зайти винспектор моделирования и поменять значение скорости движения модели.
На следующих рисунках представлены колебания передней тележки при скорости движения модели локомотива равной 90 км/ч.
ang:x, мм
t, с
Рисунок 4.13 – Боковая качка передней тележки, скорость 90 км/ч
ang:y, мм
t, с
Рисунок 4.14 – Галопирование передней тележки, скорость 90 км/ч
r:y, мм
t, с
Рисунок 4.15 – Относ передней тележки,
скорость 90 км/ч
Xc, мм
t,с
Рисунок 4.16 – Подергивание передней тележки,
скорость 90 км/ч
Для более наглядного изменения колебаний локомотива при разных скоростях, построим графики этих же колебаний в одном графическом окне. Для этого промоделируем локомотив со скоростью движения 35 км/ч и сохраним графики как статические.
Далее промоделируем локомотив при скорости движения 90 км/ч и построим графики колебаний в тех графических окнах, в которых сохранились графики колебаний при движении локомотива со скоростью 35 км/ч.
ang:x, мм
t, с
Рисунок 4.17 – Боковая качка передней тележки
при скоростях 35 и 90 км/ч
ang:y, мм
t, с
Рисунок 4.18 – Галопирование передней тележки
при скоростях 35 и 90 км/ч
r:y, мм
t, c
Рисунок 4.19 – Относ передней тележки
при скоростях 35 и 90 км/ч
Zc, мм
t, c
Рисунок 4.20 – Подпрыгивание передней тележки
при скоростях 35 и 90 км/ч
Xc, мм
t, c
Рисунок 4.21 – Подергивание передней тележки
при скоростях 35 и 90 км/ч
На всех графиках сравнения колебаний передней тележки, колебания при скорости движения локомотива 90 км/ч начинаются раньше, чем при скорости 35 км/ч. Это связано с тем, что неровности пути при большей скорости достигаются раньше.
4.3 Построение графиков колебаний кузова
Для построения графиков колебаний кузова, делается все тоже, что делалось для построения графиков колебаний передней тележки. Но вместо переменных тележки используем переменные кузова.
В качестве пути выбираем кривую, радиусом равным 250, из библиотеки программного комплекса. Прямая, перед въездом равна 5 м, въезд в кривую имеет длину равную 50 м, кривая постоянного радиуса 200м, выезд из кривой, так же как и въезд равен 50 м, уширение колеи в кривой принято стандартом программы и равно 0,015 м. Общая длина всего участка равна 305 м.
Ниже показаны рисунки, на которых построены графики колебаний кузова модели, при движении в кривой со скоростью 90 км/ч.
ang:x, мм
t, с
Рисунок 4.22 – Боковая качка кузова в кривой, скорость 90 км/ч
ang:y, мм
t, с
Рисунок 4.23 – Галопирование кузова в кривой,
скорость 90 км/ч
r:y, мм
t, с
Рисунок 4.24 – Относ кузова в кривой,
скорость 90 км/ч
Для того что бы увидеть что при разных скоростях движения модели колебания отличаются, сохраним графики колебаний при скорости 90 км/ч как статические и проведем моделирование еще раз. В первом случае модель проходила кривую на скорости 90 км/ч, а во втором случае локомотив пойдет со скоростью 50 км/ч. При скорости 35 км/ч колебания при прохождении кривой не значительны, поэтому обойдемся двумя скоростями. Таким образом, на одном графике будут видны колебания при прохождении кривой при скоростях с разностью почти в два раза.
В первую очередь колебания будут отличаться по протяженности, это связано с тем, что при большей скорости локомотив проходит кривую, потратив на это меньше времени.
На графике колебаний боковой качки четко видна разница при выходе локомотива из кривой. При меньшей скорости локомотива выход из кривой сопровождается плавным изменением колебаний, чего нельзя сказать про график колебаний при скорости 90 км/ч (рисунок 4.25).
ang:x, мм
t, с
Рисунок 4.25 – Боковая качка кузова в кривой, при скоростях 50 и 90 км/ч
ang:y, мм
t, c
Рисунок 4.26 – Галопирование кузова в кривой,
при скоростях 50 и 90 км/ч
4.4 Построения графиков направляющих сил
При прохождении локомотивом кривой каждое из его колес в определенной степени гребнем давит на рельс. Моделирование происходит в правой кривой, радиусом 250. При прохождении правой кривой на рельс гребнями давят только левые колеса. Сильнее всех на рельс давит гребень первого левого колеса передней тележки (рисунок 4.27).
Рисунок 4.27 – Анимационное окно сил в точках
контакта колесо-рельс
На рисунке 4.27 показаны точки контакта колес с рельсами. Стрелками направленными вертикально вверх показаны реакции опоры. Во время моделирования силы, показанные в анимационном окне, изменяются на всем протяжении пути.
Рассмотрим графики изменения направляющих сил в кривой, при разных скоростях движения. Они позволяют увидеть влияние скорости на величину направляющей силы. Строить будем только для первого левого колеса передней тележки. Сравнивать будем движение при скорости 50 и 90 км/ч.
N:y, Н
t, c
Рисунок 4.28 – Направляющие силы первого левого
колеса передней тележки
Из рисунка 4.28 видно, что при прохождении кривой, направляющая сила на прямую зависит от скорости движения. При скорости движения 90 км/ч величина направляющей силы стремительно возрастает при движении в кривой постоянного радиуса. Амплитуда колебаний значительно отличается от колебаний при скорости 50 км/ч.
По графику видно, что при скорости 50 км/ч значение направляющей силы колеблется от 60 до 70 кН. А при скорости 90 км/ч значение направляющей силы возрастает почти до 100 кН.
Можно сделать вывод, что чем выше скорость движения в кривой, тем больше значение направляющей силы и наоборот.
Величина направляющей силы так же зависит от радиуса кривой. Поэтому построим график, на котором будет виден характер изменения направляющей силы в зависимости от радиуса кривой (рисунок 4.29).
Для этого сохраним график направляющей силы при прохождении кривой со скоростью 50 км/ч как статический. В инспекторе макрогеометрии изменим радиус кривой, вместо 250 м поставим 350. После моделирования, аналогично поменяем радиус на 450 и проанализируем получившиеся графики.
N:y, Н
t, c
Рисунок 4.29 – Направляющая сила первого левого колеса
передней тележки
По рисунку видно, что график при радиусе 450 м лежит ниже остальных. В этом случае при движении в кривой постоянного радиуса значение направляющей силы колеблется от 50 до 55 кН. Из трех графиков, самое большое значение направляющей силы соответствует графику кривой радиуса 250 м. Это значение находится в пределах от 65 кН до 70 кН.
Из выше перечисленного можно сделать вывод о том что, чем меньше радиус кривой, тем больше значение направляющей силы и наоборот, чем больше радиус кривой, тем меньше значение направляющей силы.
4.5 Построение графиков износа колес
При любом движении локомотива происходит износ его колес. Программный комплекс «Универсальный механизм» позволяет наглядно увидеть интенсивность износа каждого колеса и увидеть, как она изменяется при изменении скорости движения, при изменении радиуса кривой и т. д.
Запустим моделирование движения локомотива в кривой радиусом 250 м со скоростью движения 50 км/ч и построим графики износа для каждого из колес.
AWear
t, c
Рисунок 4.30 – Износ колес локомотива
в кривой радиусом 250 м
Из рисунка выше видно, что одно колесо больше всех подвержено износу в кривой. Это правое колесо второй колесной пары передней тележки.
Далее промоделируем локомотив с такой же скоростью, но при других радиусах кривой и посмотрим, как изменится износ правого колеса второй колесной пары передней тележки.
AWear
t, c
Рисунок 4.31 – Износ колеса в кривой
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
