Сапожников Пояснительная записка (1230236), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

v₀ – начальная скорость поезда.

В процессе численного решения системы дифференциальных уравнений движения поезда тормозные пути определяются абсолютными перемещениями вагонов, а продольные силы – относительными скоростями движения.

Исследованием продольной динамики занимаются не только отечественные ученые. Эта проблема поднимается учёными практически всех стран, имеющих железнодорожное сообщение. Особенно в области изучения продольной динамики преуспели страны – лидеры тяжеловесного движения поездов, такие как

США, Канада, ЮАР, Австралия, Бразилия и Китай.

На рисунке 1.6 представлена модель, предложенная китайскими учёными Вэйхуа Чжаном, Гуандун Тянь Ши и Маори Чи из Юго-западного транспортного университета, города Ченду [6].

Рисунок 1.6 – Модель поезда, предложенная в Юго-западном транспортном университете, Китай

Пассажирский поезд обычно состоит из десятков вагонов, в то время как в грузовом – сотни вагонов и несколько локомотивов, приводящих поезд в движение. На железнодорожных магистралях Китая масса поезда может достигать 20000 тонн, количество вагонов – 300, а длина несколько километров. На рисунке 1.5 изображен поезд, состоящий из n единиц подвижного состава и у каждая из них обладает m степенями свободы. Количество степеней свободы всего поезда равняется n умножить на m. Уравнение движения железнодорожного состава выражается следующим образом:

(1.3)

где [M] – матрица масс вагонов;

[C] – матрица демпфирования рессорного подвешивания вагонов;

[К] – матрица жесткости рессорного подвешивания вагонов;

Y – обобщённые координаты;

{P} – внешние силы, действующие на поезд;

{F} – силы взаимодействия между вагонами.

Матрицы описываются следующим образом:

(1.4)

(1.5)

(1.6)

Координаты степеней свободы, внешние силы и силы взаимодействия описываются следующим образом:

(1.7)

(1.8)

(1.9)

Расчет матриц таких размеров очень трудоёмкое занятие даже с применением современных вычислительных средств. Для более простого расчета производится ряд упрощений уравнения (1.1), в результате чего получается:

(2.0)

Силы взаимодействия между вагонами определяются по формуле:

(2.1)

где {y} – обобщённые координаты степеней свободы i-го вагона;

[m_i] – матрица масс i-го вагона;

[c_i] – матрица демпфирования рессорного i-го вагона;

[k_i] – матрица жесткости рессорного подвешивания i-го вагона;

[р_i] – внешняя сила, действующая на i-ый вагон;

и – силы взаимодействия соседних вагонов между собой.

В соответствии с уравнением (2.1) возможно рассмотреть один вагон в качестве основного интегрального блока и разделить систему уравнений поезда n независимых уравнений, которые можно посчитать отдельно. При расчете уравнений каждого вагона будут использоваться одинаковые обобщённые координаты степеней свободы. Если количество степеней свободы одного вагона меньше, чем у другого, то берется наибольшее количество, а отсутствующие обобщенные координаты будут приравнены нулю. После того как завершен расчет уравнений одного вагона результат сохраняется в качестве временных переменных. Эти переменные передаются для расчета следующего вагона. И так, шаг за шагом по очереди выполняется расчет уравнений вагонов. Использование этого метода помогает решить проблему наличия огромного количества степеней свободы у всего состава.

2 ПОРЯДОК ВНЕСЕНИЯ В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РЕЕСТР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Государственный реестр средств измерений предназначен для регистрации средств измерений, типы которых утверждены Рос стандартом. Государственный реестр – источник официальной информации о результатах работ по испытаниям и утверждению типа средств измерений [23].

Ведением Государственного реестра занимается Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы» (ФГУП «ВНИИМС»).

Государственный реестр ведется в целях:

- учета средств измерений утвержденных типов и создания централизованных фондов информационных данных о средствах измерений, допущенных к производству, выпуску в обращение и применению в Российской Федерации;

- учета выданных сертификатов об утверждении типа средств измерений и аттестатов аккредитованных государственных центров испытаний средств измерений;

- регистрации аккредитованных государственных центров испытаний средств измерений;

- учета типовых программ испытаний средств измерений для целей утверждения типа;

- организации информационного обслуживания заинтересованных юридических и физических лиц, в том числе национальных метрологических служб стран, принимающих участие в сотрудничестве по взаимному признанию результатов испытаний и утверждения типа средств измерений.

Для внесения средства измерения в Реестр необходимо утвердить его тип. Испытания средств измерений в целях утверждения типа – работы по определению метрологических и технических характеристик однотипных средств измерений. Испытания средств измерений производится юридическими лицами, имеющие аккредитацию в сфере обеспечения единства измерений на выполнение таких испытаний. Сведения об аккредитации юридических лиц, имеющих право выполнения испытаний средств измерений в целях утверждения типа можно получить на интернет портале Росстандарта.

Испытания средств измерений в целях утверждения типа проводятся на основании заявки юридического лица или индивидуального предпринимателя. Испытанию могут подлежать как средства испытания серийного производства, так и единичные экземпляры.

Для проведения испытания составляется заявка, которая содержит следующие сведения:

- наименование средства измерения;

- область применения средства измерений с указанием разрешительных документов и их наличия;

- характер производства средства измерений - серийное или единичное;

- метрологические и технические характеристики средства измерений, включая показатели точности;

- сведения о документе на методику поверки, по которому может осуществляться поверка подлежащего испытаниям средства измерений, или указать на необходимость разработки документа на методику поверки;

- сведения о наличии протоколов предварительных испытаний средства измерений.

После подачи этих сведений производится разработка, согласование и утверждение программы испытаний в целях утверждения типа средств измерений. Испытания производятся по типовой программе, в которую вносятся дополнения и уточнения. Программа испытаний в обязательном порядке должна содержать следующие разделы:

- объект испытаний;

- содержание и объем испытаний;

- условия проведения испытаний;

- методы (методики) испытаний;

- оценка защиты и идентификация программного обеспечения (раздел разрабатывается при наличии программного обеспечения);

- определение интервала между поверками;

- анализ конструкции средства измерений.

После проведения испытаний оформляется акт испытаний средств измерений для утверждения типа и проект описания типа средств измерения, который содержит следующие разделы:

- наименование типа средства измерений;

- назначение средства измерений;

- описание средства измерений;

- программное обеспечение;

- метрологические и технические характеристики;

- знак утверждения типа;

- комплектность средства измерений;

- поверка;

- сведения о методиках (методах) измерений;

- нормативные документы;

- рекомендации по областям применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений;

- изготовитель;

- заявитель;

- испытательный центр.

В описании типа должны применяться научно-технические термины, обозначения и определения, установленные соответствующими стандартами, а при их отсутствии – общепринятыми в научно-технической литературе.

После составления проекта описания типа измерений оформляется заявка на утверждение типа средства измерений и протокол испытаний. Заявка направляется в Росстандарт с набором необходимых документов, таких как:

- полное наименование Заявителя;

- полное наименование средства измерений, представляемого на утверждение типа;

- почтовый адрес для направления Свидетельства;

- приложение.

Также к заявке прилагаются:

- копия заявки на проведение испытаний;

- акт испытаний с протоколами испытаний, 2 (двумя) экземплярами проекта описания типа, методикой поверки;

- подлинник программы испытаний;

- комплект эксплуатационных документов, фотографии и рекламные проспекты на средства измерений, копия технических условий.

Управление метрологии Росстандарта регистрирует заявку, и в течение 5 рабочих дней проверяет наличие всех необходимых документов, при условии предоставления всех документов направляет их на проверку в ФГУП «ВНИИМС».

ФГУП «ВНИИМС» в течение 20 дней со дня поступления документов из Росстандарта проводит проверку результатов испытаний. После чего отправляет пакет документов в управление метрологии Росстандарта. После подписания приказа об утверждении ФГУП «ВНИИМС»:

- регистрирует утвержденный тип средств измерений;

- присваивает регистрационный номер свидетельству об утверждении типа;

- оформляет свидетельство об утверждении типа средств измерений и обязательное приложение к свидетельству об утверждении типа средства измерений, содержащее описание типа;

- передает свидетельство об утверждении типа с приложением на подпись

заместителю Руководителя Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии.

Управление метрологии Росстандарта после подписания свидетельства и приложения к нему регистрирует его в журнале учета выдачи свидетельств об утверждении типа средств измерений.

3 ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ ВАГОНОВ

В процессе эксплуатации на вагоны постоянно действуют комбинация статических и динамических нагрузок. Уровень статических нагрузок практически не изменяется в течение времени службы вагона (или изменяется весьма незначительно). Эти нагрузки называются статическими.

В течение всего срока службы детали и узлы вагона находятся под действием собственного веса, величина которого остается постоянной. При проектировании тара вагона (его собственная масса) определяется в зависимости от тары деталей и узлов, образующих кузов, раму, ходовые части, автосцепное и автотормозное оборудование.

В эксплуатации грузовой вагон находится под действием массы перевозимого груза, который называется полезной нагрузкой. Ее величина при погрузке различными грузами изменяется, но не должна быть больше установленной грузоподъемности вагона. При проведении прочностных расчетов полезную нагрузку принимают постоянной, равной грузоподъемности вагона.

К статическим силам относятся также гидростатические и распорные усилия, возникающие при перевозках в полувагонах, цистернах, хопперах, крытых вагонах и других вагонах сыпучих, жидких и других навалочных грузов. При проведении уточняющих расчетов эти силы учитываются как временные, которые действуют не постоянно.

При движении по рельсовому пути происходят колебания вагона в различных плоскостях, в результате чего возникают дополнительные нагрузки на различные детали или узел конструкции. Такие нагрузки являются переменными. Они зависят от времени и называются динамическими силами, действующими на вагон. Динамические силы возникают в вертикальной плоскости, в горизонтальной (поперек пути) и продольной (вдоль пути) плоскостях. К динамическим силам относятся силы взаимодействия вагона с рельсами при движении в прямых, круговых и переходных кривых участках пути, которые возникают при установившихся и переходных колебательных процессах. Кроме того, к динамическим силам относятся силы взаимодействия между деталями и узлами вагона, вагонами и локомотивом при трогании поезда с места, экстренном торможении, маневровой работе на станции, установившемся режиме движения поезда на перегоне.

Уровень возникающих динамических сил зависит от многих причин: геометрических параметров рельсового пути, его состояния, диссипативных и жесткостных свойств, диссипативных и упругих свойств рессорного подвешивания, режима движения поезда и ударно-тяговых приборов вагона. При высоких скоростях движения воздействие воздушной среды, сила и изменчивость ветровой нагрузки оказывает существенное значение.

Характеристики

Список файлов ВКР