Полный отчет. Антиплагиат. Заболотный В.В. (1235157), страница 8
Текст из файла (страница 8)
В программе SolidWorks Simulationбрусок был закреплен с одной стороны, а с другой была приложена сила 55,7кН, направленная вверх (растяжение). Результаты расчетов, полученных впрограмме SolidWorks, представлены на рисунке 5.9.Рисунок 5.9 – Результаты расчетов в программе SolidWorks (растяжение)Из рисунка 5.9 видно, что максимальное значение абсолютных удлинений Δlсоставляет 0,085 мм.Соблюдая вышеперечисленный порядок вычислений, в программе был62выполнен расчет удлинений при приложении сжимающей силы 55,7 кН.Результаты расчета представлены на рисунке 5.10.Более подробные результаты расчетов, полученные в программе SolidWorksSimulation, представлены в таблице 5.5.Рисунок 5.10 – Результаты расчетов в программе SolidWorks (Сжатие)При расчете абсолютных перемещений сечения автосцепки (S = 115 см2) впрограмме SolidWorks Simulation, были получены показания идентичные тем,что представлены в таблице 5.5.Таблица 5.5 – Результаты расчетов прогнозируемых перемещений, полученныев программе SolidWorks Simulation63Сила, прикладываемая кавтосцепке, кНЭквивалентная силадля бруска, НАбсолютныеперемещения, мм50000 2782 0,0042100000 5565 0,0085150000 8347 0,0127200000 11130 0,0169250000 13912 0,0211300000 16694 0,0254350000 19477 0,0297400000 22259 0,0339450000 25042 0,0383500000 27824 0,0425550000 30607 0,0468600000 33389 0,0509650000 36171 0,0553700000 38954 0,0596750000 41736 0,0638800000 44519 0,0681850000 47301 0,0724900000 50083 0,0766950000 52866 0,08091000000 55648 0,0856Результаты вычисления абсолютных перемещений, для фрагментахвостовика автосцепки длинной 200 мм, представлены на рисунке 5.10.64Рисунок 5.10 – Результаты вычисления абсолютных перемещений для сеченияхвостовика автосцепки (растяжение)К фрагменту хвостовика автосцепки длинной 200 мм и площадью сеченияS=115 см2 в программе SolidWorks была приложена растягивающая сила 1 МН,в результате чего были получены перемещения, равные 0,0856 мм.В таблице 5.6 представлены результаты расчетов по разделу 5.Таблица 5.6 – Результаты расчетов пятого разделаСила,прикладываемаяк автосцепкеЭквивалентнаясиладля бруска, кНТрадиционныйметод расчета(брусок).Абсолютныеперемещения, ммSolidWorksрасчет бруска.Абсолютныеперемещения,ммSolidWorksрасчет сеченияавтосцепки.Абсолютныеперемещения,мм50000 2,8 0,0043 0,0042 0,0042100000 5,6 0,0085 0,0085 0,0085150000 8,3 0,0128 0,0127 0,0127Окончание таблицы 5.665Сила,прикладываемаяк автосцепкеЭквивалентнаясиладля бруска, кНТрадиционныйметод расчета(брусок).Абсолютныеперемещения, ммSolidWorksрасчет бруска.Абсолютныеперемещения,ммSolidWorksрасчет сеченияавтосцепки.Абсолютныеперемещения,мм200000 11,1 0,0170 0,0169 0,0169250000 13,9 0,0213 0,0211 0,0211300000 16,7 0,0256 0,0254 0,0254350000 19,5 0,0298 0,0297 0,0297400000 22,3 0,0341 0,0339 0,0339450000 25,0 0,0384 0,0383 0,0383500000 27,8 0,0426 0,0425 0,0425550000 30,6 0,0469 0,0468 0,0468600000 33,4 0,0511 0,0509 0,0509650000 36,2 0,0554 0,0553 0,0553700000 39,0 0,0597 0,0596 0,0596750000 41,7 0,0639 0,0638 0,0638800000 44,5 0,0682 0,0681 0,0681850000 47,3 0,0725 0,0724 0,0724900000 50,1 0,0767 0,0766 0,0766950000 52,9 0,0810 0,0809 0,08091000000 55,6 0,0852 0,0856 0,0856Таким образом, из таблицы 5.6 можно сделать вывод, что расчетывыполнены верно и ожидаемые деформации хвостовика автосцепки, вдиапазоне рабочих нагрузок от минус 1 МН до плюс 1 МН, будут изменяться отминус 0,085 до плюс 0,085 мм, что дает полный диапазон перемещенийвеличиной 0,384 мм.
Следовательно, в качестве датчика измерительногоустройства необходимо использовать чувствительный элемент с разрешающейспособностью не менее 1 мкм. Таким образом, датчик измерительногоустройства позволит измерять усилия, приложенные к автосцепке, с точность до5 тонн.666 ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК. ВЫБОР СХЕМЫИЗМЕРЕНИЯИзвестен ряд устройств, позволяющих измерять продольные силы наавтосцепках вагонов и локомотивов. К конструкциям, обеспечивающимизмерение продольных сил в поездах, относятся механические, гидравлическиеи тензоизмерительные (электрические) динамометры.Механические динамометры, такие как описанные в Патентах СССР No4723от 29.02.1928 [28], No8701 от 30.03.1929 [29], связывают перемещение элементовсцепки с перемещениями писца, оставляющего след на бумажной ленте влентопротяжном механизме, приводимым от свободной (не тормозной)колесной пары динамометрического вагона.
Несмотря на возможностьопределения максимальных растягивающих усилий и техническоесовершенство механизма, такие динамометры имели малую разрешающуюспособность для изучения динамических процессов, так как малая скоростьпротяжки бумажной ленты при движении поезда с малыми и среднимискоростям приводили к перекрытию смежных штрихов писца, что не позволялорасшифровать показания с высокой точностью. Кроме того, большинствоконструкций механических динамометров не предусматривало измерениесжимающих сил, прикладываемых к торцевым буферам вагонов.На рисунке 6.1 представлены схем динамометра и устройства для измерениямощности на упряжном крюке локомотива (патент СССР No4723 от 29.02.1929,патент СССР No8701 от 30.03.1929).Гидравлические динамометры, такие как описанные в ПатентахСССР No19831 от 31.03.1931 [30], СССР No51589 от 31.08.1937 [31] или в теориилокомотивной тяги [32], используют принцип измерения гидростатическогодавления в замкнутом объеме при изменении сил, приложенных к автосцепномуустройству.
Для этого в конструкцию вагона включается гидравлическиедиафрагменные динамометры, измеряющие давление жидкости, заключенной взакрытом объеме под диафрагмой, при изменении прикладываемой нагрузки.67абРисунок 6.1 – Схема: а - динамометра (патент СССР No4723 от 29.02.1929); б -устройства для измерения мощности на упряжном крюке локомотива (патент СССР No8701от 30.03.1929)68Давление жидкости под диафрагмой измеряют визуальным и регистрирующимманометрами, установленными внутри динамометрического вагона ипроградуированными в единицах силы, приложенной к сцепному устройству.На рисунке 6.2 представлена схема тягового динамометра (патентСССР No19831 от 31.03.1931).Рисунок 6.2 – Схема тягового динамометра (патент СССР No19831 от 31.03.1931)69На рисунке 6.3 представлена схема устройства для измерения тяговыхусилий локомотива (патент СССР No51589 от 31.08.1937).Рисунок 6.3 – Схема устройства для измерения тяговых усилий локомотива (патентСССР No51589 от 31.08.1937)В конструкциях гидравлических динамометров кассеты устанавливаются вразные места конструкции сцепки и позволяют измерять или толькорастягивающие, или только сжимающие силы.
Использование гидравлическихдинамометров ограничено необходимостью изготовления вагона специальнойконструкции. Кроме того необходимо решение проблемы компенсациипогрешностей измерений, связанных с изменением внутреннего давления вгидравлическом динамометре при измерении температуры наружного воздуха и70температуры гидравлического масла внутри динамометра.Тензоизмерительные динамометры, такие как описанные в ПатентеСССР No1111915 [33] от 07.09.1984, в [32], или в Патенте США No4042810 [34]от 16.08.1977, обладают возможностью преобразования деформацийконтролируемой детали в пропорциональную величину измененияэлектрического сигнала.
Такие динамометры получили распространение послеперевода подвижного состава на автоматические и полуавтоматические сцепки.Известна (Патент СССР No1111915) динамометрическая автосцепка, широкоиспользуемая в вагонах-лабораториях для проведения тяговых испытаний ипозволяющая непосредственно измерять и контролировать продольныединамические усилия, в том числе реализуемые в различных сеченияхгрузового поезда при его движении в режимах тяги и торможения. Однако,оснащение такими сложными, дорогостоящими и недостаточно надежнымиустройствами парка эксплуатируемых грузовых вагонов потребует чрезвычайнобольших временных и капитальных затрат. Известна технология контроляпродольной динамики, которая предполагает использование тензометрическихавтосцепок, устанавливаемых на специализированных вагонах-лабораториях ина нескольких вагонах в различных сечениях грузового поезда [6].На рисунке 6.4 представлена схема сцепного устройствадинамометрического вагона и устройства для облегчения управления поездом(патент СССР No1111915 от 07.09.1984, патент США No4042810 от 16.08.1977).Тензометрическая автосцепка имеет точно такую же конструкцию, как истандартная автосцепка типа СА-3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
