Строительная механика
МПС РФ
Уральский государственный университет путей сообщения
Кафедра “Вагоны”
Курсовой проект
По дисциплине “Строительная механика и динамика вагонов”
Екатеринбург
2001
Содержание
1 Цель работы и решаемые задачи
2 Объект исследования
3 Динамическая система и метод расчета
3.1 Допущения по расчетной модели
3.2 Источник возмущений
3.3 Метод расчета и уравнения колебаний системы
3.4 Структура физико-математической модели динамической системы и ее топологическая модель
4 Инерционно-топологическая модель вагона
4.1 Характеристика инерционно-топологической подсистемы
4.2 Характеристики инерции
4.3 Математическая инерционная модель
5 Виброзащитная модель динамической системы
5.1 Характеристики рессорного подвешивания двухосной тележки грузового вагона
5.2 Нагруженность системы силами упругости и реакциями сил упругости
5.3 Математическая модель виброзащитной системы вагона
6 Внешняя нагруженность динамической системы
6.1 Физическая модель нагруженности вагона
6.2 Математическая модель внешних возмущающих нагрузок
6.3 Математическая модель динамики вагона на рессорах
7 Свободные колебания вагона на рессорах
7.1 Уравнения свободных колебаний вагона
7.2 Определение частот свободных колебаний
7.3 Формы колебаний вагона
8 Вынужденные колебания вагона на рессорах
8.1 Резонансные колебания кузова вагона
8.2 Определение параметров гасителей колебаний
Литература
1
Целью работы является:
- изучение метода расчета динамической системы;
- исследование колебаний вагона на рессорах.
Решаемые задачи:
- определение характеристик расчетных моделей подсистем;
- изучение свободных и вынужденных колебаний;
- определение параметров гасителей рессорного подвешивания вагона.
2
Объектом исследования является модель крытого вагона 11-066 с одинарным рессорным подвешиванием.
Таблица 2.1
Характеристика задания
| 3 3.1 Допущения по расчетной моделиПри выборе динамической расчетной модели принимаем следующие допущения: · динамическую систему представляем в виде системы твердых тел; · полагаем, что в рессорном подвешивании отсутствуют диссипативные силы сухого и вязкого трения, система вследствие этого будет являться консервативной; · грузы рассматриваем как твердые тела с жестким присоединением к кузову вагона; · рессорные комплекты тележек имеют линейную силовую характеристику; · путь считаем абсолютно жестким. 3.2 Источник возмущенийВ качестве источника возмущения принимаем гармоническую неровность первого вида: ,(3.1) где - частота изменения гармонической неровности: ,(3.2) - скорость движения вагона. 3.3 Метод расчета и уравнения колебаний системыФизическая модель метода расчета Для расчета системы используем метод реактивных усилий. Колебания кузова в пространстве определяем по движению центра масс кузова : тремя линейными и тремя угловыми его перемещениями по направлению координатных осей кузова (рисунок 4.1). Движение всех других частей кузова находим по колебаниям центра масс кузова и координатам этих частей, . Узел , движение которого будем изучать, условимся называть центрально-координатным узлом. Центрально-координатный узел полагаем имеет внутренние линейные и угловые связи по направлению координатных осей . Считаем, что все усилия, действующие на рассматриваемое тело, через внутренние элементы-вставки передаются в связи центрально-координатного узла и здесь взаимно уравновешиваются на основании принципа Лангранжа-Деламбера. Усилия, которые подходят к узлу, являются активными. Они вызывают в связях реакции: - сил инерции, - сил упругости, - сил вязкого трения, - возмущающие силы и другие, равные по величине активным силам и противоположно по направленные, где - номер реакции и номер перемещения. По видам перемещений кузова колебаниям присвоены названия: - колебание подергивания (линейное по оси ); - колебание подпрыгивания (линейное по оси ); - колебание бокового относа (линейное по оси ); - колебание бокового поворота (угловое вокруг оси ); - колебание виляния (угловое вокруг оси ); - колебание галопирования (угловые вокруг оси ). Уравнения колебаний вагона Уравнения колебаний вагона в общем случае запишутся из уравнений равновесия реакций в центрально-координатных связях кузова: (3.3) Для сил инерции и сил упругости с линейными характеристиками значения реакций будем записывать через коэффициенты от единичных воздействий: (3.4) где - коэффициенты реакций сил инерции и упругости от единичных возмущений: . Уравнения колебаний (3.3) в этом случае можно представить в развернутой записи как систему уравнений вида: (3.5) 3.4 Структура физико-математической модели динамической системы и ее топологическая модель
|