В данной серии расчетов рассматривалось несколько вариантов, в которых:
— упругие продольные тяги отсутствовали, при этом продольная связь колесных пар с рамой осуществлялась только за счет пружин буксовой ступени подвешивания;
— продольные тяги имели жесткости соответственно 30 т/м, 300 т/м, 700 т/м, 1100 т/м и 1900 т/м.
Расчеты проводились в диапазоне скоростей 20-70 м/с (72-252 км/час) с периодическими неровностями рельсов в вертикальной и горизонтальной плоскостях длиной 25 м и амплитудами 10 мм.
В качестве выходных параметров анализировались:
— вертикальные и боковые силы в центральном подвешивании;
— вертикальные силы в буксовом подвешивании;
— рамные силы;
— боковые силы между колесами и рельсом;
— высота подъема колеса на гребне;
— мощности сил трения на ободе и гребне при проскальзывании колес относительно рельсов;
— ускорения, координаты;
— вертикальные силы между колесом и рельсом.
Проведенные расчеты показали, что жесткость продольной тяги между колесной парой и рамой тележки незначительно влияет на вертикальные и боковые силы в центральном и буксовом подвешивании. Ее величина также мало влияет на ускорения кузова и рамные силы.
Вместе с тем выяснилось, что жесткость продольной связи оказывает заметное влияние на мощности сил трения на ободе и гребне колес, т.е. существенно влияет на износы. Результаты проведенных расчетов по изменению мощностей сил трения на ободе и гребне колес в зависимости от величин продольной жесткости приведены в табл. 6.1 и на графиках рис.6.1. В табл. 6.1 приведены данные в диапазоне скоростей движения 20-70 м/с (72-252 км/ч). На графиках рис.6.1 приведено изменение мощностей сил трения на колесах при скорости движения 70 м/с (252 км/ч).
Из табл. 6.1 и графиков рис.6.1 следует, что оптимальная величина жесткости продольных тяг составляет 300 т/м на одну тягу. При этом средняя мощность сил трения на ободе и гребне снижается соответственно с 32,0 до 26,70 кгм/сек и с 24,59 до 19,04 кгм/сек. Это снижение составляет 13,4% по ободу и 23,1% по гребню колеса. Можно предположить, что в таком же соотношении будут снижаться износы колес по ободу и гребню.
а) Мощности сил трения на ободе колеса (кгм/сек)
б) Мощности сил трения на гребне колеса (кгм/сек)
Рис.6.1. Мощности сил трения на ободе и гребне колеса
Жесткость Продольной Связи (т/м) |
Скорость движения (м/с) |
Средняя мощность сил трения на ободе (кгм/сек) |
Средняя мощность сил трения на гребне (кгм/сек) |
1 |
2 |
3 |
4 |
0 |
20 |
9.44 |
9.44 |
30 |
13.29 |
12.28 |
|
40 |
17.58 |
16.40 |
|
50 |
21.26 |
19.82 |
|
60 |
25.60 |
22.44 |
|
"70 |
32.00 |
24.59 |
|
30 |
20 |
8.74 |
8.48 |
30 |
13.33 |
12.55 |
|
40 |
16.56 |
15.07 |
|
.50 |
18.91 |
17.35 |
|
60 |
23.09 |
20.35 |
|
70 |
28.50 |
22.39 |
|
300 |
20 |
7.29 |
6.43 |
30 |
11.46 |
9.91 |
|
40 |
14.54 |
12.31 |
|
50 |
17.01 |
14.39 |
|
60 |
20.87 |
16.75 |
|
70 |
26.70 |
19.04 |
|
700 |
20 |
7.80 |
6.45 |
30 |
12.06 |
7.82 |
|
40 |
15.67 |
12.58 |
|
50 |
18.55 |
14.89 |
|
60 |
22.86 |
17.48 |
|
70 |
29.04 |
19.99 |
|
1100 |
20 |
8.26 |
6.70 |
30 |
12.56 |
10.01 |
|
40 |
16.95 |
13.31 |
|
50 |
20.45 |
16.01 |
|
60 |
24.49 |
18.45 |
|
70 |
31.21 |
21.32 |
|
1900 |
20 |
9.51 |
9.54 |
30 |
12.46 |
9.61 |
|
40 |
16.89 |
12.92 |
|
50 |
20.53 |
15.99 |
|
60 |
25.30 |
19.09 |
|
70 |
32.66 |
22.65 |
В табл.6.1 и на графиках рис.6.1 нулевая жесткость продольной тяги соответствует ее отсутствию в конструкции. В этом случае в математической модели продольная связь колесной пары с рамой осуществляется за счет продольной жесткости пружин буксового подвешивания.
Приведенные результаты были получены без учета демпфирования в продольной и поперечной связях колесной пары с рамой тележки. Поэтому следующая серия расчетов была проведена с целью определения рационального демпфирования при угловых и поперечных колебаниях колесной пары (при ее вилянии и боковом относе).
⇐Динамика высокоскоростного вагона при различных упруго-демпфирующих свойствах рессор и состоянии пути | Динамика пассажирского вагона и пути модернизации тележки КВЗ-ЦНИИ | Определение рациональных показателей демпфирования в продольных и поперечных связях колесных пар с рамой тележки⇒