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⇒