CC BY
6УДК 629.4.021.2
Кожухов И.А.
аспирант кафедры «Подвижной состав железных дорог» Брянский государственный технический университет (г. Брянск, Россия)
РАЗРАБОТКА ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МАНЕВРОВОГО ЛОКОМОТИВА
Аннотация: в работе описан порядок разработки динамической модели маневрового локомотива с целью определения его динамических характеристик
Ключевые слова: маневровый локомотив, динамические характеристики.
Определение наиболее влияющих факторов на основные динамические показатели маневровых локомотивов и выбор их числовых значений наиболее целесообразен с помощью математической модели маневрового локомотива.
При математическом моделировании тепловоза его расчетная схема составляется с учетом ряда свойственных «Универсальному механизму» допущений:
1) экипажная часть локомотива представлена как система твердых тел, соединенных упруго-диссипативными связями;
2) упругие и диссипативные элементы невесомы.
Динамическая модель тепловоза состоит из твердотельной модели верхнего строения поз. 1, соединенного с двумя моделями тележек поз.2, представленных в виде подсистем, с помощью опорно-возвращающих устройств и шкворневых узлов в соответствии с рисунком 1.
Опирание кузова на тележки через опоры моделируется с помощью упруго-диссипативных линейных силовых элементов, а также с помощью
специальных сил, моделирующих трение в зоне контакта опорно -возвращающего устройства с рамой тепловоза.
1 - верхнее строение; 2 - подсистемы «тележка» Рис. 1. Динамическая модель тепловоза
В расчетной схеме верхнее строение тепловоза представляется в виде абсолютно твердого тела (рисунок 2), обладающего шестью степенями свободы, с реальными инерционными и геометрическими характеристиками. При моделировании верхнего строения учитывается реальное расположение тяжеловесного оборудования.
Рис. 2. Твердотельная модель верхнего строения тепловоза
Динамическая модель тележки представляет собой систему абсолютно твердых тел, связанных силовыми элементами и шарнирами (рисунок 3).
1 - колесно-моторный блок; 2 - пружины буксового подвешивания; 3 - букса; 4 - буксовые поводки; 5 - опоры кузова; 6 - гидравлический гаситель колебаний;
7 - подвешивание ТЭД; 8 - рама тележки с тормозным оборудованием. Рис. 3. Структурная схема динамической модели тележки тепловоза
Верификация модели проводилась на основе реального прототипа тепловоза с заданием его характеристик. Результаты динамического исследования по определенным параметрам приведены на рисунках 4-7.
УУД (Н'м)(с
- Расчет • Эксперимент
у,км/ч
а) б)
а - в прямых участках; б - в кривых участках пути Рис. 4. Мощности сил трения по кругу катания в контакте «колесо -рельс»
<Н-м)(е
9 13 п Б ю 12 14 1В 20
а) б)
а - в прямых участках; б - в кривых участках пути Рис.5. Мощности сил трения по гребню в контакте «колесо-рельс»
Л
о 2 4 б &
10 12 Р1Счет * ЭнСПСрИМеКТ
14 16 13
а) б)
а - в прямых участках; б - в кривых участках пути Рис. 6. Сила отжатия рельсов
Рис. 7. График зависимости коэффициента устойчивости колесной пары против схода с рельс
Сопоставление полученных динамических характеристик для режимов движения по неровностям пути в течение 40 с для каждой скорости движения тепловоза в диапазоне 0-20 км/ч с шагом 5 км/ч показали, что они не существенно отличаются от значений, полученных у реального прототипа.
Таким образом можно сделать вывод о том, что математическая модель является достоверной и на основе ее можно проводить различные исследования с целью оценки изменений всех значений динамических показателей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Михальченко, Г.С., Погорелов Д.Ю., Симонов В.А. динамических качеств подвижного состава железных компьютерного моделирования. Тяжелое машиностроение,
2. Универсальный механизм [Электронный http://www. umlab.com.
Kozhukhov I.A.
Bryansk State Technical University (Bryansk, Russia)
DEVELOPMENT OF A DYNAMIC MODEL OF A SHUNTING LOCOMOTIVE
Abstract: the paper describes the procedure for developing a dynamic model of a shunting locomotive in order to determine its dynamic characteristics.
Keywords: shunting locomotive, dynamic characteristics.
Совершенствование дорог средствами 12, 2003, С. 2-6. ресурс] URL:
