Силы, действующие на поезд. Уравнение движения поезда. Режим тяги. Методы интегрирования уравнения движения поезда

Страницы работы

12 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

1. силы, действующие на поезд.

Поезд представляет систему материальных тел, обладающих упругими и жесткими связями. Материальными телами являются вагоны и локомотивы, упругими связями — междувагонные сцепления, а жесткими — рельсы (без учета их упругости).

Все силы, действующие  на  материальную систему, делятся на внешние   и внутренние. Внешними   силами    называются такие действие которых исходит от тел, не входящих в рассматриваемую систему, а внутренними — силы, действующие на отдельные точки внутри данной материальной системы (или силы взаимодействия между отдельными элементами системы). В поезде внешними по отношению к нему силами будут притяжение земли (вес  езда), реакции, действующие  от рельсов,  и  воздействие среды,   ё, которой движется поезд, в данном случае воздуха,  внутренними же силами будут взаимодействия между отдельными вагонами.

Тогда все действующие на поезд внешние силы можно свести в три группы:

а)  силы, передающиеся от локомотива, т. е. сила тяги F;

б)  силы, оказывающие сопротивление движению подвижного состава (естественные) W;

в)  тормозные силы (искусственное сопротивление) В. Указанные силы действуют в поезде не одновременно, а в одной из следующих комбинаций: силы тяги и силы естественного сопротивления; только силы естественного сопротивления; тормозные силы и силы сопротивления. Равнодействующая одновременно действующих на поезд сил, взятая в направлении его движения, определяет характер и количественные факторы движения.

2. Уравнение движения поезда.

Движение поезда происходит по участку с разнообразным профилем пути, для построения диаграмм ускоряющих сил и анализа по ним характера движения поезда достаточно рассчитать действующие силы для случая движения поезда по прямому горизонтальному пути. Процесс движения поезда по участку характеризуется тремя режимами работы локомотива: тяга, выбег (холостой ход) и торможение

Режим тяги.Применительно к электровозу и тепловозу с электрической передачей режим тяги соответствует движению под током (у паровоза с открытым регулятором). В этом случае движение происходит с работающими тяговыми электродвигателями (паровой машиной) локомотива, и на поезд действуют сила тяги локомотива FKи сила основного сопротивления W0. Равнодействующая этих сил Rопределяется величиной

Режим выбега — движение без тока (с закрытым регулятором). В этом случае движение происходит с выключенными тяговыми электродвигателями (паровой машиной) локомотива, и на поезд действует основное сопротивление Wox. Равнодействующая сила Rопределяется величиной

Режим торможения. На поезд действуют сила основного сопротивления Woxи тормозная сила Вт. Равнодействующая этих сил Rопределяется величиной

Характер движения поезда определяется величиной и направлением равнодействующей силы. Если равнодействующая сила R

равна нулю, to имеет место равномерное движение поезда (или стоянка), если больше нуля, — движение ускоренное, если меньше нуля, — движение замедленное.

3. Методы интегрирования уравнения движения

Поезда

Аналитическое интегрирование уравнения движения поезда. Интегрирование уравнения движения поезда позволяет найти зависимость между скоростью и, временем tи пройденным расстоянием s.

Разделив переменные в уравнении движения, получим

Интегрируя  обе  части  этого уравнения  в  пределах  изменения :корости от Vnдо vn +., найдем время

Для интегрирования уравнений (174) и (176) необходимо иметь характеристики удельных ускоряющих сил для режимов тяги, холостого хода и торможения с учетом профиля пути. Обычно зависимости силы тяги локомотива от скорости даны графически в виде кривых Fк = f(v), силы основного сопротивления движению подвижного состава W0f1(v), тормозные Вт = f2(v) и др. рассчитываются в основном по эмпирическим формулам.

Графическое интегрирование уравнения движения поезда. Графические способы отличаются от аналитических тем, что значения скорости v, времени «дельта» t и пути «дельта» s не вычисляют, а определяют геометрическими построениями в виде отрезков в определенных масштабах. Все они основаны на приближенном интегрировании уравнения движения поезда.

Графические способы широко применяются в практике тяговых расчетов «вручную», так как они обеспечивают наглядность и значительно ускоряют процесс решения тяговых задач, в особенности за счет применения специальных шаблонов.

4. Методика расчёта и построения диаграммы удельных сил, действующих на поезд. Анализ характера движения поезда.

Для большей наглядности и лучшего уяснения взаимосвязи равнодействующих сил и скорости движения удобно пользоваться диаграммой FкW0 = f (v) или в виде удельных сил fкw0 = «фи»(v), определяющей величину равнодействующей для любой скорости движения на прямом и горизонтальном пути. Так как сила сообщает поезду положительное или отрицательное

ускорение, то часто она называется ускоряющей силой, а диаграмма— диаграммой ускоряющих сил.

На рис показаны совмещенные диаграммы силы тяги FKи силы основного сопротивления W0 в функции скорости v. Точка А пересечения линии силы тяги с линией силы основного сопротивления определяет скорость vpравномерного движения данного поезда на прямом и горизонтальном пути

При скоростях, меньших~                                                                                    т. е. равнодействующая сила положительна, и поезд движется с ускорением, а при скоростях, большихт. е. равнодействующая сила отрицательна, и поезд движется с замедлением. Определив для разных скоростей величину FKW0и разделив результат

Похожие материалы

Информация о работе