Выполнение инженерных расчетов на ЭВМ IBM при проектировании железных дорог: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА

Кафедра "Изыскания и проектирование транспортных коммуникаций" И. В.   ДОВГЕЛОК      Р. Г. ГУРОК

Выполнение инженерным расчетов на   ЭВМ   IBM   при   проектировании железнык   даоро г

Методические указания к курсовому и дипломному проектированию

Одобрены советом Факультета

"Управление процессами перевозок"

Белорусского государственного

университета транспорта

Гомель 1996

уда 625.   II  :  681.3   (075.85

д о в г е л ю к   Н. В.,  Гурок   Р. Г.

Выполнение икюнврных расчетов на ЭВМ IBMпри проектировании железных дорог: Метод, указания к курсовому и дипломному проектированию / Белорус, гос.  ун-ттрансп.  - Гомель,  1996.  - 55 с.

Излагаются способы выполнения на ЭВМ 1ВМ расче­тов по проектированию новых и реконструкции сущес­твующих железнодорожных линий. Привелены программы тяговых расчетов, расчетов по реконструкции плана существующих железных дорог, подсчета объемов зем­ляных работ. Предназначены для студентов транспор­тных вузов, выполняющих курсовые и дипломные проек­ты новых линий и вторых путей. Они могут быть ис­пользованы в проектных организациях, занимающихся такими расчетами.

Рецензент- канд. техн. наук, доцент кафед­ры "Строительство и эксплуата­ция дорог" БелГУТа В.И.Матввцов.

© Н В.  Довгелюк,  Р. Г.  Гурок,   1996.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Ведение......................... .............. 4

1.          Тяговые расчеты......................... :... 4

1.1.  Общие положения 4

1.2.  Структура диалога.................................. 8

1.3.  Определение скорости, времени кода и механической работы локомотива. 12

2.          Подсчет площадей угловых диаграмм проектируемых кривых.. 28

2.1.  Краткие сведения................................... 28

2.2. Структура диалога.............................. 29

2.3.  Определение площадей угловых диаграмм

проектируемых кривых................................... 30

3.          Определение смещений круговой кривой

при увеличении ее радиуса                                                                   34

3.1.  Общие сведения 34

3.2. Структура диалога............................... 36

3.3.  Определение смещений круговой кривой............. ..'....... 37

4.          Определение объемов земляных работ по главному пути новых

линий                                              41

4.1.  Определение об^мов земляных работ по средним рабочим отметкам   42

4.2.  Структура диалога.............................................................................. 43

4.3.  Программа определения объемов земляных работ.................................. 44

5.                       Темы,  рекомендуемые студентам для исследования с
использованием ЭВМ................................................................................. .50

С п и с о к    л и те ра ту ры............................ :................ ,•..................... 50

Приложение.  Полиномы Fk ■ F (V) для элек7ровозов

и тепловозов................................................................................................ 51

3

ВВЕДЕНИЕ

В методических указаниях изложены способы решения на ЭВМ IBM ряда наиболее трудоемких задач, встречающихся при проектировании железных дорог: тяговые расчеты, определение объемов земляных работ, рекон­струкция плана существующей железной дороги.

В каждом разделе излагаются краткие сведения из теории и общие прин­ципы решения той или иной задачи, приведены программы расчета на ЭВМ и пояснения к ним.

Программы носят учебный характер, поэтому они неполностью универ­сальны. Это, с одной стороны, обеспечило значительную простоту всех программ, а с другой - дает возможность каждому студенту творчески по­дойти к решению задач, отличающихся от рассмотренных, но аналогичных по методике расчета. При разработке программ учтен опыт кафедры по ис­пользована ЭВМ в учебном процессе.

Программный комплекс работает на персональных ЭВМ IBM PC AT С с низ­коформатным принтером) под управлением М ДОБ версии не ниже 3.

Используется система управления базами данных FOXPRO   версии 2.

Программный комплекс обеспечивает удобные средства ввода и корректи­ровки данных в диалоговом режиме, выдачу всей необходимой информации и оперативное внесение изменений.

I.    ТЯГОВЫЙ   РАСЧЕТЫ

I.I. Обвив положшия

Тяговые расчеты проводятся с целью определения значений скорости,  вре-

4

мени хода и механической работы локомотива. Они нужны для техники -экономической оценки проектных решений и расчета пропускной способнос­ти дорог. Ниже излагается методика тяговых расчетов на ЭВМ IBM.

На ЭВМ, естественно, можно решать и такие частные задачи тяговых расчетов, как, например, определение основного сопротивления движению, подсчет удельных равнодействующих сил при различных режимах работы ло­комотивов, определение массы состава из условия равномерного движения поезда на руководящем (расчетом) подъеме и с учетом использования ки­нетической энергии поезда, установление допускаемых скоростей по тор­мозам и др. Использование ЭВМ особенно аффективно, когда расчеты но­сят исследовательский характер и выполняются при различных вариантах исходных данных.

Как известно, решение большинства задач тяговых расчетов основано на интегрировании уравнения движения поезда. Расчеты на ЭВМ в этом отно­шении не являются исключением. В основе численных методов лежит допу­щение постоянства удельных равнодействующих сил в пределах небольших интервалов пути, или скорости, или времени. Практика расчетов . показа­ла, что по методическим соображениям интегрирование по пути с постоян­ным шагом As наиболее целесообразно.

При составлении программы расчетов для численного решения дифферен­циального уравнения движения поезда принят известный в математике ме­тод Эйлера. Рассмотрим его применительно к наиболее характерному слу­чаю движения поезда под тягой, которому соответствует уравнение

dv/ dt •  120 Cf_K - w)                                                            С1.П

или (при небольших приращениях скорости и времени)

tv /At = 120 (f_K - w).                                                          (1.2)

Пусть известна функция - кривая v = f (t) (рис.1.1), проходящая че­рез точку 1 с координатами Vh. tn с начальное условие). Проведем к кри­вой v = f (t) в точке I касательную и отметим на ней точку 2, соответ­ствующую моменту времени tic. Угловой коэффициент касательной tga выра­жается формулой (1.2). Скорость в конце интервала времени At

кк ■ кн + АГ.                                                                      (1.3)

Очевидно, чем меньше t, тем меньше полученное знамени" vk. (точка 2) будет отличаться от истинного (точка 2').

о

Подставляя в выражение (3) значение4v из формулы С 1.2), получим

v_K = Сн + 120 Cf_K _ vO н At.                                               CI. 4)

Рис.  I.I.  Расчетная схеиа к числовому интегрировании уравнения движения поездов

Формула С 1.4) непосредственно не может быть использована для расче­тов, поскольку она вкючает в себя неизвестную величину приращения вре­мени. Примем изменение скорости в пределам/! по линейному закону. Тог­да отрезок пути, соответствующий At, будет

As " Atvco ■ At ( vh + vk) / 2.

6