Зависимость интенсивности вынужденных колебаний вагона от величины сил вязкого трения в подвешивании: Лабораторная работа

ПГУПС

Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»

Лабораторная работа №4 на тему

«Зависимость интенсивности вынужденных колебаний

вагона от величины сил вязкого трения в подвешивании»

Выполнил: ст. гр. В-207                                                Проверил:

                    Розина С.В.                                                 к.т.н., доцент

                                                                                          Кошелев В. А.

Санкт-Петербург

2005

Цель работы. Выявить влияние  величины сил вязкого трения в подвешивании на интенсивность колебательного процесса кузова вагона (коэффициент динамичности, амплитуды перемещений и ускорений) как в зоне защиты, так и в зоне усиления. Выявить рациональную величину коэффициента относительного демпфирования - D.

Основы исследования. Теоретические основы вынужденных колебаний одноосного вагона.

Средства исследования. Цифровое моделирование на компьютере.

Основные положения.

При движении по рельсовому пути, под действием силового и кинематического возмущения, части вагона совершают вынужденные колебания. Интенсивность этого процесса существенно зависит от технического состояния ходовых частей, рессорного подвешивания и, в частности, от величины сил трения в подвешивании.

Интенсивность процесса вынужденных колебаний определяется величиной коэффициента динамичности , которая будучи умноженной на амплитуду рельсовой неровности h, дает амплитуду колебаний кузова. Величина коэффициента  существенно зависит от D иотносительной частотыr. Под относительной частотой понимается отношение частоты возмущающего воздействия  к собственной частоте .

Эти частоты определяются выражениями:

                               

где v - скорость движения вагона;

      Lн - длина рельсовой неровности;

       c - коэффициент жесткости рессорных комплектов ступени подвешивания;

       m - масса кузова.

Достаточность сил трения в подвешивании можно оценить по величине коэффициента относительного демпфирования, в котором учитываются как инерционные характеристики частей вагона (например, степень загрузки кузова), так и характеристики жесткости рессорного подвешивания. Его значение следует выбрать из условия приемлемой величины  как в зоне усиления, так и в зоне защиты, используя графические зависимости на экране компьютера.

Содержание работы :

1.  Представить вагон расчетной схемой - отображающей колебания подпрыгивания 4-осного вагона с одноступенчатым подвешиванием при движении по жесткому синусоидальному пути со скоростью v.

2.  Дать математическое описание возмущающего воздействия.

3.  Работая на компьютере, провести расчеты и построить графические зависимости коэффициента динамичности (), амплитуд перемещений и ускорений колебательного процесса кузова вагона при различной величине сил трения в подвешивании (различном коэффициенте относительного демпфирования), используя раздел ‘‘Информация, ориентирующая при работе на компьютере.’’

4.   Выявить рациональную величину коэффициента относительного демпфирования - D.

5.  Сформулировать выводы, привести  их графическую иллюстрацию.

Информация, ориентирующая при работе на компьютере

1.  Имя файла входа в Matlab - ms bat.

                           (USKWAG.M KDINB1w.M  USKWAGM.M)

2.   Имя первого рабочего файла в Matlabe  - KDINB1w.M . Проводится расчет для выбранного числа вариантов исходных данных и   строится графическое представление зависимости  от величины относительной частоты r.

3.  Имя второго рабочего файла в Matlabe  - kdinb1.m (выполняется то же, что по п.2, но в другом диапазоне и с другим шагом изменения величины D).

4.   Имя третьего рабочего файла в Matlabe  - uskwag.m. Проводится расчет для выбранного числа вариантов исходных данных и   строится графическое представление зависимости ускорения кузова вагона от величины относительной частоты r при демпфировании в подвешивании.

5.   Имя четвертого рабочего файла в Matlabe  - uskwagm.m. Проводится расчет для выбранного числа вариантов исходных данных и строится графическое представление зависимости ускорения кузова вагона от величины относительной частоты r при межкузовном демпфировании.

6.  При входе задачи в Matlab набрать имя нужного файла, без расширения, и далее анализировать результаты графического экрана.

Вид графического экрана файла kdinb.m ( в MATLAB Command MS -DOS)

Пояснения:

·  Кривые на графическом экране компьютера отличаются цветом.