Вынужденные колебания грузового подвижного состава
При входе вагона на участок пути с неровностью возникают как собственные постепенно затухающие, так и вынужденные колебания. Такой случай, называется переходным процессом.
Во время длительного движения с постоянной скоростью по участку, имеющему периодические неровности постоянной амплитуды, собственные колебания кузова затухнут, и он будет испытывать только вынужденные колебания. Такой процесс движения называют установившимся, или стационарным.
В случае отсутствия трения в системе (β = 0) собственная круговая частота
колебаний подпрыгивания вагона определяется по формуле
[рад/с], (7.1)
где с- суммарная жесткость рессорной подвески вагона, Н/м.
Если внешний возмущающий фактор изменяется по синусоидальной зависимости
[м], (7.2)
где - максимальная ордината траектории (амплитуда внешнего
возмущения), то круговая частота внешнего возмущения ( частота вынужденных колебаний) определяется по формуле
[Герц], (7.3)
где L- длина неровностей пути (в частном случае длина рельсового звена от стыка до стыка), м;
- поступательная скорость поезда, м/c.
Вынужденные колебаний грузового вагона характеризует коэффициент нарастания амплитуд колебаний, который в случае отсутствия внутреннего трения рассчитывается по формуле
(7.4)
Резонанс наступает в случае, когда , то есть частота собственных колебаний совпадает с частотой вынужденных колебаний.
Из условий равенства частот определяется критическая скорость движения поезда
[м/c], (7.5)
где - статический прогиб рессор, м.
Задача 7.1. Определить критическую скорость движения четырехосного вагона и статический прогиб рессор. Исходные данные таблица 7.1.
Таблица 7.1 - Исходные данные:
Параметры | Вариант | ||||||||||
Масса вагона,т | mк | ||||||||||
Жесткость рессор, мН/м | с | ||||||||||
Длина неровностей, м | L | 12,5 | 13,5 | 11,8 | 12,5 | 13,2 |
Задача 7.2.Для тележки типа МТ-50 определить критическую скорость движения и статический прогиб рессор. Исходные данные таблица 7.2.
Таблица 7.2 - Исходные данные
Параметры | Вариант | ||||||||||
Масса,т | mк | ||||||||||
Жесткость рессор, мН/м | с | ||||||||||
Длина рельсового звена, м | L |
Задача 7.3. Грузовой вагон, двигаясь по пути с синусоидальными неровностями, имеет критическую скорость Vk. Определить, какую массу имеют обрессоренные элементы. Решение задачи выполнить при L1 и L2. Исходные данные таблица 7.3.
Таблица 7.3 - Исходные данные
Параметры | Вариант | ||||||||||
Скорость, м/с | Vk | ||||||||||
Жесткость рессор, т/м | с | ||||||||||
Длина рельсового звена, м | L1 | 12,5 | |||||||||
L2 |
Вопросы на защиту:
1. Вынужденные колебания кузова на рессорах.
2. Переходной и установившийся процессы.
3. Графики коэффициента нарастания амплитуд и коэффициента нарастания ускорений в зависимости от отношения частот .
4. Колебания кузова в переходном процессе.
5. Оценка динамических качеств грузового подвижного состава.
Практическая работа 8