Содержание к диссертации
Введение
Состояние вопроса. обоснование и постановка задач исследования 7
1 Обзор исследований по влиянию конструкции и параметров тележки на устойчивость и вписывание в кривые 13
2 Постановка задач исследования 26
Исследование влияния конструктивных схем межосевых связей тележек на устойчивость и вписывание в кривые 28
1 Анализ и классификация конструкций трехэлементных тележек по типу межосевых связей 28
2 Влияние конструктивных схем тележек на собственные формы колебаний колесных пар 38
3 Выводы 51
Выбор параметров ходовых частей грузовых вагонов с учетом межосевых связей 53
1 Разработка моделей движения грузовых вагонов на тележках с межосевыми связями 53
2 Выбор параметров ходовых частей по результатам анализа собственных форм колебаний и устойчивости движения вагона 63
3 Уточнение параметров ходовых частей по показателям динамических качеств вагона при движении по прямым участкам пути 73
4 Уточнение параметров ходовых частей по качеству вписывания в кривую 82
5 Выводы 94
Конструктивная реализация выбранной системы и параметров подвешивания тележки с упругим соединением колесных пар и боковых рам 96
1 Реализация конструктивной схемы упругой связи колесных пар и боковых рам 96
2 Конструктивная реализация рекомендованных параметров центрального подвешивания с билинейной вертикальной силовой характеристикой 98
3 Конструктивная реализация угловой жесткости центрального подвешивания при забегании боковых рам при наличии клина пространственного действия 103
Экспериментальные исследования ходовых качеств вагона на тележках модели 18-1711 106
Уточнение динамической модели вагона по результатам статических испытаний узлов тележки модели 18-1711 107
Методика проведения ходовых динамических испытаний 113
Результаты сравнительных ходовых динамических испытаний и обработки экспериментальных данных 120
Оценка некоторых показателей, характеризующих воздействие вагона на путь 128
Сопоставление результатов математического моделирования с результатами ходовых испытаний 132
Выводы 135
Заключение 137
Список использованных источников 139
- Обзор исследований по влиянию конструкции и параметров тележки на устойчивость и вписывание в кривые
- Влияние конструктивных схем тележек на собственные формы колебаний колесных пар
- Выбор параметров ходовых частей по результатам анализа собственных форм колебаний и устойчивости движения вагона
- Конструктивная реализация рекомендованных параметров центрального подвешивания с билинейной вертикальной силовой характеристикой
Введение к работе
Актуальность проблемы. Планы развития железнодорожного транспорта России предусматривают создание типоразмерного ряда ходовых частей грузовых вагонов, включающего тележку с увеличенной до 25 т осевой нагрузкой и конструкционной скоростью 120 км/ч.
При движении порожних вагонов на тележках существующей конструкции (модели 18-100) по прямым участкам пути со скоростями свыше 70 км/ч возникает виляние колесных пар, которое увеличивает боковые силы и угрожает сходом с рельсов. При движении груженых вагонов по кривым участкам пути тележка принимает параллелограммную конфигурацию и возникают большие боковые силы, ведущие к интенсивному износу колес и рельсов. Без изменения конструктивной схемы при повышении осевой нагрузки до 25 т возможно появление боковых сил, превышающих допустимые для железнодорожного пути.
Конструктивным решением, позволяющим одновременно повысить устойчивость движения на прямом участке пути и улучшить вписывание в кривые участки с различными радиусами, является использование в тележке дополнительных связей между осями колесных пар. В связи с этим актуальными являются исследования по обоснованию конструктивной схемы и параметров ходовых частей грузовых вагонов с различными видами межосевых связей.
Целью работы является исследование влияния конструктивных схем и параметров межосевых связей в трехэлементных тележках на ходовые качества грузовых вагонов для разработки научно обоснованных технических решений, обеспечивающих устойчивость движения и снижение динамических нагрузок на рельсы в прямых и кривых участках пути.
Научная новизна исследований заключается в следующем:
Предложен аналитический подход определения параметров подвешивания, основанный на анализе обобщенной изгибной и сдвиговой жесткости тележки, отличающийся учетом особенностей конструкции трехэлементной рамы.
Разработана линейная модель движения тележки с упругим соединением колесных пар с боковыми рамами и дополнительными межосевыми связями, позволяющая на основе анализа собственных форм колебаний прогнозировать критическую скорость на прямом участке пути и способность к радиальной установке колесных пар в кривых при различном сочетании их параметров.
Создана нелинейная модель движения грузового вагона на трехэлементных тележках с упругим соединением колесных пар и боковых рам, учитывающая особенности работы межосевых связей, скользунов, пятникового узла и фрикционных клиновых гасителей колебаний, позволяющая получить уточненные количественные оценки ходовых качеств в прямых и кривых участках пути.
Установлены области существования сочетаний параметров межосевых связей и центрального подвешивания трехэлементных тележек, обеспечивающие выполнение требований устойчивости, ходовых качеств и безопасности движения грузовых вагонов по прямым и кривым участкам пути.
Показано, что конструктивная схема тележки, в которой роль межосевых связей выполняет горизонтально-упругая трехэлементная рама при рациональном выборе параметров, позволяет приблизиться к динамическим показателям тележки с дополнительными связями осей в виде прямых рычагов, значительно увеличивающих массу тележки и усложняющих конструкцию.
Практическая значимость работы. Установленное влияние конструктивных схем трехэлементных тележек, параметров межосевых связей и центрального подвешивания на показатели ходовых качеств грузового вагона и качество вписывания в кривые участки пути, позволяет провести выбор рациональных характеристик и дать рекомендации по созданию тележек новых
типов, обеспечивающих снижение динамического воздействия на, путь и износов колес и рельсов.
Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы ОАО «МЗТМ» (г. Мариуполь, Украина) и ГУП НВЦ «Вагоны» (г. Санкт-Петербург, Россия) при создании тележки модели 18-1711.
Отдельные положения и результаты работы используются при проведении научных исследований, выполнении дипломных работ и магистерских диссертаций на кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство» ПГУПС.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научно-технических конференциях: «Подвижной состав 21 века (идеи, требования, проекты)» (ПГУПС, 2001 г., 2003 г.), «Электрификация и развитие железнодорожного транспорта России. Традиции, современность, перспективы» (ПГУПС, 2001 г.), «Vehicle system dynamics, identification and anomalies» (г. Будапешт, Венгрия, 2002 г.), «Шаг в будущее (Неделя науки)» (ПГУПС, 2001-2004 гг.), «Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте» (ПГУПС, 2004 г.), «Проблемы механики железнодорожного транспорта. Динамика, надежность и безопасность подвижного состава» (г. Днепропетровск, Украина, 2004 г.), «Развитие транспортного машиностроения в России» (Щербинка, 2004 г.), на научных семинарах кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» ПГУПС (2002-2004 гг.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 13 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация включает в себя введение, 5 глав, заключение и изложена на 150 страницах машинописного текста, в том числе 24 таблицы, 90 рисунков. Список использованных источников насчитывает 170 наименований.
Обзор исследований по влиянию конструкции и параметров тележки на устойчивость и вписывание в кривые
При переходе ходовых частей грузовых вагонов на тележечную конструкцию встал вопрос об их конструктивной схеме и системе подвешивания. В связи с тем, что первые грузовые вагоны имели малую грузоподъемность и конструкционную скорость, тележки первой четверти XX века были относительно простой конструкции, при этом основное стремление было направлено на улучшение ходовых качеств преимущественно в вертикальной плоскости. Это обеспечивалось за счет введения в конструкцию тележки (главным образом трехэлементную) рессорного подвешивания с устройствами, способными поглощать энергию колебаний. В предвоенные годы развитие тяжелой и машиностроительной промышленности потребовало повышения пропускной и провозной способности железных дорог за счет усовершенствования системы связи, конструкции пути, вагонов, повышения конструкционной скорости и осевой нагрузки тележек. Наряду с этим были выдвинуты требования по обеспечению безопасности движения и сохранности перевозимых грузов, что вызвало необходимость проведения работ по совершенствованию конструкций тележек и системы подвешивания.
В нашей стране первый проект грузовой трехэлементной тележки, основанной на применении рессорного подвешивания с фрикционными клиновыми гасителями, был разработан инженером А.Г. Ханиным в 1934-1939 гг. Принципиальным отличием рессорного подвешивания, предложенного А.Г. Ханиным, от аналогичных зарубежных конструкций было использование способности винтовых пружин деформироваться в поперечном направлении, что позволило упруго передавать через рессорный комплект горизонтальные силы от пути на кузов вагона, а также демпфировать горизонтальные колебания вагона. Причем для гашения горизонтальных колебаний применялись те же клиновые фрикционные гасители, что и для вертикальных. Другой важной особенностью первой тележки, получившей условное обозначение XI, явилась билинейная статическая силовая характеристика, которая позволяла получать удовлетворительные ходовые качества малозагруженных вагонов [17].
Ходовые испытания вагонов на данных тележках, проведенные в 1947-48 гг., показали преимущество такого подвешивания и была начата разработка проекта семипружинного рессорного комплекта с билинейной силовой характеристикой, который получил условный индекс Х-2. Однако наряду с положительным моментом (двухрежимной загрузкой) у тележки с подвешиванием Х-2 имелись существенные конструктивные недостатки, снижающие эксплуатационную надежность ходовых частей [8]: - многодетальность рессорного комплекта; - возможность потери фрикционного клина при поломке поддерживающей его одинарной пружины; - большая горизонтальная жесткость подвешивания. Поэтому в 1952 году СВ. Вершинским был спроектирован линейный пружинный комплект, а И.И. Челноковым уточнены характеристики клинового демпфера. Данный рессорный комплект и по сей день устанавливается на тележки модели 18-100 (ЦНИИ-ХЗ), принятые в серийное производство в 1956 г. Опыт эксплуатации тележек 18-100 наряду с положительными моментами, которые присущи ей, как трехэлементной конструкции, показывает ряд существенных недостатков [6, 8, 129, 166]: - интенсивный подрез гребней колесных пар вследствие неустойчивости движения вагонов по вилянию, возможной несимметричности тележки, низкой связанности боковых рам и их "забегания" в кривых; - изломы боковых рам в зоне буксовой направляющей вследствие дефектов металлоконструкции и отсутствия амортизации продольных сил; - сходы с рельсов из-за технического состояния тележек вследствие неравномерного износа клиньев, нестабильности движения порожних вагонов, их выжимания в кривых; - отцепки вагонов в пути следования по неисправностям роликовых букс вследствие большой неподрессоренной массы, отсутствия амортизации усилий; - повышенная интенсивность износа буксового проема боковых рам, надрессорной балки, подпятника; - низкая долговечность боковых рам вследствие дефектов литья. Поэтому сразу после внедрения в эксплуатацию тележек 18-100 начались теоретические и экспериментальные работы по совершенствованию и созданию новых конструкций ходовых частей. В России традиционно предпочтение отдается одноступенчатому центральному подвешиванию. Хотя, начиная со второй половины XX века, проводились работы по созданию грузовых тележек, как с буксовым, так и двойное двойным подвешиванием. Однако внедрения различных типов своего применения в России и странах подвешивания в тележках грузовых вагонов бывшего СССР. За рубежом эксплуатируются тележки всех трех типов, однако, как показывает диаграмма (рис. 1.1) тележки с центральным подвешиванием составляют большинство среди ходовых частей грузовых вагонов в мире. Они применяются в США, Канаде, Китае, большинстве стран Африки и в Австралии. Такое широкое распространение не случайно, ведь тележки с центральным подвешиванием имеют ряд достоинств, к которым относится простота конструкции, а также конфигурация рамы, которая позволяет получить минимальную массу тележки при увеличенной грузоподъемности. Это обеспечивается нежесткой связью боковых рам и надрессорной балки, при которой они не воспринимают кососимметричных нагрузок. Кроме того, центральное подвешивание допускает раздельное галопирование боковых рам, а, следовательно, распределение нагрузок на все колеса при проходе односторонних просадок рельсов, что особенно актуально для обеспечения безопасности движения при плохом состоянии пути.
Целесообразность применения тележек с одноступенчатым центральным подвешиванием для грузовых вагонов показывалась многочисленными исследованиями [6, 8, 36, 93, 133]. Теоретические и экспериментальные работы в данной области имеют три основных направления: создание новой конструктивной схемы трехэлементной тележки, модернизация существующей конструкции тележки 18-100, а также изучение влияния состояния пути,
Влияние конструктивных схем тележек на собственные формы колебаний колесных пар
Чтобы снять противоречие по устойчивости движения и вписыванию в кривую, Г. Шеффелем были предложены различные конструкции межосевых связей, позволяющие создать тележку с необходимыми качествами. Некоторые из них представлены на рис. 1.7.
Подтверждение эффективности применения тележек, обеспечивающих радиальную установку колесных пар в кривых, а также теоретических основ на динамических моделях было получено Е.П. Дудкиным и Н.И. Джорджосом [40, 82]. Рассматривая трехэлементную тележку с межосевыми связями Шеффеля для железных дорог промышленного транспорта, где подвижной состав эксплуатируется при повышенных осевых нагрузках (до 60 т/ось), была выбрана рациональная эффективная конусность р =0,1...0,25. При этом установлено, что для осевых нагрузок 21...23 т/ось, соответствующих нормальным нагрузкам магистральных дорог, увеличение конусности колес до 0,2...0,25 может привести к ухудшению вписывания в кривые. Таким образом, конусность зависит не только от радиуса кривой, но и от осевой нагрузки. Это важно, потому что критическая скорость также является функцией эффективной конусности колес: чем меньше конусность, тем выше критическая скорость и эта зависимость носит гиперболический характер.
В кандидатской диссертации М.П. Гребенюк [30] также рассматривал взаимодействие базовой трехэлементной тележки с радиальной установкой колесных пар и пути. При это были исследованы режимы движения не только в круговой кривой и на прямом участке пути с постоянной скоростью, но и движение по криволинейному участку пути, имеющего б -образную форму, проход через стрелочные переводы и режим торможения с разных скоростей движения в прямых. При рассмотрении этих режимов была еще раз доказана эффективность внедрения радиальных тележек. Для радиальной установки и центрирования колесной пары в рельсовой колее необходимо наличие упруго-вязких продольно - поперечных буксовых связей колесных пар с рамой тележки. Для осевой нагрузки 23...25 т/ось жесткость таких связей должна составлять СЛ =2,3...2,6 МН/м, =4,5...5,2 МН/м. При этом для удержания колесных пар в радиальном положении силами в контакте колеса и рельса предлагается использовать профили колес с коничностью 0,1, что в 2 раза больше, чем у стандартного российского профиля.
Тележки с радиальной установкой колесных пар обеспечивают не только повышенную устойчивость и вписывание в кривые, но и другие ходовые качества, такие как плавность хода, уровень боковых сил при взаимодействии колеса с рельсом и износ профиля также в большей степени зависит от способности тележки центрироваться и плавно вписываться в кривые. Поэтому неслучайно в последние 30 лет такие тележки привлекают внимание большого числа исследователей. В 70 - 80 годы проводились опытно-конструкторские работы по созданию тележек, обеспечивающих радиальную установку в кривых, но результаты [45, 147, 148] эксплуатационных (поездных) испытаний показали неэффективность разрабатываемых конструкций. Краткий анализ работ по созданию новых и совершенствованию существующих конструкций тележек показал, что многие работы направлены на решение только одной стороны проблемы - повышение устойчивости в прямых участках пути, при этом недостаточно рассматривался вопрос улучшения вписывания в кривые тележек грузовых вагонов. В последнее время увеличилось число работ, направленных на комплексное решение проблемы -создание тележек с радиальной установкой колесных пар, однако в большинстве случаев эти работы учитывают специфику подвижного состава, эксплуатируемого на путях промышленного транспорта. В других случаях работы не приводили к желаемому результату, что оставляет открытым вопрос создания тележки, которая бы по своим ходовым качествам и способности вписывания в кривые значительно превосходила серийную тележку 18-100. 1.2 Постановка задач исследования Проведенный анализ работ показал наличие противоречия между устойчивостью движения и снижением горизонтальных сил в кривых. Во многих работах рассматривается решение только одной стороны проблемы -повышение устойчивости в прямых участках пути или снижение износов колес и рельсов в кривых. При этом нет конкретной методики выбора параметров межосевых связей и оценки их эффективности методами численного моделирования. Комплексное решение было предложено Г. Шеффелем и А. Викенсом, которые разработали подход по выбору параметров межосевых связей на основе изгибной и сдвиговой жесткости. Однако формулы определения обобщенных жесткостей были выведены только для тележек с жесткой рамой. Поэтому возможность применения данного подхода к трехэлементным тележкам определяется необходимостью учета особенностей, связанных с наличием упругого соединения надрессорной балки с боковыми рамами. Исходя из этого, были поставлены задачи, которые необходимо решить в диссертационной работе: разработать уточненную классификацию межосевых связей трехэлементных тележек грузовых вагонов и выбрать перспективные схемы для дальнейших исследований; - на основе анализа собственных форм колебаний исследуемых конструктивных схем тележек, выбрать варианты, обеспечивающие эффективность их использования при движении по прямым и кривым участкам пути; - установить рациональные параметры тележки, обеспечивающие устойчивость движения, нормативные показатели ходовых качеств, безопасность от схода с рельсов и снижение износов колес; провести комплексное сравнение выбранных вариантов конструктивных схем тележек; - экспериментально подтвердить преимущества тележки с рекомендуемой конструктивной схемой.
Выбор параметров ходовых частей по результатам анализа собственных форм колебаний и устойчивости движения вагона
Помимо непосредственного использования межосевых связей Шеффеля были предложены конструкции с соединением колесных пар посредством центрального шарнира. Это американские тележки с устройством AR-1 и английские тележки фирмы Brel limited (рис. 2.8).
Дополнительные межосевые связи, использующие воздействие рельса, могут быть выполнены в виде разнообразных рычагов, которые состоят из продольных тяг и кронштейна. Опытные конструкции таких тележек (рис. 2.9) были созданы в СССР при участии специалистов ЛИИЖТа. Однако испытания таких конструкций тележек показали, что рычажные механизмы не обладают достаточной прочностью. Дальнейшее развитие тележек выдвинуло идею использования в качестве управляющего механизма воздействие со стороны кузова (поворот кузова и действие центробежных сил). У тележек без дополнительных межосевых связей используется перемещение кузова под действием центробежных сил. У таких тележек колесные пары с буксами в боковой раме имеют возможность перемещаться под углом относительно рельсового полотна. Под действием центробежных сил кузов наклоняется, в результате одна боковина нагружается, а на вторую нагрузка уменьшается. Тогда с одной стороны колесные пары сближаются, а с другой раздвигаются, устанавливаясь в радиальное положение при движении по кривой. Тележки с дополнительными межосевыми связями могут использовать как смещение кузова под действием центробежных сил, так и поворот кузова при входе вагона в кривую. При этом воздействие кузова передается на систему тяг или специальные рычажные системы, с помощью которых буксовые узлы с одной стороны тележки раздвигаются, а с другой сходятся, устанавливая колесные пары тележек по радиусу кривой. Надо отметить, что центробежные силы зависят от скорости движения и при малой скорости движения механизмы второй группы будут плохо функционировать. К недостаткам тележек с дополнительными межосевыми связями следует отнести увеличенную массу (примерно 900 кг на вагон), большое влияние точности сборки и правильности установки под вагоном (при наличии перекосов тележки отмечались повышенный износ гребней и рельсов), наличие дополнительных узлов подверженных износу. Кроме того, в таких тележках поворот колесных пар происходит под действием сил, зависящих от скорости движения. На величины направляющих усилий также значительно влияет степень износа колеса и рельса. Принимая во внимание, что межосевые связи должны быть эффективными и вместе с тем простыми и надежными, было выбрано направление создания ходовых частей - тележки, использующие привод управления системой от воздействия рельсового пути. Выполненный анализ позволил выбрать три различных типа межосевых связей трехэлементной тележки для дальнейших исследований: - схема с упругим соединением колесных пар и боковых рам; - схема с упругим соединением колесных пар с боковыми рамами и дополнительным механизмом в виде прямых межосевых связей Г. Шеффеля; - схема с упругим соединением колесных пар с боковыми рамами и дополнительным механизмом в виде обратных рычагов. В тележке устойчивость движения колесных пар, помимо конусности, определяется жесткостью упругих связей между колесными парами и рамой, а также массой. Увеличение продольной и поперечной жесткости способствует повышению устойчивости, но до определенного предела, причем эта зависимость носит нелинейный характер. Ужесточение связей колесных пар приводит к снижению качества вписывания в кривые, так как при увеличении продольной жесткости связей ухудшаются направляющие свойства колесной пары, а при увеличении поперечной жесткости снижаются амортизирующие свойства, необходимые для безопасного прохождения горизонтальных неровностей пути. При достаточно низкой продольной и поперечной жесткости связей происходит «гладкое» вписывание в кривую. Однако, движение тележек, имеющих достаточно большие разбеги, сходно с движением одиночных осей [31,38].
Попытаться разрешить основное противоречие между способностью вписывания в кривые и устойчивостью движения можно на основе анализа собственных форм колебаний колесных пар в конструкциях тележек с различными типами межосевых связей.
При движении каждая из двух колесных пар совершает гармонические колебания бокового относа и виляния (рис. 2.10, 2.11). При этом для двух колесных пар они могут совпадать или не совпадать по фазе. В случае синфазных колебаний в первую половину периода колесные пары совершают одновременное виляние, а во вторую - боковой относ, и так далее. Аналогично в случае колебаний в противофазе. Обе формы определяют устойчивость движения вагона. Но, кроме того, форма виляния в противофазе соответствует расположению колесных пар при вписывании в кривую в положении, приближенном к радиальному, которое уменьшает силы взаимодействия колес с рельсами [27, 144, 146, 165, 166, 168, 170].
Конструктивная реализация рекомендованных параметров центрального подвешивания с билинейной вертикальной силовой характеристикой
Дальнейшее решение задач, поставленных в данной работе, осуществлялось в два этапа. На первом этапе на линеаризованных моделях проводилось предварительное исследование устойчивости и собственных форм колебаний. На втором этапе на нелинейных моделях проводилась проверка результатов решений и уточнение параметров подвешивания с целью обеспечения нормативных ходовых качеств на прямом участке пути и качества вписывания в кривые.
Исследование устойчивости, ходовых качеств и показателей динамической безопасности движения производилось с использованием ЭВМ в рамках подхода, реализованного в программном комплексе MEDYNA [56, 57, 163]. Для этих целей была разработана математическая модель полувагона с базой 8,66 м и статической нагрузкой от оси колесной пары на рельс 25 т на тележках с упругим соединением колесных пар и боковых рам и на трехэлементных тележках с прямыми межосевыми связями, что позволило провести их сравнительный анализ.
Для создания модели в MEDYNA были выбраны твердые тела, которыми моделировался вагон, задана их геометрия (положение центров масс тел и мест крепления элементов связи — так называемых "узлов"), заданы направления элементов связи (номера тел и принадлежащих им узлов, которые соединяются элементом связи). Далее модель была конкретизирована заданием массовых характеристик тел (массы и моментов инерции) и заданием типов и параметров элементов связи.
Модель вагона в MEDYNA имеет следующие особенности (рис. 3.1): 1. Перемещения элементов экипажа складываются из большого перемещения отсчетнои системы координат х0, у0, z0 и малых перемещений твердых тел относительно нее. 2. Положение отсчетнои системы координат относительно некоторой инерциальной системы x,,y,,z, задается радиус-вектором начала отсчета, соответствующим ему вектором скорости, матрицей направляющих косинусов и соответствующим вектором угловой скорости. Траектория движения отсчетнои системы может быть произвольной. 3. С каждым твердым телом неподвижно связывается своя система отсчета хк Ук 2к {к = \,п, где п — число твердых тел в модели), которая совершает малые движения относительно отсчетнои системы координат xQ,y0,z0. Таким образом, уравнения движения системы твердых тел линеаризуются в окрестности квазистатического положения равновесия экипажа (когда отсчетная система координат перемещается стационарным образом). 4. Тела соединяются через элементы связи, которые описываются линейными или нелинейными характеристиками. Суперпозиция нескольких типов элементов дает возможность аппроксимировать реальные (возможно сложные) характеристики. Дополнительно при создании модели вагона на трехэлементных тележках с упругим соединением колесных пар и боковых рам были приняты следующие предположения (рис. 3.1): 1. Вагон был представлен системой 23 твердых тел: кузов, четыре боковые рамы тележек, две надрессорные балки, восемь клиньев (для нелинейной модели), четыре колесные пары, четыре участка пути (с погонными инерционными характеристиками). Степени свободы тел относительно отсчетнои системы координат представлены в табл. 3.1. Поскольку автосцепные устройства не моделировались, свободные перемещения кузова вагона в продольном направлении были ограничены. 2. Элементы связи моделировали работу подрельсового основания, контакта между колесом и рельсом, буксового и центрального подвешивания, пятника, скользунов и прямых межосевых связей (для тележек с рычагами Шеффеля - связи 59 - 62). Типы элементов связи представлены в табл. 3.2, подробное описание каждого элемента и направление действия представлены ниже. Выбором различных характеристик (в том числе нулевой для отсутствующих элементов) моделировались особенности работы различных конструкций этих узлов. 3. Для исследования ходовых качеств вагона колесные пары и соответствующие им участки пути были соединены нелинейным элементом связи № 21, который в рамках подхода, принятого в MEDYNA, описывает движения колесной пары по рельсовому пути с профилированными поверхностями контакта и возможностью скольжения друг относительно друга. При этом использовалось нелинейное описание контакта между колесом и рельсом, а именно нелинейное задание геометрии профилей и нелинейные зависимости сил крипа, которые вычислялись по теории Калкера. 4. Для проведения предварительного исследования устойчивости и собственных форм колебаний была использована линеаризованная модель движения колесной пары (квазилинейный элемент № 22). Для вычисления сил крипа использовались коэффициенты, полученные линеаризацией по теории Калкера.
