- •Конспект лекций
- •«Математические модели в сапр вагонов и их техническом обслуживании» Для специальности 150800 «Вагоны» дневного и заочного обучения.
- •История развития вычислительной техники.
- •Сущность моделирования.
- •3.2. Области применения моделирования.
- •3.3. Основные этапы моделирования.
- •4.1. Эволюция применения эвм при решении инженерных задач.
- •4.2. Моделирование и его применение в практике разработки вагонов. Понятия "модель" и "моделирование".
- •4.3. Классификация методов моделирования и их использование в практике проектирования вагонов
- •5.1. Математические модели
- •5.2. Математическая модель вагона как сложной механической системы
- •6.1. Классификация математических моделей
- •6.2 Требования, предъявляемые к математическим моделям
- •Общие вопросы процесса построения модели и технология моделирования
- •7.1. Виды моделируемых динамических процессов, возникающих при движении вагонов по рельсовой колее.
- •7.2. Статистическая их обработка и оценка ходовых динамических и прочностных качеств вагонов.
- •8.1. Краткая история создания и использования мкэ.
- •8.2. Основные идеи мкэ.
- •8.3 Обзор методов решения задач математической физики.
- •9.1. Сущность метода конечных элементов
- •9.2. Идеализация области (разбиение на элементы)
- •9.3. Выбор основных неизвестных.
- •9.4. Построение интерполирующего полинома.
- •9.5. Получение основной системы разрешающих уравнений.
- •9.6. Совместное решение системы алгебраических уравнений
- •2.1.1. Присвоение имени файлу базы данных.
- •2.1.2. Определение заголовка.
- •2.1.3. Определение единиц измерения.
- •2.1.4. Определение типа элемента.
- •Определение опций элемента.
- •2.1.6. Определение констант элемента.
- •2.1.7. Определение свойств материала.
- •2.1.8. Создание конечно-элементной модели.
- •2.1.9. Приложение нагрузок.
- •Определение типа анализа.
- •2.2.2. Спецификация решения.
- •2.2.3. Решение задачи.
- •2.2.3.1. Файлы данных ansys.
- •2.2.3.2. Ошибки в работе.
- •Моделирование снизу-вверх.
- •Моделирование сверху-вниз.
- •9.1. Деформированная форма.
- •9.2. Эпюры перерезывающих сил.
- •Эпюры изгибающих моментов.
- •9.4. Эпюры максимальных по модулю напряжений.
7.1. Виды моделируемых динамических процессов, возникающих при движении вагонов по рельсовой колее.
При эксплуатации подвижного состава на него действуют силы и под их воздействием перемещаются элементы и узлы вагона, изменяются усилия в несущих узлах вагона, появляются напряжения. Под динамическим процессом понимается временная зависимость действующих в узлах и элементах вагонов усилий, напряжений, ускорений и т.д.
Когда нужно регистрировать эти процессы ?
При испытаниях на прочность.
При испытаниях на ходовые качества вагона.
В вагоностроении различают:
1. Ходовые динамические испытания.
2. Ходовые прочностные испытания.
3. Испытания на соударения.
4. Стендовые испытания – на усталость.
Дадим определения этих видов испытаний:
Ходовые динамические испытания – это определение и оценка ходовых качеств вагона при различных скоростях движения и режимах нагружения на характерных участках ж.д. пути.
Ходовые прочностные испытания – это определение динамических напряжений в основных несущих элементах и узлах конструкций вагонов, а также динамических усилий при различных скоростях движения и режимах нагружения на характерных участках ж.д. пути. С целью уточнения прочности несущих конструкций и локализации зон концентрации напряжений.
Испытания на соударения – это исследование и оценка НДС, прочности и устойчивости вагона и его отдельных конструктивных узлов при ударе в автосцепку с заданными силой или скоростью соударения.
Стендовые испытания на усталость – это исследование сопротивления усталости несущей конструкции вагона в целом и его отдельных узлов при заданных режимах вибрационного или ударного нагружения.
При ходовых динамических испытаниях регистрируют:
- статический и динамический прогибы рессорного подвешивания.
- характер и частоты колебаний вагонов при его движении ( колебания кузова, рам тележек и т.д.).
- вертикальные и горизонтальные ускорения кузова вагона в зоне пятников (для пассажирских вагонов – в средней части кузова).
- динамические напряжения в надрессорных балках и раме тележки.
- динамические боковые (рамные) силы, действующие на буксы к.п.
При ходовых прочностных испытаниях регистрируют:
динамические напряжения в исследуемых элементах и узлах конструкций вагонов.
динамические усилия, действующие на исследуемые узлы и элементы вагона, а также их ускорения.
По результатам ходовых испытаний определяют:
- коэффициенты динамической перегрузки рессор.
- величины боковых (рамных) сил.
- вертикальный и горизонтальный коэффициент динамики.
- показатели плавности хода вагона.
- коэффициенты запаса устойчивости к.п. от схода вагона с рельсов.
Для пассажирских вагонов – основной динамический критерий – показатель плавности хода вагона.
Для грузовых вагонов –это вертикальный коэффициент динамики, величины боковых (рамных) сил, коэффициенты запаса устойчивости к.п. от схода вагона с рельсов.