РАЗРАБОТКА ОБОБЩЕННОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГИДРОФРИКЦИОННОГО ГАСИТЕЛЯ КОЛЕБАНИЙ С УЧЕТОМ ВЯЗКОСТНОГО ДЕМПФИРОВАНИЯ - Разработка модернизированной конструкции гидравлического гасителя колебаний электровоза
Для увеличения скоростей движения и пропускной способности железных дорог большое значение имеет улучшение динамических качеств электроподвижного состава, зависящих от правильного выбора и стабильности работы гидравлических гасителей колебаний и параметров рессорного подвешивания. От этих показателей зависят: силы взаимодействия между колесом и рельсом, устойчивость колеса на рельсе и плавность хода электровоза. С целью повышения эффективности гашения динамических колебаний и снижения нагруженности опорных узлов и элементов ходовых частей была разработана модернизированная конструкция гидрофрикционного гасителя с улучшенными демпфирующими свойствами, на которую была подана заявка на Патент Республики Узбекистан на изобретение № IAP 2011 0353 [42].
Для обоснования созданной перспективной конструкции гасителя колебаний проведена разработка обобщенной динамической модели гидрофрикционного гасителя колебаний с учетом вязкостного демпфирования.
Исследуемая обобщенная модель представляет собой три коаксиально расположенных упругих цилиндрических оболочек, одна из которых заполнена идеальной сжимаемой жидкостью, движущейся с постоянной скоростью V и имеющей пульсирующее внутреннее давление (переменное поле давления во времени и по длине РЖ(x, t)).
Обратимся к уравнениям оболочки с учетом распространения волн в ее материале. Примем здесь вариант линеаризованной теории оболочек Кирхгофа-Лява, считая прогибы оболочек малыми U1, U2, W1, W2 - по сравнению с толщиной оболочки.
Круговые цилиндрические оболочки имеют внешние радиусы R1,R2, толщину стенки H1, H2, длиной - L1, L2, по концам - упругое защемление, во внутренней оболочке 1 действуют пульсирующие волны давления в жидкости РЖ(x, t).
Между внутренней оболочкой 2 и жестко закрепленной внешней оболочкой 3 действует сила трения, выражаемая формулой:
(2.1).
Снаружи имеется внешняя импульсная динамическая нагрузка
(2.2).
Совместим ось OX с продольной осью оболочки L1. Перемещения срединной поверхности оболочки 1 в направлениях образующей обозначим через U1, а перемещения срединной поверхности оболочки 2 относительно жестко закрепленной внешней оболочки 3 через U2, и, наконец, радиальные перемещения соответственно - W1, W2.
С учетом данных работы [20] можно записать уравнения колебаний двух круговых цилиндрических оболочек, одна из которых заполнена движущейся сжимаемой жидкостью, имеющей пульсирующей давление по длине и по времени, под действием динамических воздействий РДин, в перемещениях:
(2.3),
(2.4).
В уравнениях (2.3), (2.4) введены обозначения EI, I, I - модуль упругости, коэффициент Пуассона и плотность материала оболочек, где i = 1,2.
Рассмотрим решение для системы уравнений (2.3)(2.4) с учетом последовательного усложнения:
Колебания двух коаксиальных оболочек с учетом допущения о малости поперечных уширений (т. е. и стремятся к 0). С учетом данного предположения система (2.3)(2.4) примет вид:
(2.5),
(2.6).
Делим соответственно уравнения (2.5) и (2.6) на 1H1 и 2H2 И преобразуем их, введя условные обозначения:
(2.7),
(2.8),
Где
(2.9).
Граничные условия для 1-й оболочки (внутренней):
X=0 U1(0)=0 (конец оболочки закреплен, смещения равны 0).
(2.10),
(конец оболочки свободный - деформации равны 0)
В результате решения данного уравнения, используя метод Фурье и преобразование Лапласа, получим для уравнения (2.5)
(2.7)
Аналогично для уравнения (8)
(2.8)
Общий вид решения уравнений (2.5) и (2.6) будет согласно методу Фурье:
(2.9)
(2.10)
Где К = 1,2, ...N = 5 - число гармоник при колебаниях 2-х оболочек (соответственно) при динамическом внешнем нагружении.
Полученная система уравнений (2.9) и (2.10) учитывает силы вязкого трения в деталях предлагаемого гасителя колебаний с учетом коэффициента поглощения энергии динамических нагрузок, возникающей от неровностей рельсового пути и позволяет провести оценку влияния геометрических размеров и задаваемых параметров конструкции на параметры колебаний кузова вагона электроподвижного состава и сами детали гасителя колебаний.
Данная механическая модель позволяет описывать происхождение в системе динамические процессы и рассчитывать параметры гасителя с учетом наперед заданных динамических характеристик, что имеет важное значение при расчете и конструировании новых гасителей колебаний для подвижного состава, а также при модернизации существующего. Полученная математическая модель также позволяет произвести оценку влияния конструктивных, силовых, массовых параметров и неровностей пути на процесс колебаний кузова вагона в вертикальной и продольной горизонтальной плоскостях, а также величину динамической нагруженности деталей гасителя колебаний.
Рисунок 2.1 - Расчетная схема для гидравлического гасителя колебаний предлагаемой нами конструкции и действующие силы, (где обозначено: 1 - рабочий цилиндр, 2 - шток, 3 - поршень, 4 - дроссельные каналы, 5- цилиндрический стакан защитного кожуха,6 - сильфон)
Похожие статьи
-
Для обеспечения работоспособности гасителя колебаний в диапазоне температур - 50 +50 С необходимо, чтобы вязкость жидкости изменялась в допустимых...
-
ВВЕДЕНИЕ - Разработка модернизированной конструкции гидравлического гасителя колебаний электровоза
В условиях хозрасчета и в связи с переходом на рыночную экономику одной из важнейших задач для экономической и политической независимости нашей...
-
Для сохранения работоспособности гидравлических гасителей колебаний должны выполняться технические условия на изготовление и эксплуатацию: защищенность...
-
В результате проведенного обзора научно-технической и патентной литературы было установлено, что более 30 % всех отказов электровозов (ВЛ-60к и ВЛ-80с)...
-
Классификация гидравлических гасителей колебаний представлена в таблице 1.2. Таблица 1.2 Классификация гидравлических гасителей колебаний Конструкция и...
-
Транспортный гидравлический гаситель ( Рисунок 1.16 ) колебаний, содержащий корпус с основанием и коаксиально размещенным в корпусе цилиндром, в котором...
-
В данной работе исследованы конструкции гидравлических гасителей колебаний, применяющихся в наше время на электровозах и методов расчета их деталей и...
-
Модернизированная конструкция поршня гидравлического гасителя колебаний рельсовых транспортных средств Известен гидравлический гаситель колебаний по...
-
Классификация гасителей колебаний Все гасители колебаний могут быть классифицированы по энергетическим, силовым и конструктивным признакам и схемам их...
-
Известен гидравлический демпфер по патенту RU 2324089, опубликован 10.05.2008 г. Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано...
-
Большинство динамических моделей транспортных потоков условно можно разделить на 3 класса: - Макроскопические (гидродинамические модели) - Кинетические...
-
Котел представляет собой цилиндрическую емкость сварной конструкции, состоящую из обечаек и эллиптических днищ, подкрепленную шпангоутами для повышения...
-
Для наиболее рациональной организации работ по ТО, ремонту и диагностированию автомобилей составляют различные технологические карты. Любая...
-
Выбор типа склада для хранения железобетонных строительных конструкций Склады представляют собой комплекс производственных зданий, инженерных сооружений,...
-
Передача информации при комбинированном методе - Конструкция самолетов
Самолетостроение конструктивный плаз геометрический По мере развития программно-технических средств и опыта использования современных компьютерных...
-
Выбор датчика вибрации - Система автоматического регулирования гидроакустикой батискафа
Датчики вибрации предназначены для преобразования параметров вибрации в электрический сигнал: широтно-импульсный модулированный сигнал для последующей...
-
Одной из важнейших задач современного производства является внедрение в производственный процесс новейших прикладных компьютерных технологий. Это вызвано...
-
Разработка конструктивного плаза компьютерного - Конструкция самолетов
На предприятии корпорации НПК "Иркут" конструктор конструкторского бюро (КБ) оформляет служебную записку на разработку и выдачу предварительного файла...
-
Расчет и построение динамических паспортов для автомобилей - Конструкция автомобилей
Тяговая характеристика недостаточно удобна для сравнительной оценки тяговых свойств автомобиля и автопоезда, обладающих различной массой, т. е. при...
-
Конструкция -- совокупность деталей, узлов и материалов с разными физическими свойствами, находящимися между собой в определенной физической связи...
-
Расчетные режимы и нагрузки Нормы устанавливают два основных (I и III) и один дополнительный (II) расчетные режимы. По I расчетному режиму...
-
Во временной области Класс методов цифровой обработки зашумленных речевых сигналов, который основан на построении математических моделей речевых сигналов...
-
Для комплексного решения задач по определению тягово-скоростных качеств автомобиля служит динамический паспорт автомобиля. Он включает динамическую...
-
Электрически короткой Будем считать линию, у которой погонная длина L будет существенно меньше минимальной длины волны в спектре сигнала. L << Min...
-
Модель линии передачи с потерями - Проектирование цифровых микросхем и печатных плат
Модель элементарного отрезка линии представлена на (рисунке 9). Как видно, она состоит из последовательно соединенных сопротивления R и индуктивности L и...
-
Применение методики передачи геометрической информации, на примере нервюры - Конструкция самолетов
Рассмотрим предлагаемую методику на примере нервюры закрылка, с использованием концепции проектирования на основе мастер - модели. Концепция...
-
Особенности конструкции форсунки двигателей MAN&;amp;BW L-MC - Судовые дизельные установки
Конструкцию распылителя форсунки судовых дизелей Бурмейстер и Вайн (рис. 6.4.5., а) с незначительными изменениями применяли до тех пор, пока не была...
-
Устройство СИТОВ-1 предназначено для проверки технических характеристик тормоза грузовых вагонов после постройки или ремонта и используется в...
-
Определим параметры нелинейной модели Эберса-Молла. В соответствии с вариантом тип используемого транзистора n-p-n КТ316Г. Транзисторы кремниевые...
-
При построении графиков силового баланса для различных передач и скоростей движения автомобиля рассчитывают значения составляющих уравнения силового...
-
Порядок выполнения работы, Модель транспортной задачи - Оперативное планирование перевозок грузов
Порядок исполнения работы представлен на рис. 2.1. Рис. 2.1. Порядок выполнения курсовой работы Модель транспортной задачи При решении...
-
Описание конструкции узла Назначение. Масляная система (система смазки) дизеля на тепловозе выполняет несколько функций. Главная из них--поддержание...
-
Постановка задачи Целью данной работы является создание компактной, частично магнитоэкранированной конструкции магнетрона, предназначенного для работы в...
-
При всем многообразии применяемых в производстве ремонтных операций все же многие из них можно сгруппировать в типовые группы с одинаковым...
-
Построение динамической характеристики автомобиля - Расчет эксплуатационных показателей автомобиля
Для построения динамической характеристики рассчитывают динамический фактор по формуле: Значения сил РТ и Рв берут из таблицы 2.1. Результаты расчета...
-
Датчики давления монтируются внутрь каждого колеса. Это не требует деформации покрышки и диска. Датчики передают информацию на пульт управления с помощью...
-
Промыть все детали изопропиловым спиртом, высушить струей сжатого воздуха или протереть чистой тряпкой, не допуская их соприкосновения с минеральными...
-
Принципиальная блок-схема управляющей части: Рис. 1 - Принципиальная блок-схема управляющей части Механика системы Рис. 2 - Принципиальная схема системы...
-
На колесных ТС, предназначенных для эксплуатации на дорогах с твердым покрытием, грунтовых дорогах различного состояния, можно применять систему...
-
Теоретические основы лопастных машин. Уравнение Эйлера - Классификация гидравлических машин
Основной целью теоретического расчета нагнетателя является, обычно, определение теоретического давления РТ. Рассмотрим процесс обмена энергией между...
РАЗРАБОТКА ОБОБЩЕННОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГИДРОФРИКЦИОННОГО ГАСИТЕЛЯ КОЛЕБАНИЙ С УЧЕТОМ ВЯЗКОСТНОГО ДЕМПФИРОВАНИЯ - Разработка модернизированной конструкции гидравлического гасителя колебаний электровоза