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 V_k. 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