ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕНИЯ НА КОЛЕБАНИЯ
ВАГОНА
Евельсон Л.И. (БГИТА, Брянск, РФ),
Голоян А.А. (АО БМЗ, г. Брянск, РФ)
An influence of dry friction parameters on a railcar vibrations is investigated. FEM approach is used to calculate dynamic deformations, stresses and forces. Results of the numerical research are presented. They indicate significant dependence of the vibration parameters from variable friction characteristics.
Конструкция вагона представляет собой сложную колебательную систему, как правило, содержащщую элементы сухого трения в межвагонной связи, в оборудовании, непосредственно в конструкции самого вагона и т.д. Имеющиеся САПР машиностроительных конструкций обеспечивают проведение прочностных расчетов, определение спектра собственных колебаний, Однако расчетные блоки систем автоматизированного проектирования, применяемые для анализа колебаний машин, учитывают сухое трение на весьма упрощенном уровне, ограничиваясь допущениями о постоянстве коэффициента трения в процессе движения. Накопленный опыт экспериментальных исследований и наблюдений за реальными объектами показывает, что во многих случаях учет зависимости коэффициента трения от скорости способен серьезно изменить результаты расчета.
В данной работе рассмотрены колебания механической системы, имитирующей кузов вагона для перевозки зерна, оборудованного фрикционным поглощающим аппаратом (амортизатором удара).
Принцип построения общей расчетной схемы и алгоритма численного исследования принимался на основе работы [1].
Кузов представлялся конечноэлементной
расчетной схемой, состоящей из стержневых и пластинчатых элементов, а поглощающий
аппарат описывался с помощью эквивалентной сосредоточенной массы и уточненной
силовой характеристики, принятой в соответствии с работой [2]. В совокупность
параметров, определяющих силовую характеристику, включались коэффициент трения
на главных поверхностях трения в начале скольжения 
и параметр b в
известной эмпирической формуле
(1)
Осуществлялось
математическое моделирование соударений вагонов при различных значениях и b. Трение в
элементах самого вагона приводилось к эквивалентной матрице демпфирования, характеризуемой
коэффициентами Рэлея, которые также варьировались. Остальные параметры
вагонов и характеристики поглощающих аппаратов принимались постоянными.
Фиксировались количественные результаты – величина максимума силы в межвагонной связи, максимумы динамических напряжений в характерных элементах, а также качественно анализировался характер колебательных процессов сил, динамических напряжений и перемещений. Задание исходных данных для математического моделирования производилось по плану второго порядка типа Бокса. Обработка полученных количественных результатов делалась методами регрессионного анализа.
В результате проведенного исследования установлено, что параметры трения могут оказывать существенное качественное и количественное влияние на колебания вагона.
Литература
1. Голоян А.А., Евельсон Л.И. Алгоритм расчета динамической нагруженности элементов грузового вагона рефрижераторной секции //Динамика, прочность и надежность транспортных машин: Сб. научн. тр. - Брянск: БИТМ, 1992. - С. 31-38.
2. Никольский Л.Н., Кеглин Б.Г. Амортизаторы удара подвижного состава.- М.: Машиностроение, 1986,- 144с.