авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

«Брянский государственный технический университет Лаборатория «Вычислительная механика» Научно-технический семинар Компьютерное моделирование в ...»

-- [ Страница 2 ] --

Альтернативой данного подхода является использование гибридной модели РЭ, описывающей исследуемую деталь упругой подсистемой. В этом случае данные, необходимые для расчета напряжений, включаются в описание упругого тела на стадии подготовки данных во внешней программе КЭ анализа.

Моделирование частных режимов эксплуатации РЭ в ПК УМ позволяет напрямую получить истории изменения компонент НДС в выбранных точках исследуемого тела.

После получения процессов изменения НДС детали, соответствующих различным режимам эксплуатации, дальнейшая подготовка исходных данных расчета долговечности может производиться во внешней программе, например MSC.Fatigue [2], либо в специализированном модуле прогноза усталостной долговечности ПК УМ.

Модуль UM.Durability позволяет рассчитывать истории изменения НДС исследуемых тел на основании результатов моделирования частных режимов эксплуатации РЭ, подготавливать исходные для анализа усталостной долговечности, производить оценку показателей долговременной прочности, в соответствии с действующими нормами локомотивостроения [3], вагоностроения [4] и общего машиностроения [5], а также отображать результаты всех этапов исследования.

Заключение 3.

Современные программные комплексы компьютерного моделирования динамики механических систем и анализа напряженно-деформированного состояния элементов конструкций представляют широкие возможности для решения задачи оценки эксплуатационной нагруженности и усталостной долговечности подвижного состава. Возможности ПК УМ позволяют объединить этапы анализа эксплуатационной нагруженности (за исключением решения задачи анализа НДС по МКЭ) и усталостной долговечности в одной программной среде.

Разработка программного обеспечения ведется при поддержке РФФИ, грант № 08-01-00677-а.

Список литературы 4.

[1] Когаев В.П., Махутов Н.А., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: Справочник. – М: Машиностроение, 1985. – 224 с.

[2] MSC.Patran Help [3] Нормы для расчета и оценки прочности несущих элементов, динамических качеств и воздействия на путь экипажной части локомотивов железных дорог МПС РФ колеи 1520 мм. – Введ. 1998-01 12.–ГосНИИВ-ВНИИЖТ,М.,1998.

[4] Нормы для расчета и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). – Введ. 1996-02-13. –ГосНИИВ-ВНИИЖТ, М., 1996.

[5] Методические указания. Надежность в технике. Вероятностный метод расчета на усталость сварных конструкций: РД 50–694–90–1991: – Введ. 91-07-01. – М.: Изд-во стандартов, 1991, 84 c.

Моделирование работы поглощающих аппаратов автосцепки в программном комплексе «Универсальный Механизм»

Лысиков Н.Н.

241035, Брянск, бульвар 50-летия Октября, 7, БГТУ, Лаборатория «Вычислительная Механика»

Тел./факс: (+4832) 56-86-37, e-mail: umlab@yandex.ru Ключевые слова: математические модели поглощающих аппаратов, инструменты описания.

Введение 1.

Поглощающие аппараты автосцепки (ПА) служат для гашения продольных ударов, возникающих при движении поезда. Параметры ПА оказывают существенное влияние на продольную динамику в переходных режимах движения. С появлением в рамках программного комплекса «Универсальный Механизм» (ПК УМ) модуля продольной динамики возникла дополнительная необходимость в развитии библиотеки математических моделей ПА, используемых на отечественном подвижном составе.

Свойства амортизатора с различной степенью полноты описываются математическими моделями различной степени сложности, выбор которых зависит от задач исследования и неразрывно связан с проблемой идентификации входящих в их описание параметров. Разработчики ПА [1] выделяют две принципиально различные группы математических моделей, в зависимости от того, учитывают они или нет инерционные свойства силовой системы ПА. В большинстве случаев эти свойства игнорируются, и ПА рассматривается как безынерционное усилительное звено. Математические модели, учитывающие инерционные свойства, могут использоваться для описания и объяснения физических закономерностей, наблюдаемых в практике исследований ПА. Возможности ПК УМ позволяют создавать и использовать математические модели обоих типов.

В докладе рассматриваются инструменты описания безынерционных математических моделей ПА, реализованные в ПК УМ, а также приводятся примеры создания инерционных моделей ПА грузового состава, разработанные в рамках сотрудничества с кафедрой «Динамика и прочность машин»

БГТУ.

Безынерционные модели ПА 2.

Безынерционная модель ПА представляет собой зависимость силы сжатия ПА от величины сжатия – хода ПА и, для большинства современных ПА, скорости изменения хода. Для описания моделей данного типа в ПК УМ используются биполярные силовые элементы двух типов.

В том случае если силовая характеристика аппарата слабо меняется при изменении скоростей хода в рассматриваемом диапазоне, для описания ПА может быть использован биполярный силовой элемент типа Гистерезис c симметричной силовой характеристикой [2]. Петля гистерезиса строится по экспериментальной силовой характеристике аппарата и включает ветви предварительной нагрузки, начальной нагрузки, нагрузки, начальной разгрузки, разгрузки и упора (см. рис.1).

F Нагрузка Упор Начальная нагрузка Начальная разгрузка Разгрузка x Предварительная нагрузка Рис.1. Схема и пример описания безынерционной гистерезисной модели ПА Альтернативным способом описания безынерционных моделей ПА в программе ввода UM Input, является использование биполярных элементов типа Библиотека DLL. Данный инструмент обладает более широкой функциональностью, позволяя описывать модели ПА, учитывающие изменения формы силовых характеристик от скорости хода.

Сила данного типа рассчитывается во внешней динамически-загружаемой библиотеке (DLL) [3].

Для подключения динамических библиотек, разработанных пользователем или сторонними авторами, они должны быть размещены в каталоге um_root\bin\lib\bfrc. Список DLL доступен как при описании биполярных элементов в программе ввода, так и при работе со специализированным инструментом автоматического создания модели поезда [4].

Внешняя библиотека, предназначенная для описания биполярных силовых элементов типа Библиотека (DLL), должна иметь три входных сигнала – x, v, t (длина элемента и его производная по времени) и один выходной – величину силы. Математическая модель силы из внешней библиотеки может иметь собственный набор параметров. Этим параметры можно задать как численно, так и с помощью идентификаторов, что позволяет воспользоваться всеми преимуществами параметризации в ПК УМ.

Внешняя библиотека, разработанная для использования в скалярных силах типа Библиотека (DLL) может быть подключена к модели механической системы также более общим способом с помощью Мастера связи с внешними библиотеками в программе моделирования UM Simul. Однако подключение такой библиотеки через скалярную силу типа Библиотека DLL более эффективно с точки зрения вычислительных затрат при последующем моделировании динамики системы.

Инерционные модели ПА 3.

В рамках сотрудничества с кафедрой «Динамика и прочность машин» БГТУ были разработаны твердотельные модели упруго-фрикционного (ПМК-110), полимерно-фрикционного (ПМКП-110) и эластомерно-фрикционного ПА (ПМКЭ-110) (см. рис.2). При моделировании ПА ПМКЭ- дифференциальные уравнения, соответствующие модели гидравлической системы, описывались в файле управления.

Рис.2. Инерционные модели ПМК-110, ПМКП-110 и ПМКЭ-110, разработанные в ПК УМ Предварительный анализ показал, что компьютерное моделирование в среде ПК УМ позволяет отразить физический характер работы ПА и получить результаты, схожие с экспериментальными. В то же время модель трения в контакте с постоянными коэффициентами трения скольжения, используемая в ПК УМ, не позволила отразить некоторые явления, реализующиеся на практике. В качестве одного из вариантов уточнения результатов, рассматривается введение в ПК УМ инструмента, позволяющего задавать зависимости коэффициента трения в контакте от скорости проскальзывания.

Разработка программного обеспечения ведется при поддержке РФФИ, грант № 08-01-00677-а.

Список литературы 4.

[1] А.П. Болдырев, Б.Г. Кеглин. Расчет и проектирование амортизаторов удара подвижного состава:

– М.;

Машиностроение, 2004. – 199с.

[2] Механическая система как объект моделирования. Руководство пользователя ПК УМ. Глава 2.

[3] Создание и использование внешних библиотек. Руководство пользователя ПК УМ. Глава 5.

[4] Модуль моделирования динамики поезда. Руководство пользователя ПК УМ. Глава 15.

Описание, подготовка и оценка путевых неровностей в программном комплексе «Универсальный Механизм»

Лысиков Н.Н.

241035, Брянск, бульвар 50-летия Октября, 7, БГТУ, Лаборатория «Вычислительная Механика»

Тел./факс: (+4832) 56-86-37, e-mail: umlab@yandex.ru Ключевые слова: создание неровностей, оценка состояния пути.

Введение 1.

Компьютерное моделирование динамики рельсовых экипажей (РЭ) в программном комплексе «Универсальный Механизм» (ПК УМ) требует наличия достоверной и исчерпывающей информации об исследуемом экипаже, режиме его движения и характеристиках путевой структуры, соответствующей рассматриваемой ситуации. Доклад посвящен проблеме подготовки одной из ключевых групп параметров модели железнодорожного пути – неровностей рельсовых нитей. Рассматриваются способы описания и инструменты подготовки различных типов неровностей, используемых в ПК УМ: единичных неровностей и последовательностей ординат, полученных в результате замеров, либо путем генерации реализаций по спектральным плотностям мощности, используемым для статистического представления геометрии пути в отечественной и зарубежной практике. Приводятся основные положения системы контроля состояния рельсовой колеи МПС России (применяемая система допусков, алгоритмы поиска и фиксации единичных отклонений и их сочетаний, система выставления оценок), описывается реализация описываемой методики оценки в ПК УМ.

Описание путевых неровностей 2.

В программном комплексе «Универсальный Механизм» используется математическая модель железнодорожного пути, позволяющая упростить описание реального пути без потери точности численного моделирования движения РЭ. Модель отражает геометрию пути, его упруго-диссипативные свойства и трибологическое состояние. Геометрия описывается профилями и подуклонкой рельсов, шириной колеи, макрогеометрией пути в плане и вертикальным профилем, а также, неровностями рельсовых нитей. Интерфейс программы позволяет отключать неровности для исследования движения РЭ по пути с идеальной геометрией.

Неровности нитей описываются последовательностями ординат, заданными с постоянным шагом вдоль пути (0.1 метр), хранящимися в файлах с расширением way и соответствующими вертикальным и горизонтальным неровностям каждой рельсовой нити. Данные о файлах вертикальных и горизонтальных неровностей, характеризующих участок пути, сохраняются в файл группы неровностей с расширением tig. Интерфейс программы позволяет указывать список групп неровностей для использования в качестве варьируемого параметра в многовариантных расчетах.

Возможности программы позволяют использовать единичные неровности нескольких типов. В этом случае файлы неровностей генерируются автоматически.

Подготовка путевых неровностей 3.

Альтернативой использования единичных неровностей является подготовка файлов неровностей рельсовых нитей средствами специализированного инструмента Создание неровностей. Реализованы следующие варианты подготовки файлов неровностей:

поточечный ввод ординат неровностей вдоль пути;

формирование реализации неровностей как комбинации единичных;

создание реализации неровностей по заданному закону распределения спектральной плотности мощности.

В последнем случае используется алгоритм, основанный на разложении Райса-Пирсона.

Интерфейс позволяет задать форму спектра поточечно, либо выбрать в качестве исходных - данные о спектральном представлении неровностей пути, рекомендованные для статистического описания дорог различного качества содержания Федеральным управлением железных дорог США (FRA), либо Международным союзом по железнодорожным перевозкам (UIC).

FRA оперирует девятью классами качества железных дорог, при этом лучшим считается девятый класс, а худшим - первый. Первые пять классов относятся к путям с обычным движением, а классы с шестого по девятый применяются для описания качества участков дорог с высокоскоростным движением, от 90 миль в час (145 км/ч) для пассажирских составов и от 80 миль в час (130 км/ч) для грузовых [1]. UIC использует схожую классификацию качества железнодорожных путей. Интерфейс программы автоматизирует процедуру генерации реализаций вертикальных и горизонтальных неровностей рельсовых нитей, по приведенным в указанных источниках сведениям о спектральных характеристиках полусумм и полуразностей неровностей, соответствующих участкам пути различного качества содержания.

Оценка путевых неровностей 4.

Положениями МПС России [2, 3, 4] утверждена процедура и критерии оценки неровностей рельсовых нитей – установлены контрольные параметры, введена система допусков, позволяющих отнести отклонения каждого из контрольных параметров к одной из четырех степеней, введена балловая и качественная оценка участков пути. Контролю подлежат следующие параметры рельсовой колеи:

ширина колеи, положение рельсовой колеи по уровню, просадки рельсовых нитей и положение пути в плане. Кроме отклонений указанных параметров осуществляется поиск сочетаний отклонений, требующих ограничения установленной скорости движения поездов. Качественная и балловая оценки состояния рельсовой колеи устанавливаются в зависимости от степени и количества обнаруженных на нем отступлений.

Оценка отступлений контрольных параметров от номинальных значений производится по четырем степеням, регламентированным в зависимости от типа состава (пассажирский поезд, грузовой без вставок порожних вагонов, грузовой с порожними вагонами [4]), параметров пути (макрогеометрии, номинальной ширины колеи, типа шпал и пр.), установленных скоростей движения поездов и пр.

При постановке задач исследования динамики РЭ обычно возникает проблема получения достоверных исходных данных о неровностях путевой структуры. Чаще всего доступной является качественная или балловая оценка состояния пути на момент последней проверки. В то же время, например при моделировании ситуации схода РЭ, информация о геометрии пути, наряду с данными о состоянии экипажа и режиме ведения состава, является ключевой для анализа причин происшествия.

Для решения проблемы оценки путевых неровностей, введенных вручную, либо сгенерированных по заданным спектральным характеристикам, в соответствии с системой контроля, утвержденной МПС России, в рамках ПК УМ был разработан специализированный инструмент Оценка неровностей. Результатом разработки стало создание программного средства анализа путевых неровностей, позволяющего осуществлять поиск и фиксацию отдельных отклонений геометрии рельсовой колеи и их сочетаний, с последующим выставлением балловой и качественной оценки линейному (рабочему) участку пути, в соответствии с действующими стандартами оценки.

Заключение 5.

Развитие интерфейса подготовки файлов неровностей и создание инструмента оценки путевых неровностей предоставляет дополнительные возможности для описания пути в условиях нехватки исходных данных, для анализа данных, полученных в результате замеров геометрии пути, а также для дальнейших исследований влияния состояния железнодорожного пути на безопасность движения методом компьютерного моделирования.

Разработка программного обеспечения ведется при поддержке РФФИ, грант № 08-01-00677-а.

Список литературы 6.

[1] Гарг.В.К., Диккипати Р.В. Динамика подвижного состава: Пер с англ. / Под ред. Н.А.Панькина. – М.;

Транспорт, 1998. – с.84- [2] Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути/ МПС России, Транспорт, М., 2000, 223с.

[3] Инструкция по расшифровке лент и оценке состояния рельсовой колеи по показаниям путеизмерительного вагона ЦНИИ-2 и мерам по обеспечению безопасности движения поездов / МПС России, Транспорт, М.,1997, 44с.

[4] Приказ №20 МПС России от 27 апреля 2007 года о внесении изменении и дополнений в приказ МПС России от 1 сентября 2001 года №27Ц «О внесении изменений и дополнений в Инструкцию по расшифровке лент и оценке состояния рельсовой колеи по показаниям путеизмерительного вагона ЦНИИ-2 и мерам по обеспечению безопасности движения поездов»

Сравнение динамических показателей локомотивов с различными конструкциями опорно-рамного тягового привода Михальченко Г.С., Антохин А.В.* *г. Брянск, б-р 50-лет Октября, д. 7, кафедра «Локомотивы»

телефон, факс +7 (4832) – 56 -02-61, antokhin_av@mail.ru Ключевые слова: тяговый привод, скоростной электровоз, динамика движения, компьютерное моделирование.

1. Введение В настоящее время перед локомотивостроителями России поставлена задача создать скоростной электровоз, призванный эксплуатироваться на основных пассажиронапряженных линиях Европейской части России. Для новых электровозов предполагается увеличить конструкционную скорость движения от 160 до 200 км/ч за счет более современной экипажной части и применения асинхронных тяговых двигателей, позволяющих реализовывать осевую мощность до 1200 кВт.

На сегодняшний день используется два типа шестиосных экипажей скоростного электровоза: на двух трехосных тележках и трех двухосных. Первый тип экипажа традиционно применяется на локомотивах Коломенского завода, второй тип – на локомотивах Новочеркасского электровозо строительного завода. Следует отметить, что эти два типа экипажей отличаются также конструкцией тягового привода колесных пар. У локомотивов Коломенского завода применен привод с опорно-рамным подвешиванием тягового электродвигателя и редуктора, который впервые был реализован на тепловозах типа ТЭП70. У локомотивов Новочеркасского завода и в, частности, на электровозе ЭП10 применен привод с опорно-рамным подвешиванием тягового электродвигателя и опорно-осевым редуктором. По классификации профессора И.В. Бирюкова [1] эти приводы отнесены соответственно к третьему и второму классу конструкций тяговых приводов. В нашем случае при рассмотрении проблемы обос нования типа привода для скоростных электровозов будем придерживаться этой классификации.

Существующие конструкции отечественных пассажирских локомотивов имеют конструкционную скорость 160 км/ч. На реализацию этой скорости рассчитаны и примененные на этих локомотивах конструкции тяговых приводов. Естественно, возникает вопрос, как отразится на надежности работы этих приводов и в целом экипажной части повышение скорости с 160 до 200 км/ч.

2. Основной раздел В рассматриваемой работе поставлена задача на первом этапе оценить методом компьютерного моделирования в программном комплексе «Универсальный механизм» [2] динамические качества электровоза с одним типом конструкции экипажной части, и, в частности, на трех двухосных тележках и динамическую нагруженность двух классов привода, при движении в прямом участке пути на выбеге.

Задача облегчается тем, что специалистами Всероссийского электровозного научно-исследовательского института (ВЭлНИИ) проработаны конструкции и основные параметры этих приводов для перспективного электровоза на двухосных и трехосных тележках. Эти типы тяговых приводов реализованы на колесно-моторных блоках (рис. 1) с использованием одноповодковых букс. В работе дано краткое описание конструкции колесно-моторных блоков, рессорного подвешивания первой и второй ступени крайних и средней тележек (рис. 2).

Для оценки конструкций тяговых приводов исследовалось движение электровоза в прямых участках пути, где можно рассматривать интересующий нас диапазон скоростей 120 220 км/ч. В крутых и пологих кривых скорость движения рельсовых экипажей ограничивается не только воздействием на путь, но и так называемым непогашенным ускорением. Например, в кривой радиуса R = 650 м и возвышением наружного рельса на 140 мм эта скорость равна 115 км/ч. В более пологих кривых движение экипажа мало чем отличается от его движения в прямых участках пути.

1 3 4 5 6 8 9 10 а) б) Рис. 1 Колесно-моторный блок а – с приводом второго класса: 1 – гидравлический гаситель колебаний первой ступени;

2 – рессорное подвешивание первой ступени;

3 – буксовый поводок;

4 – тяговый электродвигатель;

5 – резинокордная муфта;

6 – тяговый редуктор;

7 – реактивная тяга редуктора.

б – с приводом третьего класса: 1 – тяговый электродвигатель;

2 – корпус редуктора;

3 – ведущая шестерня;

4 – поводок;

5 – пружина рессорно-осевого подвешивания;

6 – гидравлический гаситель первой ступени подвешивания;

7 – букса;

8 – зубчатое колесо на ступице в сборе;

9 – полый вал;

10 – передаточный поводок;

11 – ступица колесной пары.

В качестве случайных возмущающих воздействий со стороны пути приняты случайные вертикальные и горизонтальные неровности рельсовых нитей, параметры которых по рекомендации научно-исследовательского железнодорожного института (ВЭлНИИ) соответствует пути хорошего содержания. Для оценки динамических качеств электровоза приняты показатели, используемые в практике натурных испытаний (боковые, рамные силы, горизонтальные и вертикальные ускорения кузова, коэффициента вертикальной динамики), для оценки динамической нагруженности привода рассчитывались усилия в зубчатом зацеплении тягового редуктора.

1 2 3 4 8 5 6 7 а) б) Рис. 2 Внешний вид тележек модели с приводом 3 класса а, б – первой и второй тележки соответственно: 1, 3, 4 – гидравлические гасители вертикальных колебаний, колебаний относа и виляния соответственно;

2 – опора типа флексикойл;

5 – гидравлический гаситель первой ступени подвешивания;

6 – букса;

7 – поводок;

8 – маятниковая опора.

3. Заключение Анализ полученных результатов испытаний позволил сделать несколько предварительных выводов: применение тягового привода второго класса оправдано при скоростях движения до 144 км/ч (до этой скорости разница между приводами не существенна);

динамическая нагруженность привода третьего класса позволяет эксплуатировать его до скорости 200 км/ч;

конструкция второй ступени подвешивания средней тележки нуждается в доработке. Кроме того разработанные модели позволяют выполнить оптимизацию значений параметров рессорного подвешивания и опорно-возвращающих устройств кузова.

4. Список литературы [1] Бирюков И.В., Беляев А.И., Рыбников Е.К., Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог, Транспорт, Москва, (1986 г.).

[2] Погорелов Д.Ю., Компьютерное моделирование динамики технических систем с использованием программного комплекса "Универсальный механизм", Вестник компьютерных и информационных технологий, №4 2005 г.

Методика моделирования динамики упругих тел в программном комплексе «Универсальный механизм»

Михеев Г.В.

Лаборатория «Вычислительная механика» БГТУ 241035, г. Брянск, бульв. 50-летия Октября, 7. Тел./факс: 56-86-37, e-mail: gmikheev@mail.ru Ключевые слова: динамика систем тел, упругие тела, конечные элементы, модальный подход.

1. Введение Представлена методика моделирования динамики упругих тел на основе данных, импортируемых из внешних программ конечно-элементного анализа (МКЭ). Она реализована в модуле UM FEM программного комплекса «Универсальный механизм» (УМ). Теоретические основы методики изложены в диссертации [1], опубликованной на сайте www.umlab.ru.

Упругие тела могут совершать произвольные пространственные перемещения, при этом упругие перемещения точек тел за счет деформаций предполагаются малыми. Такие перемещения в локальной системе координат могут быть адекватно описаны методом конечных элементов в линейной постановке.

Однако использование полной конечно-элементной модели весьма затруднительно для моделирования динамики реальных технических систем. Основной причиной затруднений является большой размер матриц масс и жесткости, который может быть равным сотням тысячам. Интегрирование уравнений движения такого размера очень неэффективно, а иногда и невозможно, несмотря на быстрое развитие вычислительной техники. Поэтому для моделирования динамики упругих тел применяется модальный подход, позволяющий резко сократить число координат упругого тела, посредством описания упругих перемещений набором допустимых форм. Эффективность модели определяется числом форм, достаточным для описания упругих перемещений с приемлемой точностью. Набор форм упругого тела выбирается в соответствии с методом Крэйга-Бэмптона [2], включающем этапы выбора интерфейсных узлов и расчета собственных и статических форм.

В докладе рассматриваются основные инструменты модуля UM FEM, посредством которых поэтапно реализуется представленная методика. В настоящее время поддерживается импорт из программ ANSYS и MSC.NASTRAN. Особенности работы с каждой из перечисленных программ МКЭ при подготовке данных для УМ отражены в докладе.

2. Основы методики и примеры решенных задач Согласно методу Крэйга-Бэмптона, после разработки конечно-элементной модели упругого тела следует этап выбора интерфейсных узлов. Они должны располагаться в шарнирных точках и точках приложения сил. Такой выбор позволяет решить задачу статики с точностью, практически равной точности результатов, полученных с использованием полной конечно-элементной модели. Число статических форм упругого тела определяется числом интерфейсных узлов, число собственных форм выбирается пользователем, в соответствии с целями исследований.

При подготовке конечно-элементной модели упругого тела применяются специальные приемы, целью которых является ликвидация особенностей матриц конечных элементов некоторых типов, а также более адекватное описание реальной механической системы. Рассмотрены два наиболее часто используемых приема: создание твердотельных площадок вокруг интерфейсных узлов и дополнительных одноузловых инерционных элементов.

Методика хорошо зарекомендовала себя по результатам моделирования упругих конструкций, в которых точкам приложения сил и шарнирным точкам соответствуют узлы конечно-элементной схемы.

Другими словами, координаты точек приложения сил в локальной системе координат изменяются только вследствие деформаций упругого тела. Подобную нагрузку назовем неподвижной. Примером таких задач является моделирование вагона-платформы производства «Рузхиммаш». Результаты моделирования хорошо согласуются с результатами тестовых расчетов по полной КЭ модели, а также с результатами экспериментов.

С целью расширения круга решаемых задач разработаны процедуры, дополняющие возможности UM FEM. Одним из основных направлений развития является разработка методов, позволяющих моделировать динамику упругих тел под действием подвижной нагрузки. Такая модель необходима, например, для исследования динамики железнодорожного моста при прохождении поезда. Координаты точек приложения сил, соответствующие текущему положению колес экипажей, непрерывно изменяются с течением времени.

Другой, еще более сложной задачей является моделирование контактных взаимодействий упругих тел, в том числе, сопровождающихся ударами. Примером подобных задач является запуск ракеты. В докладе этот пример рассматривается.

К сожалению, моделирование с учетом подвижной нагрузки менее точно, чем без нее. В первую очередь это объясняется тем, что в наборе форм отсутствуют статические формы, соответствующие приложенным силам в каждый момент времени. Тем не менее, в большинстве случаев можно подобрать формы, аппроксимирующие упругие перемещение с приемлемой точностью. Отметим, что число форм в случае подвижной нагрузки существенно больше, чем для неподвижной. Методика формирования оптимального набора форм для моделирования динамики упругих тел с учетом подвижной нагрузки является в настоящее время предметом исследований.

Контакт с упругим телом исследуется с помощью линейного контактного элемента, описанного в руководстве пользователя УМ [3]. Успешное моделирование подвижных контактных взаимодействий предполагает выполнение ряда условий. Основным из них является гладкость контактирующих поверхностей.

Разработка адекватной модели ударных взаимодействий является еще одним направлением развития модуля UM FEM. Как показал опыт, использование линейного контактного элемента для моделирования ударов неприемлемо, если целью исследований является процесс изменения сил в контакте.

Модальных подход, реализованный в UM FEM, успешно применяется также для расчета напряжений и деформаций упругих тел. Программный комплекс «Универсальный механизм» включает модуль UM Durability, реализующий эффективную методику исследований усталостной долговечности.

Он использует результаты многовариантных расчетов напряжений с использованием UM FEM. В докладе рассматриваются основные инструменты UM FEM для организации подобных вычислений.

Если упругие перемещения незначительны, при расчете усталостной долговечности можно применять упрощенную методику моделирования. На каждом шаге интегрирования динамика тела рассчитывается без учета упругости. Силы, полученные из твердотельной модели, в том числе силы инерции, прикладываются к упругому телу и рассчитываются напряжения. Подобный метод позволяет ускорить расчет до пяти раз без существенной потери точности моделирования. Он тестировался при расчете напряжений боковой балки трехэлементной тележки.

3. Заключение Представлена методика моделирования динамики и расчета напряженно-деформированного состояния упругих тел в составе сложных моделей. Она эффективна в случае неподвижной нагрузки, действующей на упругое тело. Использование методики при многовариантных расчетах позволяет получить данные для анализа усталостной долговечности. Применение методики для решения задач с подвижной нагрузкой и контактных задач позволяет получить результаты с приемлемой точностью.

Однако требуются дополнительные исследования, целью которых является методика выбора оптимального набора упругих форм и разработка адекватной модели ударных взаимодействий.

4. Список литературы [1] Михеев Г.В., Компьютерное моделирование динамики систем абсолютно твердых и упругих тел, подверженных малым деформациям, Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Брянск, 2004.

[2] Craig, R.R., Jr., and Bampton M.C.C. Coupling of substructures for dynamic analysis, AIAA Journal, Vol. 6, No. 7, 1968, pp. 1313-1319.

Анализ динамики и напряженно-деформированного состояния железнодорожного моста при прохождении поезда методом компьютерного моделирования Михеев Г.В., Круговова Е.А.

Россия, 241012, Брянск, бульв. 50-летия Октября 7, Лаборатория «Вычислительная механика»

тел., факс: +7 4832 568637, e-mail: um@umlab.ru Ключевые слова: железнодорожный мост, динамика систем тел, конечные элементы, модальный подход Введение 1.

В докладе представлена методика компьютерного моделирования динамики и напряженно деформированного состояния железнодорожного моста при прохождении поезда. Она реализована в программном комплексе «Универсальный механизм» (УМ). Объект исследований рассматривается как гибридная модель, включающая абсолютно твердые и упругие тела. Динамика упругих тел моделируется на основе данных, импортированных из внешних программ конечно-элементного анализа (МКЭ).

Методика моделирования железнодорожного моста 2.

Для анализа динамики железнодорожного моста применяется модифицированная методика моделирования упругих тел, реализованная в модуле UM FEM программного комплекса УМ. Основу методики составляют четыре метода.

1. Метод присоединенной системы координат [1] используется для описания кинематики точек упругого тела относительно глобальной системы координат с учетом малых упругих перемещений.

2. Малые упругие перемещения относительно локальной системы координат описываются методом конечных элементов.

3. Для сокращения числа координат используется модальный подход на основе метода Крэйга Бэмптона [2]. В соответствии с модальным подходом упругие перемещения конечно-элементных узлов приближенно представляются в виде суммы допустимых форм тела. Он может быть использован также для расчета напряжений и деформаций. Напряжения, соответствующие нормированным формам упругого тела рассчитываются на предварительном этапе внешними программами МКЭ и импортируются в УМ.

4. Метод подсистем [3] используется для построения гибридной модели объекта исследований.

Упругое тело взаимодействует с другими телами модели посредством шарниров и силовых элементов. Согласно базовой методике шарнирные точки и точки приложения сил должны располагаться в узлах конечно-элементной модели упругого тела. Такой подход не может быть применен для моделирования взаимодействий железнодорожного экипажа с мостом.

Рассмотрим модификацию данной методики, позволяющую исследовать динамику моста при прохождении поезда. Если координаты точки приложения силы в локальной системе координат изменяются только вследствие деформаций упругого тела, нагрузку будем называть неподвижной. Для анализа движения поезда по мосту необходимо приложить подвижную нагрузку к упругому телу.

Поясним процесс моделирования подробнее.

В программе УМ рельс моделируется как безмассовый упруго-диссипативный элемент (Рис. 1).

Поперечное yr и вертикальное zr смещение рельса, а также их производные по времени зависят от положения и скорости точки K присоединения силового элемента к основанию. Поворот рельса вокруг продольной оси не учитывается.

Если рельс лежит на упругом мосту, общую жесткость рельса можно представить в виде суммы жесткости элементов пути, лежащих между рельсом и мостом (шпалы), и жесткости конструкции моста (Рис. 2). В процессе интегрирования уравнений движения положение точки K соответствует текущему положению колеса и очень редко совпадает с каким-либо узлом конечно-элементной модели. Поэтому методику необходимо дополнить процедурами расчета положения и скорости любой точки поверхности упругого тела, а также преобразования силы, приложенной в произвольной точке, к узловым силам.

K Рис 1. Модель рельса.

Упруго-диссипативное основание Рис 2. Модель взаимодействия экипажа с железнодорожным мостом.

В докладе рассматривается простой алгоритм моделирования взаимодействия рельса с мостом, включающий все упомянутые процедуры. Для быстрого поиска точки взаимодействия рельса с мостом используются контрольные площадки, состоящие из поверхностных полигонов конечно-элементной модели моста. Положение и скорость точки K рассчитываются как линейная интерполяция соответствующих значений в ближайших узлах контрольной площадки. Силы взаимодействия также распределяются между ближайшими узлами.

Методика тестировалась на примере моделирования движения локомотива ТЭ116 по мосту.

Конечно-элементная модель упругого моста создана в программе «MSC.Patran». Проведен анализ прогибов, ускорений и напряжений в контрольных узлах моста при движении локомотива по ровному и неровному пути на скоростях от 10 до 35 м/с. Необходимость исследования совместной модели моста и локомотива подтверждается сравнением с результатами, полученными при использовании раздельной модели. При раздельном моделировании на каждом шаге интегрирования рассчитывались контактные силы «колесо-рельс», получаемые при проезде локомотива без учета упругости моста. Затем эти силы прикладывались к мосту в точках, соответствующих текущему положению колес.

Тестирование выявило проблему выбора форм упругого тела, позволяющих решить задачу с приемлемой точностью. Поскольку в наборе форм отсутствуют статические формы, соответствующие приложенным силам в каждый момент времени, приходится использовать собственные формы, которые хуже аппроксимируют упругие перемещения. Таким образом, число используемых форм при решении задач с подвижной нагрузкой в несколько раз превышает число форм для моделей с неподвижной нагрузкой.

Данная работа является начальным этапом исследований в этой области. В дальнейших планах разработка методики построения оптимального набора упругих форм моста. Основной идеей является расчет статических форм с некоторым шагом по длине основания рельса. Кроме того, планируются исследования динамики многопролетного моста при прохождении поезда, состоящего из нескольких вагонов.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 08-01-00677-а.

3. Список литературы [1] A.A. Shabana. Flexible multibody dynamics: review of past and recent developments. Multibody System Dynamics 1, 1997, pp. 189-222.

[2] Craig, R.R., Jr., and Bampton M.C.C. Coupling of substructures for dynamic analysis, AIAA Journal, Vol. 6, No. 7, 1968, pp. 1313-1319.

[3] Погорелов Д.Ю. Введение в моделирование динамики систем тел. БГТУ, Брянск, 1997.

Математическое моделирование и экспериментальное исследование упруго-полимерного поглощающего аппарата Никитченко А.А.

г. Мариуполь, площадь Машиностроителей тел +38 (067) 253-58-57, факс +38(0629) 56-08-61, E-mail anikita@i.ua Ключевые слова: поглощающий аппарат, подпорный блок, полимерный материал, силовая характеристика, копровые испытания.

1. Введение До настоящего времени на большинстве вагонов общего пользования (полувагонов, платформ, хопперов и др.) устанавливались поглощающие аппараты моделей Ш-1-ТМ, Ш-2-В, ПМК-110-К-23, Ш-6-ТО-4 и другие. Данные аппараты принадлежат классу Т0 и в соответствии с новыми требованиями ОАО «РЖД» могут использоваться только при регламентных ремонтных работах на вагонах, установка их на вагоны новой постройки запрещена. В связи с этим наиболее широкое применение в ближайшее время должны получить аппараты класса Т1. Серийное производство таких аппаратов налажено на нескольких российских предприятиях. К ним относятся поглощающий аппарат РТ-120 производства ОАО «Вагонмаш» и ПМКП-110 разработки ООО «НПП Дипром».

Основным недостатком вышеуказанных аппаратов класса Т1 является их относительно высокая стоимость, которая негативно сказывается на себестоимости изделий вагоностроения и их конкурентоспособности. Вот почему создание поглощающего аппарата класса Т1 для ОАО «Азовмаш»

являлось очень актуальной задачей.

2. Основной раздел Ранее на ОАО «Азовмаш» было налажено серийное производство поглощающего аппарата модели АПМ-110-К-23, принадлежащего классу Т0. По сути, этот аппарат является аналогом аппарата модели ПМК-110-К-23 и незначительно отличается углами клиновой системы. В данной ситуации наиболее логичным оказалось пойти по пути коллег из ООО «НПП Дипром» и максимально использовать в новом аппарате корпус и элементы клиновой системы аппарата класса Т0 заменив пружины на блок полимерных элементов.

Первоначально было принято решение позаимствовать блок упругих элементов аппарата ПМКП-110 разработки ООО «НПП Дипром», сохранив при этом корпус и все элементы клиновой системы серийно выпускаемого аппарата АПМ-110-К-23. Но последующие копровые испытания показали, что усилие при максимальном ходе 110 мм значительно превышает нормируемое 3,0 МН. Дело в том, что в аппарате ПМКП-110 за счет повышения жесткости подпорного комплекта уменьшены управляющие углы клиновой системы, что позволило получить необходимые показатели энергоемкости и стабилизировать трение на вспомогательных поверхностях. Однако решение изменить углы клиновой системы в аппаратах собственной конструкции оказалось неприемлемым. Затем последовал ряд попыток экспериментально подобрать силовую характеристику подпорного блока, но каждый раз при проведении копровых испытаний получали то заниженные силовые характеристики не позволяющие достичь требуемой энергоемкости, то завышенные, когда усилия при требуемой энергоемкости превышали допускаемые значения. В данной ситуации отработка рациональной силовой характеристики грозила занять неопределенно много времени. Поэтому возникла острая необходимость в разработке математической модели поглощающего аппарата, которая бы позволила определить приемлемую силовую характеристику подпорного блока. Такая математическая модель позволила бы существенно сократить сроки испытаний и снизить затраты на приобретение полимерных блоков.

Специалистами ООО «ГСКБВ» в тесном сотрудничестве с сотрудниками «Института технической механики» г. Днепропетровск, была разработана математическая модель копровых испытаний поглощающего аппарата, которая учитывает такие факторы как нелинейность силовой характеристики подпорного блока и зависимость коэффициентов трения от скорости трения.

Дифференциальное уравнение движения элементов клиновой системы имеет вид:

x, x Pпр x iпр g x M где x – перемещение нажимного конуса аппарата, x – скорость нажимного конуса, – ускорение нажимного конуса, x x, x – коэффициент передачи, показывающий во сколько раз усилие сжатия аппарата Р превышает усилие сжатия блока упругих элементов Рпр, Pпр x iпр – силовая характеристика подпорного блока iпр – коэффициент, показывающий во сколько раз деформация подпорного блока больше перемещения нажимного конуса.

Для решения уравнения движения, в среде разработки Borland Delphi 7.0 создана специальная программа, в которой реализован метод Рунге-Кутта 4-го порядка. Силовая характеристика подпорного блока в данной программе может аппроксимироваться прямыми отрезками, полиномом Лагранжа, сплайнами 2-й и 3-й степени. Зависимость коэффициентов трения от скорости определяется формулой:

f f0 ebV где f 0 – коэффициент трения при v 0 (коэффициент трения покоя);

b – коэффициент, определяемый опытным путем, V – скорость трения.

3. Заключение В результате проведенных работ по отработке математической модели и последующих испытаний был создан поглощающий класса Т1 модели АПМ-120-Т1, который к настоящему времени прошел полный комплекс испытаний и сертифицирован в системе ССФЖТ, готовится серийное производство. На рисунке ниже представлены теоретическая и экспериментальная силовые характеристики.

Силовая характеристика 3 200  3 000  2 800  2 600  2 400  2 200  2 000  Теоретическая зависимость Е = 86.1 кДж 1 800  1 600  1 400  1 200  1 000  Экспериментальная зависимость Е = 84.9 кДж 800  600  400  200  0 3,94 9,61 15,2 20,9 26,6 32,2 37,9 43,6 49,2 54,9 60,5 66,2 71,9 77,5 83,2 88,9 94,5 100, 105, 111, 117, Теоретическая и экспериментальная силовые характеристики Также перспективным направлением определения силовых характеристик поглощающих аппаратов является применение «универсальных» программных комплексов предназначенных для моделирования динамики пространственных механических систем, как методом конечных элементов, например «ANSYS», так и те в которых механизмы описываются как системы твердых тел, шарниров и силовых элементов, например «Универсальный Механизм».

Математическое моделирование динамики поршневых ДВС Панченко М.Н.

196608, Санкт-Петербург, г. Пушкин, ул. Оранжерейная, д. 73, кв. (812) 465-95-91, panchenko_m@mail.ru Ключевые слова: моделирование, кривошипно-шатунный механизм.

1. Введение Произведено исследование методов математического моделирования динамики ДВС. На основе исследования выбран метод, учитывающий переменный момент инерции движущихся частей кривошипно-шатунного механизма двигателя, момент упругости между участками вала и мгновенное значение угла поворота коленчатого вала. На основе выбранного метода разработана модель дизеля 6ЧН31,8/33 (Д50).

2. Основной раздел Математическое моделирование машин и механизмов как упругоинерционных систем соответствующее протекающим в них процессам является важной задачей при проектировании и анализе их работы. Численное математическое моделирование позволяет заменить натурный долгопротекающий дорогостоящий эксперимент. Модель должна характеризоваться простотой, не потеряв при этом своих важных качественных характеристик.

Целью данной работы является разработка математической модели динамики поршневого ДВС.

В математической модели должны учитываться реальные значения сил давления газов, реальные переменные значения приведенного к оси кривошипа момента инерции подвижных масс кривошипно шатунного механизма (КШМ), динамика инерционных масс и упругих связей между кривошипами вала.

Основной переменной КШМ является угол поворота кривошипа от его начального положения.

Уравнение вращения кривошипа коленчатого вала ДВС можно представить в виде [1]:

J Tp Tm,, Tc Tk Tl где J – приведенный момент инерции к оси кривошипа подвижных масс КШМ;

Tp – крутящий момент, образуемый от сил давления газов на оси коренной шейки коленчатого вала одного Tm,, – момент сил от движения инерционных масс КШМ;

Tc – суммарный момент цилиндра;

упругости, образуемый вследствие конечного значения жесткости участков вала;

T – демпферный k момент, связанный с различными потерями при движении КШМ;

Tl – момент нагрузки.

Момент сил от движения инерционных масс КШМ может быть выведен из уравнения для элементарного приращения кинетической энергии и зависит от угла поворота кривошипа и скорости и ускорения движения КШМ [1]:

1 dJ A Tm,, J A J B d где J A и J B – приведенные моменты инерции от поступательно-движущихся и вращательно-движущихся масс КШМ соответственно. Точные значения приведенных моментов инерции могут быть найдены, например, в [2].

Момент упругости зависит от жесткости ci кривошипа и участка вала между кривошипами, а также от угла закрутки кривошипа относительно смежных кривошипов:

Tc ci 1,i i 1 ci,i 1 i i Теоретические исследования и экспериментальные данные нахождения значений жесткости кривошипа и участков валов различной формы можно найти в [3].

Моделирование и измерение демпферного момента достаточно сложно, т.к. зависит от многих параметров. Например:

тип и вязкость применяемой смазки;

скорость движения поршня;

шероховатости поверхностей скольжения сила давления газов и силы, возникающие при движении поступательно-движущихся и вращающихся масс;

температура смазки и воды, циркулирующей в системе охлаждения и т.д.

Более подробно методы учета сил трения в математической модели КШМ рассмотрены в [2].

По данной методике математического моделирования разработана динамическая модель дизеля 6ЧН31,8/33 (Д50) в программном пакете MATLAB ® Simullink®. В данный момент проводится изучение работы модели и влияние допущений на достоверность модели.

3. Список литературы [1] S. Schagerberg, T. McKelvey, Instantaneous Crankshaft Torque Measurements - Modeling and Validation, SAE Paper, 2003-01-0713, 2003.

[2] S. Schagerberg, Development and Validation of Engine Simulation Models for the Instantaneous Crankshaft Torque. Technical Report, Chalmers University of Technology, Gothenburg, ISSN 1403-266X, 2002.

[3] Истомин П.А. Крутильные колебания в судовых ДВС. – Л: Судостроение, 1968. – 304 с.

Компьютерное моделирование технологического процесса уплотнения балластного слоя виброплитами машины ВПО Попович М.В., Волковойнов Б.Г., Атаманюк А.В.

ПГУПС, С-Петербург, Московский пр., д. Телефон (812)457-87-63, (812)457-87-38 факс (812)315-18-62, E-mail: labpm@pgups.ru, aleksanderataman@mail.ru Ключевые слова: щебночный балластный слой, уплотнение, машина ВПО, клин виброплиты.

1. Введение Уплотнение щебеночной балластной призмы машинами это важная составляющая технологических процессов ремонта и текущего содержания пути. Как правило, операции по уплотнению щебеночной балластной призмы являются финишными операциями, определяющими качество выполнения всего комплекса работ. Они выполняются в совмещении по времени и месту выполнения с другими операциями.

2. Основной раздел При выборе параметров виброплит процесс уплотнения балластного слоя рассматривается как многофакторный, требующий системного анализа и ранжирования факторов, влияющих на качество уплотнения. При уплотнении взаимодействуют два объекта: «Виброплита» путевой машины и «Балластный слой» верхнего строения пути. В уплотнительных машинах используется метод силового вибрационного воздействия с поступательным движением уплотнительной поверхности рабочего органа – метод виброобжатия.

Для расчта геометрических параметров основной виброплиты машины ВПО разработана программа в среде «Delphi-7». Программа использовалась при определении параметров виброплиты модернизированной машины ВПО-3000.

Интерфейс программы позволяет вводить параметры пути, характеристики щебеночного балласта, геометрические и динамические параметры виброплиты в широком диапазоне варьирования, характеристики внутренних свойств балласта в процессе его уплотнения. Конфигурация клиньев модернизированной виброплиты отличается от конфигурации типовой виброплиты наличием дополнительного третьего клина, который позволяет уплотнять нижние слои балластной призмы. Задача оценки получаемого эффекта уплотнения связана с решением сложной задачи взаимодействия клина виброплиты и уплотняемого балласта. Свойства балласта изменяются по мере продвижении виброплиты, соответственно имеет место разная картина взаимодействии клина в его начале и в конце. Чтобы это учесть необходимо решать трудоемкую вычислительную задачу с помощью ЭВМ.

В рассматриваемой модели клин виброплиты разбивается на участки длиной l и исследуется картина уплотнения балласта на каждом участке. Современные программно-вычислительные средства позволяют, задавая очень малую величину l, делить клин на количество участков, позволяющих получать результат путм итераций с любой степенью приближения. Новая виброплита ВПО-3000М содержит несколько клиньев, каждый из которых в модели разбивается на участки с любой степенью дискретности. Общий результат вычисляется путм интегрирования результатов по участкам деления.


В общих результатах вычисляется средняя относительная осадка под шпалами E, средний коэффициент пористости под шпалами. Также определяются основные геометрические параметры для трх клиньев (a - высота, b - длина, - угол атаки, q - заход и z - заглубление) в зависимости от технологических параметров (скорости движения машины, толщины слоя балласта под шпалами, технологической подъмки пути). Кроме того, программа позволяет определять силовые и энергетические параметры рабочего процесса уплотнения балласта.

Схема расчта представлена на рис.1.

Рис.1 Окно программы с изображением рабочего контура модернизированной виброплиты машины ВПО 3. Заключение Разработанная математическая модель взаимодействия основной виброплиты машины ВПО с балластом является универсальной, позволяющей варьировать в необходимом диапазоне параметры виброплиты, получая требуемые результаты. Рекомендованы геометрические характеристики виброплит для машины ВПО-3000М. Получены положительные результаты испытаний виброплит.

4. Список литературы [1] Путевые машины для выправки железнодорожного пути, уплотнения и стабилизации балластного слоя. Технологические системы. Учебное пособие. / М.В. Попович, В.М. Бугаенко, В.Б. Бредюк, Б.Г.

Волковойнов, А.В. Атаманюк и др. Под ред. М.В. Поповича, В.М. Бугаенко. М.: ГОУ «Учебно методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008. – 350 с.

[2] Попович М.В., Волковойнов Б.Г., Атаманюк А.В. О совершенствовании методики расчта и выбора параметров уплотнительных рабочих органов машин непрерывного действия. // Труды научно технической конференции с международным участием в связи с 75-летием ПТКБ ЦП ОАО «РЖД»

«Перспективы технического развития путевого комплекса ОАО «РЖД» в условиях его реформирования». Москва, 2007-с.176-180.

[3] Атаманюк А.В. Уплотнение балласта модернизированной ВПО-3000. // Путь и путевое хозяйство. № 3, 2008 - с. 20-21. Атаманюк А.В.

Контактная задача в связи с вопросами динамики, прочности и износа на железнодорожном транспорте Сакало В.И., Сакало А.В., Томашевский С.Б.

241035, Брянск, бульвар 50-летия Октября, 7, БГТУ, кафедра «Прикладная Механика»

Тел./факс: (+4832) 56-86- Контактная задача является многогранной. Если в первых работах исследователи ограничивались определением формы и р а) размеров области контакта и законов распределения контактных давлений - задачей, получившей название нормальной, то позже обозначился еще ряд направлений: анализ напряженного состояния в области, прилегающей к контакту;

определение законов распределения касательных напряжений на поверхности статического контакта и контакта качения;

связи сил крипа и момента с крипами и спином;

решение контактных задач с учетом микронеровностей поверхностей контакта тел.

В докладе приведен краткий обзор аналитических подходов к решению перечисленных задач, а также результаты последних работ, выполненных с использованием конечно элементных расчетных схем. Особую актуальность приобретает разработка быстрых алгоритмов решения контактных задач для тел со сложной геометрией и произвольными законами взаимных перемещений в связи с задачами моделирования процессов изнашивания. Недостаточно полно разработаны методы оценки контактной прочности материалов контактирующих тел. В их основу положены решения в упругой постановке без учета остаточных напряжений, как правило, возникающих в областях, прилегающих к контакту.

б) Предложен метод решения контактных задач с использованием расчетных схем в виде фрагментов на упругом основании, который может быть положен в основу быстрых алгоритмов. Фрагмент конечно-элементной схемы может содержать несколько слоев конечных элементов, прилегающих к поверхности контакта. Численные эксперименты показали, что даже при одном слое конечных элементов при задании подходящей жесткости упругого основания удается получить решение приемлемой точности.

в) На рис.1 приведены результаты решения нормальной контактной задачи для тел, поверхности контакта которых ограничены боковыми поверхностями круговых цилиндров со взаимно перпендикулярными скрещивающимися осями радиусов 200 мм. Фрагменты сжимаются по нормали к начальной точке контакта силой Р = 100 кН. Решение выполнено в упругой постановке. Аналитическое решение задачи дает радиус контакта a = 5,2 мм, максимальное давление p0 = 1766 МПа.

Эта же задача решена с использованием конечно элементных расчетных схем. Фрагменты большой схемы содержали 59582 узла и 54000 объемных шестигранных конечных Рис.1. Распределение контактных элементов. Решение выполнено с помощью программы ITFEMCP, давлений р и изолинии эквивалентных напряжений эквIV реализующей метод поузловых итераций. На решение в области контакта понадобилось 80 прогонок, достигнута невязка 46 Н. Радиус контакта оказался более 5 мм, максимальное давление составило 1753 МПа (рис. 1а). Затраты машинного времени на все процедуры, включая формирование матрицы жесткости, чтение исходных данных и запись результатов счета в файл, составили 11 мин 10 с.

При использовании расчетной схемы из 5 слоев элементов на решение до получения невязки 15, Н понадобилось 60 прогонок. Затраты машинного времени составили 1 мин 47 с. Получен такой же размер контакта, как и в аналитическом решении, максимальное давление составило 1745 МПа. Можно также отметить, что при использовании фрагмента из пяти слоев получены картины изолиний эквивалентных напряжений эквIV (МПа) близкие к полученным при использовании большой конечно элементной схемы.

Кроме того, использован фрагмент из одного слоя конечных элементов на упругом основании, содержащий 3844 узла и 1800 элементов. Жесткость упругого основания принята равной 107 Н/м. На 30 й итерации достигнута невязка 24,8 Н. Радиус контакта составил более 5 мм, максимальное давление 1674 МПа. На все процедуры израсходовано 22 с машинного времени. Затраты времени на одну итерацию не превысили 0,1 с. Они могут быть существенно сокращены путем уменьшения размерности расчетной схемы.

Метод решения позволяет в расчетной схеме учесть геометрию контактирующих поверхностей в отличие от представления контактирующего тела полупространством. Наличие слоя конечных элементов позволяет для решения контактных задач использовать достаточно универсальный алгоритм [1]. При моделировании процессов изнашивания упрощается задача построения конечно-элементных схем, используемых для решения контактных задач на итерациях.

Разработаны алгоритмы решения контактных задач в условиях упруго-пластического деформирования материалов тел. В основу алгоритмов положена теория малых упруго-пластических деформаций и теория пластического течения [2]. Решения реализованы методом переменных параметров упругости [3]. Для определения остаточных напряжений использован метод разъединения тел с приложением разгружающих усилий. Исследованы распределения контактных давлений и напряжений в области контакта колеса и рельса при расположении колеса над кромкой стыка и на удалении от него.

Для решения задач качения использованы не меняющие положения в пространстве конечно элементные модели. Эффект перекатывания достигается за счет согласованного пошагового перемещения на величину шага конечно-элементной сетки полей перемещений узлов расчетной схемы, деформаций, напряжений и величин, характеризующих состояние материала.

Приведен пример решения задачи качения колеса по рельсу. Радиус кривизны головки рельса взят равным 300 мм. Диаграммы деформирования материалов представлены кусочно-линейной аппроксимацией. Предел текучести материала колеса и соответствующая ему деформация приняты равными 340 МПа и 1,72310-3, материала рельса 562,6 МПа и 2,81210-3. При нагрузке на колесо 100 кН длина контакта составила 16 мм, максимальное давление 903 МПа. На рис.2а представлены остаточные напряжения z после разгрузки колеса. Наибольшие сжимающие напряжения 100 МПа в колесе возникают в точках, расположенных на расстоянии 2…6 мм от поверхности контакта. На рис.2б представлена картина интенсивности деформаций и эпюра давлений при перекатывании колеса на расстояние 9 мм, а на рис.2в интенсивность остаточных деформаций. В материале колеса они максимальны 3,310- 3на глубине 4 мм, а в материале рельса равны 0,710 -3.

б) а) в) Рис.2. Напряжения и деформации в области контакта качения Список литературы [1] Сакало В.И., Коссов В.С. Контактные задачи железнодорожного транспорта.- М.:

Машиностроение, 2004. – 496 с.

[2] Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. Учебник для студентов вузов. Изд.

2-е, перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1975. – 400 с.

[3] Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. – М.: Мир, 1975. – 350 с.

Возможности применения ПК Universal Mechanism для исследования динамических характеристик гравитационных турникетно крепжных устройств Сенько В.И., Железняков А.Д., Васильев С.М.

246653, г. Гомель, ул. Кирова, 34, БелГУТ, каф. «Вагоны и вагонное хозяйство»

моб. (+375 29) 391 68 53, StepanGomel@mail.ru Ключевые слова: турникетно-крепжное устройство, динамические характеристики, сцеп, моделирование соударений.

1. Введение Продольные силы, испытываемые вагонами и грузом, а, соответственно, и убытки от повреждений, достигают своих наибольших величин при соударениях. Стремление снизить уровень динамических воздействий на длинномерный груз и опорные вагоны сцепа при ударном взаимодействии последнего с другими единицами подвижного состава, и тем самым повысить сохранность вагонов и грузов, привело к созданию подвижных турникетно-крепжных устройств (ТКУ). В настоящее время известны различные разновидности подвижных ТКУ: клиновые, катковые, полозковые, маятниковые, колсные, секторные и др. Наиболее вероятным в эксплуатации вариантом является соударение набегающей платформы или сцепа с другими вагонами, находящимися в составе неподвижной группы («стенки»).


Потребность в определении характера и величин действующих на грузы сил и ускорений, вызывает необходимость исследования сложных механических систем, включающих в себя вагоны или сцепы вагонов с грузом и взаимодействующие с ними другие единицы подвижного состава (локомотивы, вагоны, группы вагонов). Один из возможных путей решения данной задачи – использование программного комплекса «Universal Mechanism» (UM).

2. Создание модели сцепа В UM механические объекты представляются системой абсолютно твердых тел, связанных посредством кинематических и силовых элементов. Модель соударения вагонов образована четырьмя телами – первой и второй платформами сцепа, грузом, лежащим на сцепе, и неподвижным вагоном, в который ударяется сцеп. Для визуального анимационного отображения на мониторе движения элементов системы необходимо создать соответствующие им графические объекты. Визуальное представление модели показано на рисунке.

Рисунок – Внешний вид модели соударения Для описания возможных положений тел в пространстве и относительно друг друга в UM используется понятие «шарнир». Большая часть шарниров, реализованных в UM, допускают описание положения одного тела относительно другого путем введения шарнирных координат.

Поскольку в данной модели необходимо задать движение первой и второй платформ сцепа только вдоль оси OX, каждая из платформ связывается с базовым телом поступательным шарниром. Для того, чтобы обеспечить перемещение груза как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях (вдоль осей OX и OZ), можно для соединения груза с базовым телом использовать шарнир с шестью степенями свободы, отключив неиспользуемые степени свободы. Вагон «стенки», в которую ударяется сцеп, закреплн неподвижно. Поэтому для соединения этого вагона с базовым телом нужно использовать шарнир с шестью степенями свободы, в котором отключены все шесть степеней свободы.

Силовое взаимодействие между соударяющимися платформами происходит через установленные на них поглощающие аппараты. В комплексе UM предусмотрены различные типы сил, в том числе и «биполярные силы» среди которых можно выбрать готовый тип силового элемента «Поглощающий аппарат», имитирующий силовые характеристики поглощающих аппаратов различных марок.

2. Моделирование работы клиновых ТКУ Клиновые ТКУ обеспечивают подъм груза при его относительных продольных перемещениях и торможение этих перемещений за счт скольжения наклонных опорных поверхностей. Действие клиновых устройств в данной модели можно описать как силовое взаимодействие между грузом и платформами. Клиновое ТКУ включает в себя две рабочих поверхности – верхнюю и нижнюю. И верхняя и нижняя рабочая поверхность состоит из трех плоскостей, которые условно можно называть верхняя, правая и левая. Каждая из плоскостей верхней рабочей поверхности взаимодействуют с соответствующей ей плоскостью нижней рабочей поверхности. Таким образом, описать в UM работу клинового ТКУ можно задав силовые взаимодействия между соответствующими друг другу плоскостями верхней и нижней рабочих поверхностей. Для этого можно использовать силовые элементы типа контакт точка-плоскость. Отдельный силовой элемент соответствует контактным взаимодействиям пары тел, при котором с одним (первым) телом связывается набор точек (в данном случае единственная точка ), а с другим (вторым) – безграничная плоскость, определяемая одной точкой и внешней нормалью.

3. Моделирование работы катковых ТКУ В катковых ТКУ кинематическая энергия удара переходит в потенциальную энергию подъема груза при перекатывании его на телах качения по криволинейным направляющим. Катковое ТКУ включает в себя верхнюю и нижнюю опорные поверхности и каток цилиндрической формы. Таким образом, катковое ТКУ можно описать в UM, задав силовые взаимодействия, имитирующие работу рабочих поверхностей, между: 1 – платформой и катком, и 2 – между катком и грузом. Для этого можно использовать контактные силы.

Варьируя параметры моделей (угол наклона рабочих поверхностей клинового ТКУ, радиус рабочих поверхностей каткового ТКУ, коэффициент трения) можно подобрать такие их значения, при которых груз и подвижной состав испытывают наименьшие динамические воздействия.

В программном комплексе UM есть такая особенность: координаты нормалей нельзя задавать в параметрической форме (т. е. с использованием переменных), а нужно задавать их только в численном виде. Возможно, данное ограничение введено авторами UM специально, и на то у них были основания.

Однако, данное ограничение создает неудобство при исследовании моделей ТКУ. Например, в исследовательских целях нужно изменять радиус рабочих поверхностей каткового ТКУ. Если бы нормали были заданны в параметрической форме, то для изменения всей модели достаточно было бы задать в списке переменных новое значение переменной, в которой храниться значение радиуса рабочих поверхностей. Но поскольку нормали задаются только в численной форме, то при изменении радиуса необходимо «вручную» пересчитать координаты всех нормалей (а их немало) и заново ввести их в модель. Это сравнительно большие трудозатраты, требующие к тому же полного знания о том, как устроена модель (т. е. затруднительным становится доверить модель другому специалисту) и внимания.

4. Список литературы [1] В.И. Сенько, А.Д. Железняков, Васильев С.М. Подвижной состав и устройства крепления для перевозки длинномерных грузов / С.М. Васильев, // Вестник Белорусского государственного университета: Наука и транспорт, №1. – Гомель, 2004. – С. 4–6.

[2] Васильев С.М. Математическое моделирование динамических воздействий на длинномерные грузы и опорные вагоны / Вестник Белорусского государственного университета: Наука и транспорт, №1-2.

– Гомель, 2006. – С. 30–36.

[3] Васильев С.М. Сравнительный анализ динамических характеристик гравитационных турникетно крепжных устройств каткового, полозкового и клинового типов / С.М. Васильев // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В.

Лазаряна. – Вип. 23. – Д.: Вид-во Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, 2008. – 196 с. Стр. 20–24.

Параметрический анализ средствами программного комплекса «Универсальный механизм»

Симонов В.А.

241035, Брянск, Бульвар 50-летия Октября д.7, БГТУ, каф. Локомотивы Тел. / факс: +7-4832- 56-02-61, simonov@tu-bryansk.ru Ключевые слова: параметрический анализ, факторный эксперимент.

1. Введение Модуль «Сканирование» программного комплекса «Универсальный механизм» (ПК УМ) предусматривает возможность проведения многовариантных расчетов на множестве параметров, характеризующих условия функционирования моделируемых объектов. Структура этих условий должна быть представлена в виде графа дерева, которое в окне многовариантного расчета называется «Семейством альтернатив». Таких «деревьев» в расчете может быть несколько.

2. Инструменты анализа Возможности анализа тесно связаны с возможностью параметрического представления самих моделей. Изначально железнодорожный модуль ПК УМ предусматривал параметрическое описание большинства элементов, составляющих модель железнодорожного экипажа (инерционные, геометрические, жесткостные, диссипативные и т.д. параметры). В последнее время к параметризуемым добавлены характеристики, которые определяются на закладке «Колесо-Рельс» в окне «Инспектор моделирования объекта».

К настоящему времени пользователям ПК УМ предоставляется универсальная платформа для формирования многовариантных расчетов произвольной сложности и объема. Это налагает повышенные требования к инструментам обработки результатов этих расчетов. Этот раздел комплекса также постоянно развивается, чтобы отвечать этим требованиям. Во первых, совершенствуются и дополняются функционалы-обработчики результатов исследований в «Табличном процессоре». Во вторых, дополняются возможности на закладках мастера графиков и мастера таблиц в окне многовариантного расчета «Сканирование». Одним из таких новшеств, стала появившаяся возможность обработки результатов, выполненных по плану факторного эксперимента типа 2 k. Такая возможность в настоящее время реализуется, в том числе с помощью:

выделения бинарного дерева соответствующего плану эксперимента из общего дерева экспериментов на закладке «Мастер таблиц» в окне проекта «Сканирование»;

расчета функции отклика по одной из трех стандартных процедур (максимум, минимум или сумма);

определения главных эффектов и эффектов взаимодействия вплоть до второго порядка (коэффициентов уравнения регрессии для кодированных значений факторов).

Отмеченные дополнения были связаны с потребностями пользователей в проведении анализа влияния различных факторов на показатели безопасности движения и износа в системе колесо-рельс. Как показал опыт первых работ по факторному анализу, у заказчиков исследований велик соблазн увеличения факторного пространства до таких размеров, что число отдельных численных экспериментов возрастает до сотен тысяч. Реализация таких объемов расчетов сейчас доступна в ПК УМ благодаря кластерной технологии выполнения проекта «Сканирование» с распределением расчетов по сети не только на разные ЭВМ, но и по процессорам в пределах каждой многопроцессорной ЭВМ.

3. Заключение Развитие возможностей выполнения и анализа результатов факторных численных экспериментов, является важным направлением совершенствования модуля «Сканирование» ПК УМ.

Применение ПК “Универсальный механизм” для исследования задач динамики железнодорожных экипажей Симонов В.А.

241035, Брянск, Бульвар 50-летия Октября д.7, БГТУ, каф. Локомотивы Тел. / факс: +7-4832- 56-02-61, simonov@tu-bryansk.ru Ключевые слова: ПК УМ, рациональные параметры, безопасность движения.

1. Введение Рассмотрим некоторые работы, выполненные в Брянском государственном техническом университете с применением железнодорожного модуля программного комплекса Универсальный механизм (ПК УМ) и посвященные следующим направлениям:

выбору рациональных технических решений конструкции экипажной части вагонов и локомотивов по критериям безопасности движения, воздействия на путь, износа в системе колесо-рельс и тяговым свойствам;

анализу влияния параметров экипажей и пути на показатели, определяющие интенсивность износа в системе колесо-рельс и безопасность движения;

исследованию вопросов оценки безопасности и разработке технологии моделирования ситуаций схода.

2. Выбор рациональных параметров экипажной части В общем виде задача формулировалась и ставилась как проблема многокритериального выбора (принятия решений) на множестве условий функционирования исследуемого объекта. В качестве основных показателей, положенных в основу формирования критериев для принятия решений, принимались показатели, предусмотренные действующими Нормами на проектирование и испытание соответствующих единиц подвижного состава, дополненные рядом показателей, оценивающих интенсивность износа в системе колесо-рельс и новыми показателями для оценки устойчивости колеса к вкатыванию на головку рельса. Сами же критерии формировались на основе классических критериев свертки: минимаксного (максиминного) и аддитивного с весовыми коэффициентами.

Работы по выбору рациональных технических решений экипажной части подвижного состава выполнялись по заказам промышленных предприятий и организаций, выполняющих проектирование новых локомотивов и вагонов. В области локомотивостроения можно отметить цикл работ по анализу различных вариантов экипажной части маневровых и магистральных тепловозов, выпускаемых ОАО Брянский машиностроительный завод, электровозов 2ЭС4К, ЭП2К, ЭП10 и ЭП20. Для всех указанных машин выполнялся сравнительный анализ различных вариантов конструктивного исполнения экипажной части с выбором рационального варианта, для которого в дальнейшем подбирались оптимальные параметры.

Среди работ в области вагоностроения можно отметить работы по анализу различных конструктивных вариантов сдвоенного вагона-сцепа для перевозки автомобилей и выбору рациональных параметров конструкции сочленения кузовов и схемы рессорного подвешивания трехэлементных тележек. Выполнены работы по анализу и выбору рациональных параметров трехэлементной тележки грузового вагона повышенной нагрузки от оси 25тс и сравнительному анализу динамики грузового вагона на трехэлементных тележках и тележках типа Y25. Для этой цели специально была разработана модель тележки Y25, с системой фрикционного демпфирования использующей связь Ленора. Выполнено сравнение данных натурных испытаний, полученных ВНИИЖТ с результатами тестовых расчетов на основе новой уточненной модели грузового вагона на трехэлементных тележках с нагрузкой от оси 22,5тс и 25тс.

3. Анализ влияния параметров экипажей и пути Исследования по этой тематике математически формулировались и решались как задачи факторного анализа. В основу были положены компьютерные эксперименты, выполняемые по плану полного факторного эксперимента типа 2k. Такая постановка позволила установить наиболее значимые факторы, определяемые параметрами экипажной части подвижного состава и пути, влияющие на безопасность движения и износ в системе колесо-рельс. При этом даны численные оценки степени значимости этих факторов и выполнено их ранжирование. Лидером среди рассмотренных более чем 10 ти факторов, способным оказать наибольшее благоприятное влияние на безопасность движения и интенсивность износа является изменение профиля колеса. Среди наиболее значимых факторов, отрицательно влияющих на безопасность движения грузовых вагонов, находятся: износ профиля рельса, увеличение уровня неровностей пути, продольные силы в составе поезда. Из факторов, негативно влияющих на интенсивность износа, следует отметить разность диаметров колес и перекос осей колесных пар в тележке. Такой перекос возможен из-за наличия продольных зазоров между буксой и боковой рамой и возможной разности баз боковых рам тележки. Отдельно рассмотрен вопрос о влиянии неблагоприятного сочетания единичных неровностей на устойчивость к вкатыванию колеса.

Установлены наиболее неблагоприятные сочетания таких неровностей, способные привести к сходу.

4. Оценка безопасности по условиям вкатывания колеса на рельс и боковому воздействию на путь Исследования по этой тематике выполнялись по нескольким направлениям. Одно из них заключалось в разработке показателя адекватного ситуации реального вкатывания колеса на рельс, с помощью которого можно оценивать степень вкатывания на любой стадии этого процесса. Разработан показатель КУК (коэффициент устойчивости комбинированный) или SFC (Safety Factor Combined), который последовательно оценивает две основных стадии вкатывания колеса на рельс. Первая стадия соответствует подъему точки контакта на гребне до положения с максимальным углом наклона образующей гребня, а вторая – дальнейший подъм точки гребневого контакта вплоть до выхода на вершину головки рельса. Для формирования оценки КУК на первой стадии используется известный критерий Надаля в уточннной интерпретации, таким образом, что к окончанию первой стадии вкатывания значение КУК опускается до 1. Дальнейшее вкатывание колеса до вершины головки рельса приводит к уменьшению значения КУК до 0. Применение этого критерия при компьютерном анализе не вызывает затруднений. Для использования КУК при натурных испытаниях потребуется определенное совершенствование средств и методов измерительного комплекса. Для получения оценки критерия Надаля в уточненной интерпретации необходимо получать непрерывные записи не только вертикальных и боковых сил взаимодействия колеса и рельса, но и продольных. Теоретические способы реализации такой возможности рассмотрены в работе [1]. Кроме того, для адекватной оценки процесса вкатывания на второй стадии необходимо вводить в измерительный комплекс средства для оценки подъма колеса над рельсом.

Второе направление работ по тематике безопасности движения посвящено созданию технологии моделирования условий схода подвижного состава с применением ПК УМ. Разрабатывается специальный интерфейс к ПК УМ, позволяющий достаточно широкому кругу пользователей, на основе доступной информации об условиях схода подготовить и реализовать компьютерную модель схода. При этом в зависимости от ситуации может быть проанализировано движение одиночного экипажа, сцепа из нескольких экипажей или целого поезда. Для формирования таких моделей в рамках интерфейса созданы соответствующие базы данных моделей наиболее распространенных экипажей и соответствующий инструментарий для работы с ними. При этом предусмотрена возможность учета технического состояния экипажа и пути, а также режимов ведения поезда. Оценка безопасности выполняется на основе определения коэффициентов устойчивости по вкатыванию колеса на рельс, а так же показателей бокового воздействия экипажа на путь. Кроме того, контролируются продольные силы в поезде.

Разработка технологии моделирования условий схода ведется на базе опыта накопленного лабораторией "Вычислительная механика" БГТУ по анализу сходов. В качестве примера можно рассмотреть анализ ситуации схода сдвоенного груженого состава в 2006 году на Горьковской железной дороге [2]. В результате было установлено, что крушение могло произойти либо из-за возникновения больших продольных сил в процессе торможения состава, что привело к разрушению автосцепок, либо из-за превышения допустимого уровня боковых сил вагонами и локомотивом в середине поезда, приведшего к разрушению пути.

4. Список литературы [1] Черкашин Ю.М., Погорелов Д.Ю., Симонов В.А., Сравнение некоторых критериев, оценивающих опасность схода путем всползания колеса на рельс Вестник Восточноукр. нац. ун-та им. В.Даля, №8(90), Ч.1, С.98-103, (2005).

[2] Косов В.С. и др., Моделирование ситуаций схода с использованием ПК Универсальный механизм, Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта, Тезисы докл. 67-й МНПК, Днепропетровск, С.29, (2007).

Создание эталонов дефектов подшипниковых узлов на основе полунатурного моделирования Тэттэр В.Ю., Тэттэр А.Ю., Буяльский А.К.

644005, г. Омск-5, Избышева, д.3, корп. т.3812-44-32-65, ф. 3812-44-20-12, tetterv@mail.ru Ключевые слова: вибродиагностика, виртуальные эталоны, метрология, дефекты подшипников 1. Введение Вибродиагностическое оборудование в настоящее время находит все большее распространение, особенно на железнодорожном транспорте. В соответствии с нормативными документами [1,2] процедура вибродиагностирования является обязательной в процессе технического обслуживания и ремонта локомотивов. Именно глубокое диагностирование является наиболее ценным и информативным.

Использование вибродиагностического оборудования на уровне экспертных систем позволяет получить наибольший экономический эффект.

Разработчики и производители такого оборудования декларируют возможность определения отдельных видов дефектов и степени их развития. Но в нормативной документации на эти изделия не описывается процедура проверки этих заявляемых свойств. При метрологической поверке (калибровке) эти свойства никак не проверяются и не подтверждаются. Проверяются такие метрологические характеристики, как динамический диапазон, полоса пропускания частот, разрешение по частоте при спектральном анализе, минимальный уровень входного сигнала и другие.

Сами по себе хорошие метрологические показатели не являются гарантией того, что средство будет успешно выявлять и идентифицировать дефекты в диагностируемых узлах. Это только необходимое, но не достаточное условие эффективной работы диагностического оборудования.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.