- •Оценка нагруженности вагона модели 61-836 методами математического моделирования
- •Часть 1 «Моделирование собственных колебаний кузова вагона на рессорном подвешивании»
- •Реферат
- •Введение
- •Характеристика объекта исследования
- •Конструктивные особенности и технические параметры объекта исследования
- •1.2 Анализ диапазона частот и амплитуд собственных колебаний объекта исследования
- •2 Разработка математической модели собственны колебаний кузова вагона на рессорном подвешивании
- •2.1 Выбор и обоснование расчетной схемы
- •2.2 Вывод уравнений математической модели
- •3 Выбор метода решения обыкновенных дифференциальных уравнений
- •3.1 Анализ метода решения оду
- •Итерационные методы Эйлера-Коши.
- •Разностные методы интегрирования оду.
- •3.2 Описание алгоритма выбранного метода решения обыкновенных дифференциальных уравнений
- •4 Разработка программы расчета собственных колебаний кузова на рессорном подвешивании
- •4.1 Блок-схема алгоритма решения задачи
- •4.2 Исходный текст программы
- •5 Анализ результатов математического моделирования
- •5.1 Графики собственных колебаний
- •5.2 Определение параметров, характеризующих колебательный процесс кузова
- •5.3 Оценка влияния жесткости рессорного подвешивания на параметры колебательного процесса
- •Заключение
- •Список использованных источников
Характеристика объекта исследования
Конструктивные особенности и технические параметры объекта исследования
Пассажирский вагон не купейного типа (модель 61 – 836) предназначен для ближних и дальних массовых перевозок пассажиров по магистральным путям колеи 1520 мм в составах поездов, курсирующих со скоростью до 160 км/ч.
Вагон (рисунок 1) имеет типовой цельнометаллический кузов несущей сварной конструкции с тонкостенной замкнутой гофрированной оболочкой, подкрепленной элементами жесткости.
Рисунок 1 – Общий вид пассажирского вагона модели 61 – 836
Рама вагона состоит из хребтовой балки, выполненной из двух швеллеров № 30 по ГОСТ 8240 – 72 в средней части и швеллера № 30В по ГОСТ 5267 – 78 по консолям, а также из поперечных, шкворневых и концевых (буферных) балок составной конструкции.
Металлический пол кузова выполнен из стального гофрированного листа толщиной 2 мм, на консолях – из гладкого листа толщиной 3 мм.
Боковые стены имеют стальную тонколистовую гофрированную обшивку, подкрепленную стойками, верхним и нижним обвязочными элементами зетобразного профиля. Толщина листов обшивки подоконного и среднего поясов – 2,5 мм, надоконного пояса – 2 мм.
Обшивка крыши выполнена из стольного листа толщиной 2 мм, в зоне малого радиуса – гладкая, в средней части – гофрированная. Толщина дуг зетобразного профиля составляет 2,5 мм, толщина продольных угольников – 3 мм. Обшивка торцовых стен гофрированная или гладкая. В средней части торцовых стен устанавливаются две противоударные вертикальные стойки из двутавра № 27.
Для изготовления несущих элементов конструкции кузова применяются углеродистые стали различных марок. Для обеспечения безремонтной работы кузова вагона в течение расчетного срока службы металлический пол, балочки пола, подоконной пояс и стойки боковых стен изготовляются из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632 – 72.
Внутренняя обшивка кузова выполняется из столярных плит, фанеры и древесноволокнистых плит, фанеры и древесноволокнистых плит, прикрепляемых к каркасу. Обшивка продольных стен состоит из столярной плиты толщиной 19 мм (под окнами) и древесноволокнистой плиты – 4 мм (в простенках между окнами и над окнами). Пол изготовлен из столярных плит толщиной 19 мм и покрыт алкидным линолеумом. Внутренняя обшивка крыши выполнена из металлического листа толщиной 0,5 мм.
Деревянные детали внутренней обрешетки кузова подвергают глубокой пропитке антипиренами, а деревянные детали пола и боковых стен до высоты 300мм – пропитке антисептиками.
Стены в пассажирском помещении, коридорах, служебном отделении, купе проводников и туалетах облицованы трудносгораемым бумажно – слоистым пластиком.
Для термоизоляции кузова применяется пенопласт самозатухающий полистирольный ПСБ – С марки 25 или 30 по ГОСТ 15588 – 70 . Пол катального отделения изолируется минеральной ватой. Между внутренней обшивкой помещений и термоизоляцией прокладывается гидроизоляция из плеточных трудногорючих или самозатухающих материалов.
Для удобства выхода пассажиров на низкие платформы со стороны служебного конца вагона установлены подножки с дополнительной выдвижной ступенькой, сблокированной с фартуком подножки.
Планировка вагона предусматривает пассажирское помещение с девятью шестиместными отделениями, купе проводников, малые коридоры и котельное отделение.
Между купе проводников и пассажирским салоном установлена огнезащитная перегородка, выполненная из тудносгораемых материалов.
Вагон оборудован пожарной сигнализацией. Третье и шестое купе салона имеют окна, которое могут служить аварийными выходами.
Пассажирские отделения оборудованы нижними и верхними поперечными
и продольными полумягкими спальными местами, столиками, полками для багажа, а также крючками для верхней одежды и газетчицами, под каждым нижним поперечным диваном расположен рундук для багажа.
Каждое пассажирское отделение радиофицировано. Вагон оборудован телефонной магистралью, преобразователем и розетками для подключения электроприборов, электрокипятильником, водоохладителем питьевой воды компрессорного типа, сигнализаторами налива воды и обогревателями наливных труб.
В служебном отделении установлены пульт управления электрооборудованием, мойка для посуды, охладитель питьевой воды, диван, шкафы для посуды и постельного белья. Окна опускные, двери – одностворчатые.
Вагон оборудован системой индивидуального энергоснабжения типа ЭВ. 10.02.29 напряжением 50 В с низкооборотным подвагонным генератором переменного тока, кремневым выпрямителем, щелочной железоникелевый аккумуляторной батареей емкостью 300 А ∙ ч, размещенной во взрывобезопасном аккумуляторном ящике с выдвижными тележками, высоковольтной подвагонной поездной магистралью напряжением 3000 В.
Освещение пассажирских отделений – люминесцентное, служебное и бытовых помещений – лампами накаливания.
Отопление – водяное комбинированное с индивидуальным водогрейным котлом повышенной эффективности, с нагревом воды электронагревательными элементами мощностью 48 кВт от подвагонной магистрали напряжение 3000 В или твердым топливом. Управление режимом электроотопления – автоматическое программное. Система водоснабжения – самотечная.
Вентиляция – принудительная с подогревом воздуха в зимнее время. Производительность системы в летнее время 4500 ± 500 м3/ч.
Вагон оборудован переходными площадками баллонного типа, автосцепкой СА – 3 с резинометаллическим поглощающим аппаратом, автоматическим и ручным тормозами.
Типовыми пассажирскими тележками являются двухосные тележки моделей 68-875 (68-876) и 68-4065 (68-4066), обеспечивающие нормальную эксплуатацию вагонов со скоростью 160 км/ч. Все эти четыре модели называют ТВЗ-ЦНИИ
Ходовой частью вагона служат две двухосные тележки модели 68 – 875 и 68
– 876. Тележка тормозного конца вагона модели 68 – 875 оборудована подвагонным генератором с текстропно – карданным приводом от торца шейки оси колесной пары.
В таблице 1 представлены технико-экономические показатели вагона.
Таблица 1 – Технико-экономические показатели пассажирского вагона модели
61-836
Характеристики |
Значение |
Количество мест: спальных: для сидения: |
54 81 |
База вагона, мм |
17000 |
Масса вагона без экипировки (тара), т |
47,9 |
Масса вагона на одно спальное место, т |
0,088 |
База, мм: вагона: тележки: |
17000 2400 |
продолжение таблицы1
Характеристики |
Значение |
Длина, мм: вагона по осям сцепления автосцепок: кузова снаружи (без гофров): |
24537 23976 |
Ширина вагона, мм: снаружи (с гофрами): внутри: |
3105 2923 |
Высота вагона от уровня головки рельса: до крыши, мм |
4353 |
Скорость конструкционная, км/ч: |
160 |
Габарит по ГОСТ 9238 – 83 |
1 – ВМ |
Пассажирский вагон некупейного типа модели 61 – 836, оснащен двухосными тележками модели 68 – 875, параметры которой представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Технические характеристики двухосной тележки модели 68-875
Характеристики |
Значение |
Тип |
2-осная люлечная |
Габарит по ГОСТ 9238-83 |
02-ВМ |
База по колесным парам ,мм |
2400 |
Тормоз |
Колодочный |
Нагрузка на тележку от кузова брутто, кН |
207 |
Статический прогиб суммарный, мм |
221 |
Скорость конструкционная, км/ч |
160 |
Масса тары, кг |
6900 |
Назначенный срок службы основных несущих элементов конструкции тележки, лет |
28 |