18. Колебания надрессорного строения

При движении по рельсам тепловоз совершает различного рода колебания, которые вызываются неровностями рельсового пути и неуравновешенными силами в самом локомотиве. Эти колебания относятся или к надрессорному строению или к тепловозу в целом. Надрессорное строение испытывает 3 вида колебаний:

1)подпрыгивание – когда кузов совершает движение вниз и вверх на одну и ту же величину всеми своими точками

Диф-е ур-е колеб-й центра тяжести зап-ся в виде (–G/g)*(d²z/dt²)-∑ж_iz=0 (1) ∑ж_i-сумм-я жесткость упругого подв-я. В теории колеб-й вводят значение Р=√∑ж_ig/G, тогда (d²z/dt²)+p²z=0 (2).Решением этого уравнения является z=Asinpt+Bcospt. Частота подпрыгивания f₁=P/2π=(1/2π)√g/z_ст-статический прогиб f₁=(1/2π)√∑ж_i/М , где М - масса

для ТЭ3 z_ст=59мм f₁=2,1Гц, для разл. теплов.

f₁=1,5-2,5Гц

2)продольная качка – надрессорное строение совершает колебания относительно гориз. поперечной оси проходящей через центр упругости

x_i-расстояние от центра тяжести до соотв.гибкого

элемента упругого подвешивания;θ-угол поворота надрессорного строения. Траектория центра тяжести опис/ диф. уравнением: J_y(d²θ/dt²)+θ(∑ж_ix²_i-Gh)=0

J_y-момент инерции надресс. стр. отн.оси y(поперечн) Частота колебаний при продольной качке: f₂=(1/2π)√(∑ж_ix²_i-Gh)/J_y ; f₂≈f₁=1,5-2,5 Гц

3)поперечная качка – это колебания надрессорного строения отн. продольной горизонтальной оси, проходящей через центр упругости

Дифференцное уравнение: J_x(d²ψ/dt²)+ψ(∑ж_iy²_i-Gh)=0

Частота колебаний f₂=(1/2π)√(∑ж_iy²_i-Gh)/J_x

J_x-момент инерции надрессорного строения относительно продольной оси x; f₃=0,75-1,5 Гц

19. Свободные и вынужденные колебания надрессорного строения.

Надрессорное строение испытывает 3 вида cвободны[ колебаний:

подпрыгивание – когда кузов совершает движение вниз и вверх на одну и ту же величину всеми своими точками. продольная качка – надрессорное строение совершает колебания относительно гориз. поперечной оси проходящей через центр упругости

поперечная качка – это колебания надрессорного строения отн. продольной горизонтальной оси, проходящей через центр упругости.

Надрессорное строение испытывает вынужденные колебания под действием возмущающей силы q, которое передается от рельс пути. Частота вынужденных колебаний,ώ равна частоте приложения возмущающей силы. Возмущающая сила вызывает увеличение частоты вынужденных колебаний. Вынужденные колебания увеличивают общую амплитуду колебаний => увеличивается динамическая нагрузка на рельсы. Максимальная амплитуда возникает при совпадении вынужденных и собственных частот.

Амплитуда зависит от:

- коэф. нарастания колебаний(β) (меняется в зависимости от и от γ)

- при =1; β=

Е сли γ мало, то β увеличится и это становится опасным

с точки зрения повышения динамических нагрузок. При γ=0,1 амплитуды колебаний незначительны т.к. незначительны возмущающие силы со стороны рельс пути. Периодически действующие от рельс пути возмущающие силы на стыках пути при определенной скорости движения частота возмущающей силы равна частоте собственных колебаний подпрыгивания.