8.3. Расчет показателей динамических качеств экипажной части
Задача оценки рациональности выбранной конструктивной схемы и рекомендуемых параметров упругодиссипативных связей системы подвешивания является одной из важнейших при проектировании железнодорожных экипажей.
Экипаж может быть охарактеризован с различных точек зрения. Если оценивать его как объект изготовления, то основными критериями качества будут конструктивные, технологические и экономические факторы, если как объект эксплуатации, то здесь нужно учитывать надежность работы, ремонтопригодность, воздействие на путь и т.д.
Оценить конструкцию со всех точек зрения сложно и еще сложнее создать экипаж, отвечающий всем требованиям. Для оценки динамических качеств локомотивов обычно рассчитывают: максимальные перемещения и ускорения кузова, коэффициенты динамики первой и второй ступеней рессорного подвешивания, коэффициенты плавности хода.
Спектральная
плотность характеризует распределение
амплитуд колебательного процесса по
частотам и может рассматриваться как
плотность дисперсии, т.е. площадь,
ограниченная функцией
и осью частот, равна дисперсии случайного
процесса
.
(8.14)
Если
предположить, что распределение величин
динамических показателей экипажа
подчиняется нормальному закону, то
максимальные значения этих показателей
с вероятностью
можно определить по правилу “трех
сигм”.
Динамические
показатели выражаются через функции
спектральной плотности выходных
координат (перемещений
или ускорений 
)
локомотива следующим образом:
- максимальные перемещения или ускорения
,
(8.14)
где
- среднеквадратическое отклонение
перемещений или ускорений;
- АЧХ, связывающая выходную обобщенную
координату (перемещением
или ускорением
)
с возмущением (неровностью).
- коэффициенты вертикальной динамики i – го комплекта системы рессорного подвешивания
,
(8.15)
где
- среднеквадратическое отклонение
динамического усилия;
- АЧХ, связывающая динамическое усилие
с возмущением (неровностью);
- статическая сила в i
– ом комплекте системы рессорного
подвешивания.
- коэффициент плавности хода по Шперлингу (степень воздействия колебаний на организм человека)
,
(8.16)
где
-
физиологический коэффициент,
характеризующий чувствительность
организма человека к колебаниям;
- АЧХ, связывающая вертикальное перемещение
пола кузова с возмущением (неровностью);
Как видно из выражений (8.14) – (8.16), для определения показателей динамических качеств экипажа необходимо знать АЧХ, связывающие перемещения, ускорения или силы с неровностью.
Вычисленные значения показателей динамических качеств сравнивают с допустимыми величинами. Если они не превышают допустимую величину, делается вывод, что экипаж можно эксплуатировать во всем диапазоне скоростей вплоть до конструкционной.
Контрольные вопросы
Что называется случайным процессом?
Что такое реализация случайного процесса?
Что такое случайный стационарный процесс?
Что такое математическое ожидание случайной функции?
Что такое дисперсия случайной функции?
Что такое среднеквадратическое отклонение случайной функции?
Что характеризует корреляционная функция?
Что такое спектр колебательного процесса и что он показывает?
Что такое спектральное разложение стационарной функции?
Какой физический смысл имеет спектральная плотность?
Как определяется спектральная плотность выходных координат?
Что такое эквивалентная геометрическая неровность?
Чем объяснить появление пиков на рисунке 8.3?
Какие параметры приняты в качестве оценок динамических качеств локомотивов?
На основании чего делается вывод, что экипаж можно эксплуатировать во всем диапазоне скоростей вплоть до конструкционной?