4. Характеристики элементов соединений

Отдельные тела, составляющие экипаж, объединены в единую механическую систему с помощью различных элементов соединений: жестких, упругих и диссипативных.

Диссипативными (демпфирующими) называют элементы, деформация которых сопровождается рассеянием (диссипацией) энергии, обусловленным действием сил поверхностного или внутреннего трения (гидравлические и фрикционные гасители).

Жесткие элементы не допускают относительных перемещений между телами в одном или нескольких направлениях. Понятие жесткого элемента является условным, так как любые элементы обладают той или иной податливостью. Поэтому жестким элементом считается элемент, податливость которого практически не изменяет существенных свойств системы (соединения между осью колесной пары и колесами, между балками рамы тележки).

Упругие элементы передают силовые воздействия между отдельными элементами, уменьшают их относительное перемещение, не изменяя при этом число степеней свободы. Упругие связи подразделяются на линейные, кусочно-линейные и нелинейные. Одна из основных характеристик упругой связи – жесткость .

В упругих элементах возникает сила упругости , которая зависит от относительных перемещений (деформаций) и определяется выражением

. (1.1)

В диссипативных элементах силы зависят относительной скорости деформации элемента соединения. Для элементов с вязким трением (гидравлические гасители) сила определяется

, (1.2)

где - коэффициент вязкого трения (сопротивления) гидравлического гасителя колебаний.

С ростом частоты колебаний увеличивается скорость и сила сопротивления гасителя. При высокочастотных колебаниях скорость  становится высокой и силы могут оказаться столь значительными, что вызовут нарушение прочности элементов гасителя. Из-за этого гидравлические гасители чаще всего применяют для гашения низкочастотных колебаний. Для ограничения сил в гасителях последовательно включают дополнительный упругий элемент (резиновые втулки).

В механической части ПС большое распространение получили упругодиссипативные элементы, силы в которых слагаются из упругой и диссипативных составляющих. Они подразделяются на:

• упругофрикционные – элементы реализуют, включая параллельно или последовательно – параллельно пружины и фрикционные гасители колебаний (упругоизолированный фрикционный гаситель);

• упруговязкие – также содержат параллельно и последовательно включенные упругие (пружины) и диссипативные элементы (гидравлические гасители).

Характеристиками упругоизолированного гасителя обладают и пневматические гасители колебаний, рабочим телом в которых является воздух (пневморессоры).

Контрольные вопросы

1. В чем заключается основная задача исследования динамических процессов?

2. Какие виды колебаний локомотивов могут присутствовать при движении по пути?

3. При каких условиях возникают свободные колебания?

4. При каких условиях возникают вынужденные колебания?

5. Что значит установившиеся и неустановившиеся колебания?

6. Как классифицируются возмущения, вызывающие колебания?

7. Какими моделями описываются динамические свойства пути?

8. Что значит, эквивалентная геометрическая неровность, и что в нее входит?

9. От чего зависит сила упругости в упругих элементах связей и как она определяется?

10. От чего зависит сила диссипации в диссипативных элементах связей и как она определяется?