20. Оценка динамических качеств грузовых вагонов

Безопасность движения, плавность хода, габаритная безопасность, прочность, надежность и другие эксплуатационные качества вагона в значительной мере определяются динамическими силами, действующи­ми на вагон вследствие возникающих колебательных процессов и удар­ного взаимодействия между составляющими вагон массами, а также между ходовыми частями и рельсовым путем. Правильно сконструированный грузовой вагон должен обладать вы­сокими динамическими качествами, которые оцениваются по следую­щим показателям:

• по коэффициентам вертикальной и горизонтальной динамики ;

, где , – динамические вертикальные и горизонтальные боковые силы, передающиеся от кузова на ходовые части; – статическая нагрузка, передаваемая от кузова к ходовым ча­стям;

• по амплитудам ускорений колебательного процесса кузова ;

по показателям плавности хода, вычисленным по величинам уско­рений и частот колебаний, обычно применяемым при оценке пассажир­ских вагонов .

Средние наибольшие значения коэффициентов динамики, ускоре­ний, а также показатели плавности хода для кузова грузового вагона приводятся в таблицах.

Значения коэффициентов динамики могут быть вычислены как по величинам динамических сил найденным по теоретическим форму­лам или замеренным в связях при опытах, так и по величинам прогибов (деформаций) связи.

21. Оценка динам качеств пасс вагона. Показатели плавности хода вагона

Принятые при проектировании параметры отдельных систем и вагона в целом должны быть проверены на обеспечение необходимых динамических качеств и безусловное обеспечение безопасности движения как для сущест­вующих, так и для перспективных условий эксплуатации.

Основными показателями ходовых качеств являются:

для пассажирских вагонов:

• коэффициент K_дв и сила H_р; ускорения j_В и j_Г;

• показатели плавности хода W_в и W_Г и уровни вибраций;

• коэффициент запаса устойчивости К_ус;

Коэффициент вертикальной динамики определяет­ся по формуле

где K_дв - среднее значение коэффициента вертикальной динамики;

β - параметр распределения; для пассажирских β-1,0;

Р(K_дв)- доверительная вероятность, Р(K_дв)= 0,97. Среднее значение K_дв определяется по формулам: при ν >15 м/с (55 км/ч)

При ν<15м/с

где а - коэффициент, равный для элементов кузова 0,05, для обрессоренных частей тележки – 0,10, для необрессоренных частей - 0,15;

b - коэффициент, учитывающий влияние числа осей n в тележке или

группе тележек под одним концом вагона, b=(n+2)/2n; v - скорость движения вагона, м/с;

f_ст - статический прогиб рессорного подвешивания, м.

Значение коэффициента горизонтальной динамики K_дг определяется по формуле

где K_дг - среднее значение коэффициента горизонтальной динамики;

Р(K_дг) - доверительная вероятность, Р(K_дг) = 0,97.

Среднее значение коэффициента

=bδ(5+ν) (1.5)

где δ - коэффициент, учитывающий тип ходовых частей вагона; для пассажирских вагонов δ = 0,002. Среднее значение показателей плавности хода должно быть не более 3,25. В наиболее простом случае колебаний с одной частотой и одной ампли­тудой показатель плавности хода может быть определён по формуле (1.6) где k - коэффициент, учитывающий влияние частоты и направления (вер­тикальные и горизонтальные) колебаний на утомляемость пасса­жиров. Для пассажирских вагонов при частотах 0,8-1,0 Гц значение k = 0,8...1,0; большее значение соответствует горизонтальным ко­лебаниям; z₀ - амплитуда колебаний кузова вагона, см;

п - линейная (техническая) частота колебании, Гц.