3.2 Показатели динамических качеств

За показатели динамических качеств в курсовом проекте приняты:

• максимальное перемещение шкворней кузова Z₁^MAX, Z₂^MAX;

• максимальное ускорение шкворней кузова Z”₁^MAX, Z”₂^MAX;

• максимальное значение динамических усилий в комплектах (пружина + гасители) рессорного подвешивания первой и второй ступеней F_Д^MAX;

• коэффициент динамики первой и второй ступеней рессорного подвешивания;

• значение коэффициента плавности хода над первым С₁, и вторым С₂ шкворнями;

• максимальное значение динамических усилий, передаваемых подвижным составом на путь F_П^MAX.

Максимальное значение перемещений, ускорений g_MAX, динамических усилий F_У^MAX определяются в курсовой работе и проекте двумя способами:

А) как утроенное значение среднего квадратического отклонения

.

В этом выражении:

- функция спектральной плотности перемещений или ускорений;

- среднее квадратическое отклонение перемещений или ускорений;

- частотная характеристика (ЧХ), связывающая перемещение или ускорение с эквивалентной геометрической неровностью, принятой в качестве возмущения;

- функция спектральной плотности эквивалентной геометрической неровности, которая задается в расчетах в соответствии с максимальным ускорением шкворней кузова.

где - среднее квадратическое отклонение динамического усилия;

- функция спектральной плотности динамического усилия;

- ЧХ, связывающая динамическое усилие с эквивалентной геометрической неровностью.

Б) как среднее значение абсолютного максимума

.

Где - эффективная частота динамических процессов перемещений или ускорений;

- время реализации анализируемой части динамического процесса, в расчетах принято

где - эффективная частота динамических усилий

Коэффициент динамики: .

Коэффициент плавности хода:

где - функция спектральной плотности перемещений пола кузова над

первым и вторым шкворнями;

- ЧХ, связывающая перемещение пола кузова с неровностью

В качестве возмущения во всех вариантах расчетов принимаем эквива-лентную геометрическую неровность, задаваемую в виде стационарного случайного процесса с функцией спектральной плотности:

.

Для определения частотных характеристик необходимо от системы дифференциальных уравнений перейти к системе алгебраических уравнений, таким образов перейдя из области времени “t” в область оператора “jw”. С этой целью каждое уравнение системы дифференциальных уравнений необходимо привести к определенному виду: в левой части остаются все коэффициенты с координатами скоростей и ускорений модели, а в правую часть переносятся скорость и координата неровности с их коэффициентами. В случае отсутствия неровности в правой части ставится «0»:

, .

Из комплексных коэффициентов левой части уравнения системы составляется комплексная матрица динамической жесткости Ж(jw), а из комплексных коэффициентов правой части – матрица-столбец возмущения При этом функция запаздывания (t-) при выражении всех изображений неровностей через одну (под первой колесной парой) будет иметь вид e^-jw. Тогда изображение неровности под любой колесной парой можно записать:

.

Для определения необходимых частотных характеристик данная полученная система решается на PC с применением программы Turbo Basic, основанной на методе Гаусса. При каждом значении частоты w, которое изменяется с шагом _w. Частота w_K зависит от частного принятой функции спектральной плотности и скорости движения.

Прежде чем составить матрицу динамических жестокостей Ж(jw) и вектор столбец неровностей приведем неровности под всеми колесными парами к неровностям под первой колесной парой. Обозначим ее (jw). Неровность под любой колесной парой в комплексной форме определяют по формуле:

, ; , , , .