![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева
- •Введение
- •Практическое занятие № 1 Механизм образования касательной силы тяги
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы:
- •Практическое занятие № 2 Сила сцепления колес с рельсами
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы:
- •Практическое занятие № 3 Тяговая характеристика локомотива
- •Расчет касательной силы тяги
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы:
- •Практическое занятие № 4 Силы сопротивления движению поезда
- •Формулы для определения основного удельного сопротивления локомотива и вагонов, в н/кН
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы:
- •Практическое занятие № 5 Тормозная сила
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы:
- •Практическое занятие № 6 Влияние метеорологических условий на равнодействующую силу поезда
- •Порядок выполнения работы
- •Исходные данные для расчета
- •Контрольные вопросы:
- •Практическое занятие № 7 Решение уравнения движения поезда аналитическим способом
- •Порядок выполнения работы
- •Задание
- •Контрольные вопросы:
- •Практическое занятие № 8 Расчет тормозного пути аналитическим способом
- •Порядок выполнения работы
- •Исходные данные для расчета
- •Контрольные вопросы:
- •Практическое занятие № 9 решение уравнения движения поезда методом установившихся скоростей
- •Порядок выполнения работы
- •Исходные данные для расчета
- •Контрольные вопросы:
- •Практическое занятие № 10 решение уравнения движения поезда методом эйлера
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Исходные данные для расчета
- •Контрольные вопросы:
- •4. Методика расчета массы состава и проверка надежности при кратной тяге и толкании при вождении тяжеловесных поездов
- •Порядок выполнения работы:
- •Контрольные вопросы:
- •Практическое занятие № 13 Проверки массы состава
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы:
- •Практическое занятие №14 расчет нагревания электрических машин
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы:
- •Практическое занятие № 15 Построение и анализ тонно-километровой диаграммы
- •Порядок выполнения работы
- •Исходные данные для расчета
- •Контрольные вопросы:
- •Литература
- •Содержание
Порядок выполнения работы
Рассчитать равнодействующую силу (таблица 6.3) поезда для следующих условий:
А) Нбар = 0,1013 гПа, tнв = + 20 0С, vв = 0 м/с;
Б) Нбар = 0,0906 гПа, tнв = + 40 0С, vв = 0 м/с;
В) Нбар = 0,1013 гПа, tнв = - 400С, vв = 10 м/с.
Таблица 6.3
Расчет графика равнодействующей силы поезда
с учетом метеорологических условий
-
V,
км /ч
Fk0 , кН
, Н/кН
, Н/кН
, кН
, кН
Условие А
Условие Б
Условие В
Fp1 , кН
Fp2 , кН
Fp3 , кН
10
20
…
50
2. Построить графики равнодействующей силы поезда для трех условий.
3. Дать заключение о влиянии метеоусловий на тяговые возможности локомотива.
Исходные данные для расчета приведены в таблице 6.4.
Таблица 6.4
Исходные данные для расчета
Наименование |
Вариант | |||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
Серия тепловоза |
ТЭ3 |
ТЭ10 |
ТЭМ1 |
ТЭП70 |
ТЭ3 |
2ТЭ10 |
ТЭМ1 |
ТЭП70 |
ТЭ3 |
3ТЭ10 |
Масса локомотива, т |
250 |
270 |
118 |
128 |
250 |
270 |
118 |
128 |
250 |
270 |
Масса состава, т |
3000 |
2000 |
1500 |
1000 |
3000 |
4000 |
2000 |
1000 |
3000 |
5000 |
Тип вагонов |
6- осные |
8- осные | ||||||||
Осевая нагрузка вагонов, т/ось |
18 |
19 |
20 |
22 |
25 |
18 |
19 |
20 |
22 |
25 |
Тип пути |
звеньевой | |||||||||
Касательная
мощность локомотива
|
4000 |
2200 |
1600 |
2900 |
4000 |
4400 |
1600 |
2900 |
4000 |
6600 |
Контрольные вопросы:
Почему снижается сила тяги при высокой температуре наружного воздуха?
За счет чего повышается сопротивление движения поезда при низкой температуре наружного воздуха?
Какие силы входят с состав равнодействующей силы поезда в режиме тяги?
Какие силы входят с состав равнодействующей силы поезда в режиме холостого хода?
Какие силы входят с состав равнодействующей силы поезда в режиме торможения?
Практическое занятие № 7 Решение уравнения движения поезда аналитическим способом
Содержание: изучение аналитического метода решения уравнения движения поезда и решение тяговых задач.
Для расчета движения поезда необходимо вначале определить удельную равнодействующую силу, которую обозначим fу. Допустим, что ее диаграмма построена (рисунок 7.1). Для использования принципа малых отклонений произведем кусочно-линейную аппроксимацию диаграммы, руководствуясь правилами линеаризации. С этой целью разобьем ось абсцисс на интервалы скоростей:
,
и т.д.
Найдем средние скорости в каждом интервале:
и
…
и соответственно им определим по диаграмме равнодействующие сил fу01, fу12 и т. д. Принимаем силы постоянными в интервалах и на этом основании получим кусочно-линейную зависимостьfу (v)(штриховая линия на рисунок 7.1). Результаты аппроксимации используем для решения дифференциального уравнения движения.
Практический интерес представляют зависимости времени движения в функции скорости t(v),пройденного пути в функции скоростиS(v),пройденного пути в функции времениS(t). Произведем интегрирование с целью получения этих зависимостей.
Рисунок
7.1 Кусочно-линейная аппроксимация
равнодействующих сил поезда в режиме
тяги
Интегрирование
уравнения движения по времени и скорости.
Возьмем интервал скорости в начале
движения поезда
и в его пределах найдем на диаграмме
равнодействующую силfу01
. Произведем перестановки переменных
уравнения (7.1) и вынесем за знак интеграла
подынтегральную функцию
на
том основании, что в пределах интервала
скорости
она принята постоянной. Напишем уравнение
движения в форме определенного интеграла:
(7.1)
.
Выражая скорость в км/ч, а равнодействующую силу в Н/кН и интегрируя уравнение движения, получим выражение для определения времени движения поезда:
Если ζ= 122,4 км/ч2/(Н/кН) то время движения в мин
.
(7.2)
По этим формулам можно определить время, которое потребуется для увеличения скорости поезда от v0 доvn.
Для
того чтобы ввести путь в уравнение
движения, умножим и разделим на
левую часть уравнения:
,
откуда
(7.3)
После
перестановки переменных получим
.
Возьмем интеграл скорости в начале
движения отv0
доvn, определим среднюю скорость
и на диаграмме равнодействующих сил
найдем ей соответствующую силуfу01.
После интегрирования уравнения (7.3) получим путь, пройденный поездом при измерении скорости от v0 доv1 в м
. (7.4)
Подобным
образом определим пройденный путь
для последующих интервалов скоростей
и суммированием найдем путь S, пройденный
поездом при возрастании скорости отv0
доvn.
Общее решение уравнения движения поезда во всем диапазоне скоростей определяется как сумма частных решений, т.е.
,
.
Решение уравнения движения поезда аналитическим способом удобней производить в табличной форме (таблица 7.1)
Таблица 7.1
Расчет времени и пути
|
|
|
|
|
м |
|
|
……. |
……. |
……. |
……. |
……. |
……. |
……. |
……. |