ГОСТ Р 53337— 2009
Приложение А
(рекомендуемое)
Правила проведения моделирования динамики подвижного состава
А.1 Для оценки динамических качеств проектируемых экипажей специального подвижного состава прово
дят компьютерное моделирование. При моделировании используются программные комплексы типов Adams
(США). Simpack (Германия). Универсальный Механизм УМ (Россия), имеющие специализированный модуль для
железнодорожного подвижного состава. Можно применять и другие лицензионные программные комплексы,
соответствующие требованиям 6.1.2.
Основные принципы моделирования должны быть следующие:
- составляют модель экипажа подвижного состава, которая представляется набором абсолютно твердых
тел, связанных посредством шарниров и силовых элементов (буксовые узлы, пружины, рессоры, гасители, сколь-
зуны, боковые опоры);
- задают исходные данные: инерционные, геометрические и упруго-диссипативные параметры экипажа,
параметры пути (план пути, неровности, жесткостью характеристики), режим движения, метод вычисления;
- проводят расчет динамических показателей экипажа в соответствии с разделом 4. а также дополнитель
ных показателей (углы поворота тележек, ускорения и другие) для каждой скорости движения и плана пути;
- по выходным значениям определяемых параметров проводят статистическую обработку.
А.2 Проведение моделирования приведено на примере моделирования нового перспективного СПС на
универсальных двухосных тележках с использованием программного комплекса УМ.
Расчетная схема экипажа СПС включает в себя семь твердых тел (кузов, две рамы тележки. 4 колесные
пары) и имеет 42 степени свободы.
В модели заданы следующие исходные параметры:
- масса кузова — 64000 кг;
- масса тележки — 14000 кг;
- неподрвссоренная масса на колесную пару — 3500 кг;
- осевая нагрузка — 23 тс.
Жесткости буксовой ступени рессорного подвешивания:
- вертикальная на буксу — 1720 кН/м.
- поперечная на буксу — 2 000 кН/м.
Жесткость центральной ступени в вертикальном направлении
- (на тележку) — 2640 кН/м.
Жесткость поперечной связи тележки с кузовом:
- в пределах зазора от 0 до 20 мм — 360 кН/м.
- в пределах зазора от 20 до 40 мм — 2100 кН/м.
Коэффициент демпфирования буксовой ступени в вертикальном направлении на буксу должен быть 70 кН с/м.
Коэффициент демпфирования центральной ступени на тележку должен быть:
- в вертикальном направлении 108 кН • с/м;
- виляния 56 кН -с/м;
- бокового относа 56 кН - с/м.
Шкворневая база кузова 8 м.
Колесная база тележки 2.25 м.
Поперечное расстояние между вертикальными пружинами и демпферами должно быть;
- буксовой ступени 2.1 м;
- центральной ступени 2.2 м.
Радиус колеса по кругу катания 0,525 м.
Профиль колес: новый локомотивный по ГОСТ 11018.
Путевая структура: прямые и кривые участки пути, рельсы Р65. неровности (отклонения левого и правого
рельсов в вертикальном и поперечном направлениях от продольной оси пути с шагом 1 м) и жесткостью харак
теристики (в вертикальном направлении 44 МН’м. в поперечном — 18 МН/м) должны соответствовать реальному
железнодорожному пути удовлетворительного содержания.
Модель сил взаимодействия в контакте «колесо—рельс»: использован алгоритм FASTSIM. основанный на
линейной теории Калкера.
Основные выходные динамические показатели при расчетах следующие: рамные силы, вертикальные и
горизонтальные ускорения в кабинах машиниста, коэффициенты вертикальной динамики буксовой и централь ной
ступеней рессорного подвешивания, углы поворота тележек относительно кузова.
Расчеты проводились при следующих режимах движения:
- в прямом участке пути со скоростями 80. 100, 120 и 130 км/ч (конструкционная скорость 120 км/ч);
38