автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Прогнозирование динамических процессов в механической части текстропно-карданного привода подвагонного вентильно-индукторного генератора

На правах рукописи

БУЛАВИН Юрий Павлович

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ТЕКСТРОПНО-КАРДАННОГО ПРИВОДА ПОДВАГОННОГО ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНОГО ГЕНЕРАТОРА

Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог,

тяга поездов и электрификация

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону - 2005

Работа выполнена на кафедре «Локомотивы и локомотивное хозяйство» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» (РГУПС)

Научный руководитель: доктор технических наук

Волков Игорь Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Балон Леонид Вениаминович

кандидат технических наук Меняйло Сергей Николаевич

Ведущая организация Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский государственный университет путей сообщения» (УрГУПС)

Защита состоится « 3 » -гг^о/^i 2005 г. в час. на заседании

Диссертационного совета Д 218.010.01 Ростовского государственного

университета путей сообщения по адресу: 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Народного Ополчения, 2, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУПС. Автореферат разослан «22» о-чре/О 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 218.010.01, доктор технических наук, профессор

ÍI

В.А. Соломин

í/

5~ з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Железнодорожный транспорт является одной из ключевых отраслей экономики России и связывает всю ее производственную сферу. В связи с высокой долей железнодорожного транспорта на рынке грузовых и пассажирских перевозок важной задачей является модернизация подвижного состава и создание новых образцов грузовых, рефрижераторных и пассажирских вагонов.

Один из путей решения этой задачи - совершенствование систем энергоснабжения вагонов на основе применения прогрессивных конструкций приводов и генераторов. Перспективным является использование подвагонного вентильно-индукторного генератора (ВИГ) с текстропным приводом от оси колесной пары на пассажирском и рефрижераторном подвижном составе. Однако, в настоящее время в эксплуатации такие конструкции отсутствуют. Существующие устройства не отвечают в полной мере требованиям эксплуатации. Так, в 2002 году задержка пассажирских поездов в пути следования из-за неисправности приводов генераторов возросла на 11,5 % в сравнении с 2001 годом. В связи с этим требуется решение целого ряда вопросов, возникающих в процессе создания такого привода, в частности, вопросов его динамики, которые до настоящего времени в достаточной мере не исследовались, отсутствовали соответствующие научно-обоснованные рекомендации. Таким образом, актуальным является прогнозирование динамических процессов в механической части привода и формирование на основе полученных результатов рекомендаций по выбору рациональных параметров привода.

Работа соответствует «Перечню актуальных проблем научно-технического развития железнодорожного транспорта для разработки их докторантами, аспирантами и сотрудниками отрасли в 2001 - 2002 гг.», утвержденному Указанием МПС России от 17.11.2000 г. № М-2775у.

Цели и задачи исследования. Целью диссертационной работы является прогнозирование динамических п^о(^гёс«ЫМИа№СЯШ<Ав<Ьй части текстропно-

1 (шттш |

карданного привода подвагонного вентильно-индукторного генератора и выработка рекомендаций по выбору рациональных параметров элементов привода, позволяющих снизить вредное влияние динамических нагрузок.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи.

1. Разработка математической модели крутильных колебаний в приводе подвагонного вентильно-индукторного генератора с учетом особенностей работы ременной и карданной передач.

2. Разработка математической модели колебаний подвагонного генератора на раме тележки с учетом различных систем его крепления и нелинейных свойств рессорного подвешивания вагона.

3. Проведение натурного эксперимента по регистрации ускорений тележки пассажирского вагона Оценка возможности применения интегральных акселерометров для измерения уровня ускорений узлов вагона во время его движения.

4. Сравнение результатов математического моделирования с экспериментальными данными и с опубликованными различными авторами результатами исследований в этой области.

5. Исследование динамических процессов в механической части привода на основе разработанных математических моделей и выработка рекомендаций по выбору рациональных параметров упругих и диссипативных связей.

Методы исследования и достоверность полученных результатов

Методологической основой работы являются методы математического моделирования, теории колебаний, аналитической механики, теории обыкновенных дифференциальных уравнений, математической статистики, теории сигналов, теории ошибок и обработки данных на ЭВМ.

Составление математических моделей проводилось на основе уравнений Лагранжа П-го рода.

Достоверность полученных результатов подтверждается достаточной сходимостью данных моделирования и натурных экспериментов. Экспериментальные исследования выполнялись на Северо-Кавказской железной дороге.

¿А.

« : , г С *¡. ■ ■ »» л»» —

V *

Научная новизна состоит в следующем:

- разработана математическая модель крутильных колебаний в приводе подвагонного генератора. В модели объединены особенности работы ременной, карданной передачи и вентильно-индукторного генератора;

- разработана математическая модель колебаний подвагонного генератора на раме тележки с учетом различных систем его крепления и нелинейных свойств рессорного подвешивания вагона;

- определены пути совершенствования элементов привода и найдены их рациональные параметры на основе анализа устойчивости параметрических колебаний генератора и прогнозирования динамических процессов в механической части привода.

Практическая значимость и реализация результатов работы

Полученные в работе результаты имеют практическое значение для решения задач, возникающих при разработке и совершенствовании устройств энергоснабжения вагонов на основе вентильно-индукторного генератора с текстропно-карданным приводом. Представленные в диссертации математические модели позволяют выбрать рациональные параметры элементов привода, а также повысить точность и сократить сроки проектирования.

Даны рекомендации по снижению крутильных колебаний в приводе и определены рациональные параметры упруго-диссипативных связей.

Предложена конструкция системы подвешивания генератора на концевой балке тележки, способствующая снижению вредного воздействия динамических нагрузок на генератор. Определены рациональные параметры системы подвешивания (жесткость и демпфирование).

Предложена опытная система регистрации ускорений узлов вагона, выполненная на современной элементной базе.

Важность данной тематики отмечена на заседании секции вагонного хозяйства Научно-технического совета Министерства путей сообщения РФ 26 октября 2001 г.

Исследования по теме диссертационной работы были выполнены в рамках программы фундаментальных и поисковых научно-исследовательских работ, выполненных РГУПС для «Российских железных дорог» в 2003-2004 гг.

Результаты исследований позволили наметить пути совершенствования элементов текстропно-карданного привода подвагонного ВИГ и используются в учебном процессе в РГУПС при подготовке специалистов.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертации доложены и обсуждены на научно-теоретических конференциях «Транспорт-2002», «Транспорт-2003» (Ростов-на-Дону), международном конгрессе «Механика и трибология транспортных систем - 2003» (Ростов-на-Дону), «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические», (Ростов-на-Дону, 2004 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 137 стр. основного текста, состоит из введения, пяти глав, заключения. Список литературы содержит 195 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность прогнозирования динамических процессов в механической части текстропно-карданного привода подвагонного вентильно-индукторного генератора, дана краткая характеристика методики выполнения работы и описание цели работы.

В первой главе диссертационной работы проведен аналитический обзор состояния вопроса по исследованиям конструкций приводов подвагонных генераторов и динамики подвижного состава. Отмечена значимость роли российских ученых и конструкторов, таких как: Алексеев A.A., Анисимов П.С., Бабаев В.М., Балон Л.В., Беляев А.И., Бирюков И.В., Бороненко Ю.П., Вериго М.Ф., Вершинский C.B., Волков И.В., Ворон O.A., Гайденко В.Я., Длоугий В.В., Доронин И.С., Егорочкин А.П., Ермишкин И.С, Зарифьян A.A., Здрогин

В.Б , Козубенко В.Г., Львов В.Н., Меняйло С.Н., Павленко А.П., Петраков С.Е., Петрушин А.Д., Редько С. Ф., Савоськин А.Н., Самошкин С.Л., Светлов В.И., Суздальцев М.Я., Терешкин Л.В., Тибилов Т.А., Туранов Х.Т., Ушкалов В.Ф., Фроянц Г.С., Хохлов A.A., Челноков И.И., Чернышев A.A. и др.

Рассмотрены современные математические программные пакеты и средства измерения динамических характеристик движущихся объектов. Анализ тенденций совершенствования энергетических установок вагонов и методов анализа их динамических характеристик позволил сформулировать задачи диссертационной работы.

Во второй главе изложены созданные математические модели.

Математическая модель крутильных колебаний в приводе подвагонного вентильно-индукторного генератора представляет собой систему дифференциальных уравнений (1) первого и второго порядка. Расчетная схема привода представлена на рис. 1.

J J,

Л ft '«1

ß.

Л С1 Л Л C1 t, V, ci 0,

ß, ß, М, ß.

а и С, •£ a> ^

J«

ЛАМЬ

_ ßc

ß, н,

Рис. 1. Расчетная схема крутильных колебаний в приводе подвагонного генератора

Уравнения крутильных колебаний: сл(Ъ ~<Ръ)~ Ал(Ф, ~ Фг) = °>

3, ■ фъ + С, (<з3 - <Рь ) + Д {ф3 - ф4) + ст (<ръ - <р2) = М{,

-%) +-<Рб) + МФз -Рб) = 0> сг{<Рь ~<Рь) + Р2(Фь ~Фь) + -+ р2{ф,-фц) = 0, ¿2 'Фг + сЛ<Рг ~<Р9) + РЛФг ~Фч) + сг{%~Фт) +Ръ^Фг -«?7) = М2, с4(<Р9 -%) + Р4(ф9-фв) + с5(<рю -<ри) + /Щ0 -ф,,) = О, с5(И 1 -<Рю) + А(Фп -Ф,о) + сб(<Рп ~<Рч) + РЛФп ~Фп) = °> Л • Фп + - <Рп ) + Рб(Фч - Р.2 ) + {<Рп~(Рн) = Мг, СагОРи ~<Рп) + Рл(Фн ~Фм) =

где У/, /2 , J3 - моменты инерции левого шкива, ротора генератора, и право1 о шкива; Jd|, J¡¡2 - моменты инерции колесных пар; ^ - <рц - углы поворота соответствующих элементов передачи; с/ - эквивалентная жесткость карданного вала до ближайшего к ведомому шкиву шарнира карданного вала; с2 - эквивалентная жесткость среднего сегмента карданного вала; с3 ~ эквивалентная жесткость карданного вала до ближайшего к генератору шарнира карданного вала; с4, с5, с6- эквивалентные жесткости элементов привода (определяются как с3, с2, с1 соответственно); - эквивалентный коэффициент демпфирования карданного вала до ближайшего к ведомому шкиву шарнира карданного вала; (32 - эквивалентный коэффициент демпфирования среднего сегмента карданного вала; @3 - эквивалентный коэффициент демпфирования до ближайшего к генератору шарнира карданного вала; Дг, Д , Д - эквивалентные коэффициенты демпфирования элементов привода (определяются как ¡3$ , , /?/ соответственно); М/ - крутящий момент на левом шкиве; М2 - тормозной электромагнитный момент на роторе (в общем случае нелинейная функция, которая определяется решением дифференциальных уравнений работы вентильно-индукторного генератора), М3 - крутящий момент на правом шкиве.

Особенностью математической модели является описание такого свойства ременной передачи, как скольжение ремней. Учет этого фактора осуществляется путем идентификации коэффициента демпфирования Ра, который описывается нелинейной функцией момента на ведомом шкиве привода. С помощью математической модели можно исследовать колебания в приводе без учета и с учетом скольжения ремня путем выбора параметров упруго-диссипативной связи (За-с^. Кроме того, применялся альтернативный изложенному способ описания скольжения ремня. Он заключается в определении вращающего момента передачи как функции скольжения ремня.

Кинематическая погрешность карданной передачи учитывается в расчетной схеме элементами Б, представляющими собой шарниры Гука, математическое описание которых - функция угла поворота элемента карданного вала после шарнира в зависимости от угла поворота до шарнира.

Тормозной электромагнитный момент на роторе определяется из решения системы дифференциальных уравнений, описывающих работу вентильно-индукторного генератора.

Математическая модель колебаний подвагонного генератора представляет собой дифференциальные уравнения, описывающие колебания

генератора с шарнирной и нешарнирной системами подвешивания к раме тележки.

На рис. 2 приведена расчетная схема нешарнирной системы подвешивания подвагонного генератора.

Рис. 2. Расчетная схема нешарнирной системы подвешивания подвагонного генератора: m - масса генератора; I - момент инерции: Ci_2 - коэффициенты жесткости упругих связей системы подвешивания; (3|,2 - эквивалентные коэффициенты демпфирования; М - момент сил; s - расстояние от центра плиты системы подвешивания до точки приложения результирующей реакции вертикальной связи, ф] 2, / - обобщенные координаты

Уравнения колебаний генератора имеют вид:

ml-mlc ф2 sm{<cp2-<p^)-mlc ф\ cos {(p2-q)x)-m ф] I - m g cos (px +

+2c, / + 2/?, /-2c, /0 -2c, z, cos<p, -2/7, z, cosip, + 2c2l + 2 f}2\-

-2 c2I cos2 срх-2Рг / cos2 = 0,

ml1 фх + ml-lc<p2cos(<p2 -<z>,)-w/• lc ф\ sin($!>2 -<pt) + 2m 1фх1 +

+m g I sin <p¡ +2 c, Zj sin <pt I + 2 Д z¡ sin ф11 - 2 c¡ r¡ sin (p¡l0 -2 с, z2 sin (px eos q>h - (2)

-2 Д ¿,2 sin eos ф^ +2c2 f sin (p¡ eosq>¡ + 2 /?2 /2 sin<¿>, eos <¿>¡ = M,

m ?сф2 —mlcl sin(<^2 -<£>,) + 2 mlcl </?, cos(^>2 -<р{) + т1с1фх cos(<p2 -<p¡) + +т1с1ф2 sin((P2 + mglcs'm<p2 +2c, s2 ^>2 +2Д ¿2 фг = М.

На рис. 3 представлены силы, действующие на центр масс генератора при шарнирной системе подвешивания. Уравнение, описывающее колебания генератора:

ml} ф + mL{g + A)cos+ (Z. + cos- £F2 cos= 0. (3)

Особенностью уравнений (2) и (3) является наличие в них переменных коэффициентов, что учитывается при их анализе.

Рис. 3 Силы, действующие на центр масс генератора при шарнирном подвесе: Ри - силы упругости, действующие со стороны натяжного устройства и ременной передачи; гтщ - сила тяжести; (р- угол отклонения генератора от вертикали; А - вертикальное ускорение в точке подвеса генератора;

Ь - эквивалентная длина подвеса генератора; 1, г - расстояние от центра масс генератора до точки крепления пружины натяжного устройства

Представленные уравнения связаны с уравнениями, описывающими

колебания железнодорожного экипажа в вертикальной продольной плоскости,

через перемещения концевой балки тележки гь %2 в нешарнирной системе

подвешивания и ускорения А в шарнирной системе.

Расчетная схема железнодорожного экипажа, описывающая его

колебания в вертикальной продольной плоскости, представлена на рис. 4.

Дифференциальные уравнения колебаний железнодорожного экипажа в

вертикальной продольной плоскости можно представить в виде:

М т + Р[№, 9(0.«] = *('), (4)

где М - пхп - матрица инерционных коэффициентов; q (г), х(1) -- векторы обобщенных координат и возмущений; - в общем случае

нелинейная вектор-функция сил упругого и неупругого сопротивления; а -вектор параметров жесткости и демпфирования; п - число степеней свободы системы.

Разработанные модели позволяют исследовать динамические процессы в механической части привода и на основе их анализа выработать рекомендации по выбору рациональных параметров элементов привода.

Рис. 4. Расчетная схема экипажа, описывающая колебания в вертикальной продольной плоскости

В третьей главе представлены результаты теоретических исследований динамических процессов в механической части привода подвагонного вентильно-индукторного генератора и тележки железнодорожного вагона на основе созданных моделей. Структура исследования представлена на рис. 5 и 6.

Первоначально были вычислены собственные частоты колебаний пассажирского и рефрижераторного вагонов, определяющие режимы колебаний, которые вызывают рост динамических нагрузок на узлы и оборудование подвижного состава.

Для пассажирского вагона частота колебаний подпрыгивания тележки -8,18 Гц; частота колебаний галопирования тележки - 9,39 Гц. Для рефрижераторного вагона частота колебаний подпрыгивания тележки - 10,44 Гц; частота колебаний галопирования тележки - 10,21 Гц.

В дальнейшем колебания вагона рассматривались при воздействии случайного возмущения со стороны пути. Установлено, что ускорения концевой балки тележки рефрижераторного вагона в месте крепления генератора во время движения в 2,5 раза выше, чем пассажирского.

Рис. 5. Структура теоретических исследований крутильных колебаний в приводе подвагонного генератора

Рис. 6. Структура теоретических исследований колебаний генератора на раме тележки

Определены уровни ускорений и перемещений элементов механической части вагонов. Найдены обобщенные частотные характеристики ускорений концевых частей тележек пассажирского и рефрижераторного вагонов.

Расчеты показывают, что во время движения рефрижераторного вагона, на концевой балке тележки некоторое время могут наблюдаться собственные колебания галопирования.

Проведен анализ параметрической устойчивости уравнений (2), (3), причем (3) в некоторых случаях сводится к уравнению Матье, области устойчивости которого можно найти по диаграмме Айнса-Стретта. В остальных случаях устойчивость исследовалась путем расчета карт показателей Ляпунова по алгоритму Бенеттина. Установлены частоты колебаний тележки, при которых могут возникнуть значительные динамические нагрузки в системах подвешивания. Как видно из рис. 7, для шарнирной системы подвешивания генератора эти частоты составляют около 4, 6 и 12 Гц.

Установлено, что крутильные колебания в приводе подвагонного генератора, возникающие вследствие пульсации тормозного электромагнитного момента на роторе, могут стать причиной повышенных динамических нагрузок, особенно на низких скоростях движения (рис. 8).

со/2л, Гц

2 4 6 В , ,10 , м/с

М|, Н м

Рис.7. Области параметрической устойчивости уравнений колебаний генератора с шарнирной системой подвешивания

Рис. 8. Колебания момента в двухстороннем приводе вагонного генератора

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований колебаний вагона, а также выполнено сравнение теоретических и экспериментальных данных.

Проведен натурный эксперимент по регистрации уровней ускорений тележки пассажирского вагона с помощью интегральных акселерометров на участке Ростов - Сальск. Экспериментально установленный фрагмент реализации ускорений концевой балки тележки пассажирского вагона представлен на рис. 9.

ю,-,-,--,-,-,-1-

а, м/с2

.el-1-1-1--1—--1-1-

556 558 560 562 564 566 566 { с 570

Рис. 9. Экспериментально установленная реализация ускорений концевой балки при скорости движения 45 км/ч

Установлено, что интегральные акселерометры позволяют проводить

♦

достоверные измерения уровня ускорений узлов вагона во время его движения. Предложена опытная система регистрации ускорений на вагоне, выполненная на основе интегральных акселерометров. С ее помощью можно оперативно определить ускорения по нескольким координатам и сформировать массивы данных для обработки на ЭВМ.

Выполнено сравнение данных математического моделирования с результатами эксперимента и с опубликованными различными авторами результатами исследований в этой области.

Результаты сравнения экспериментальных данных замеров ускорений и перемещений подвагонного генератора (с текстропно-кардаяным приводом

ТК-2), который по массо-инерционным характеристикам соответствует разрабатываемому веитильно-индукторному генератору, с результатами расчетов, представлены на рис. 10.

Как показывает анализ данных, погрешность математического моделирования в целом не превышает 9,4 %.

Z ,

м/с2

а)

ом 006 004

0 02

б)

и.--*

у

V, км/ч

V, км/ч

Рис. 10. Ускорения (а) и перемещения (б) генератора пассажирского вагона: о - экспериментальные данные; х - результаты расчетов; — границы рассеяния данных

В пятой главе выработаны рекомендации по выбору рациональных параметров упругих и диссипативных связей в системе подвешивания генератора и его приводе, определена экономическая эффективность предлагаемых решений.

На основе анализа устойчивости колебаний генератора намечены пути совершенствования шарнирной и нешарнирной систем подвешивания.

С целью снижения динамических нагрузок, вызванных крутильными колебаниями в приводе, предложено использовать упругую муфту. На основании исследований определены рациональные параметры муфты, которые находятся в интервалах: для углового коэффициента демпфирования 150 - 200 Н-м с, жесткости - менее 3000 Нм (рис. 11). Применение муфты позволяет снизить динамическую нагрузку, обусловленную пульсацией момента на роторе генератора.

Предложена конструкция системы подвешивания генератора к концевой балке тележки. Вариант такой конструкции подвешивания, способствующей снижению воздействия динамических нагрузок на генератор до двух раз, показан на рис. 12. Определены следующие рациональные параметры системы

подвешивания: коэффициент демпфирования 2,5-3,2 кН-с/м, коэффициент жесткости системы подвешивания 19,6-33 104 Н/м.

о

Рис. 11. Фрагмент поверхности отклика целевой функции в зависимости от коэффициентов жесткости и демпфирования упругой муфты

Сторона, прилегающая к раме тележки

Рис. 12. Предлагаемая система подвешивания генератора к раме тележки

Представлен технико-экономический расчет эффективности от внедрения на рефрижераторный подвижной состав ВИГ с двухсторонним текстропно-карданным приводом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате теоретических и экспериментальных исследований поставленные в работе цели и задачи выполнены, что позволило сформулировать основные выводы.

1. Разработана математическая модель крутильных колебаний в приводе подвагонного вентильно-индукторного генератора. Модель учитывает скольжение в ременной передаче от оси колесной пары, кинематическую погрешность карданного вала при его поэлементном описании, пульсации тормозного электромагнитного момента нового типа генератора.

2. Разработана математическая модель колебаний подвагонного генератора на раме тележки с учетом различных систем его крепления и нелинейных свойств рессорного подвешивания вагона.

3. Разработанные математические модели позволили достаточно полно исследовать динамические процессы в текстропно-карданном приводе вентильно-индукторного генератора, в частности, определить колебания момента в приводе и угловые перемещения его элементов, ускорения и перемещения тележки и генератора, закрепленного на ее раме.

4. Определены обобщенные частотные характеристики ускорений концевых частей тележек пассажирского и рефрижераторного вагонов, которые позволяют оценить их уровень в зависимости от амплитуды и частоты возмущений со стороны пути.

5. Анализ результатов математического моделирования и областей устойчивости колебаний генератора с шарнирной и нешарнирной системами подвешивания позволил определить пути снижения динамических нагрузок в механической части текстропно-карданного привода подвагонного генератора. Предложенные математические модели эффективно использовать для проектирования новых и модернизации существующих типов приводов подвагонных генераторов индивидуальной системы энергоснабжения пассажирского и рефрижераторного вагона.

6. С целью снижения крутильных колебаний в приводе, предложено использовать упругую муфту. Рациональные параметры муфты находятся в интервалах: для коэффициента демпфирования - 150-200 Н м с, жесткости -менее 3000 Нм. Применение муфты позволяет снизить динамическую нагрузку, обусловленную пульсацией момента на роторе генератора.

7. Предложена конструкция системы подвешивания генератора к раме тележки. Такая конструкция способствует снижению вредного воздействия динамических нагрузок на генератор (результирующие ускорения снижаются в два и более раз). Рациональные параметры системы подвешивания: коэффициент демпфирования 2,5-3,2 кНс/м; коэффициент жесткости системы подвешивания 19,6-33'104 Н/м.

8. Проведен натурный эксперимент по регистрации уровней ускорений тележки пассажирского вагона с помощью новых измерительных устройств -интегральных акселерометров.

9. Выполнено сравнение данных математического моделирования с результатами эксперимента и с опубликованными результатами исследований в этой области. Погрешность математического моделирования в целом не превышает 9,4 %.

10. Годовой экономический эффект от внедрения на рефрижераторном вагоне генератора с приводом от оси колесной пары взамен дизель-генераторной установки составит 302 тыс. руб. С учетом снижения эксплуатационных расходов экономический эффект возрастет.

Автор выражает глубокую признательность к.т.н., доц. Ворону O.A. за научные консультации.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Волков И.В., Булавин Ю.П. Обобщенная математическая модель колебаний в вертикальной продольной плоскости динамической системы «кузов вагона-тележка-подвагонный генератор» // Вестник РГУПС. -Ростов-на-Дону: РГУПС, 2002. № 3. С. 52 - 56.

2. Булавин Ю.П., Булавина Е.А. Принципы разработки нового привода генератора пассажирского вагона // Труды науч.-теоретич. конф. проф.-препод. сост. «Транспорт-2002». -Ростов-на-Дону: РГУПС, 2002. С. 25.

3. Булавин Ю.П. Особенности поведения динамических систем с сухим трением // Труды науч.-теоретич. конф. проф.-препод. сост. «Транспорт-2003». -Ростов-на-Дону: РГУПС, 2003. С. 165 - 166.

4. Булавин Ю.П., Булавина Е.А. Напряженно-деформированное состояние шлицевого соединения вала привода генератора пассажирского

вагона // «Технологии и системы управления на транспорте в современных условиях». Сб. науч. тр. молодых ученых, аспирантов и докторантов. -Ростов-на-Дону: РГУПС, 2003. С. 25 - 26.

5. Булавин Ю.П. Собственные колебания динамической системы «рефрижераторный вагон» в продольной вертикальной плоскости // «Технологии и системы управления на транспорте в современных условиях». Сб. науч. тр. молодых ученых, аспирантов и докторантов. -Ростов-на-Дону: РГУПС, 2003. С. 27-29.

6. Волков И.В., Булавин Ю.П. Прогнозирование динамических характеристик перспективного рефрижераторного подвижного состава // «Механика и трибология транспортных систем - 2003». Сб. докл. междунар. конгресса. -Ростов-на-Дону: РГУПС, 2003. С. 205 - 206.

7. Булавин Ю.П., Булавина Е.А. Моделирование карданной передачи привода вагонного генератора // «Повышение эффективности работы электромеханических преобразователей». Междунар. межвуз. сб. науч. тр. -Ростов-на-Дону: РГУПС, 2003. С. 108 - 114.

8. Волков И.В., Булавин Ю.П. Современные средства измерения ускорений // Сб. тр. всеросс. научно-практ. конф. «Транспорт-2004». -Ростов-на-Дону, 2004. С. 161 - 162.

9. Волков И.В., Булавин Ю.П., Костюков A.B. Экспериментальное исследование динамических характеристик тележки вагона // «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические». Тр. междунар. науч. конф., посвященной 75-летию РГУПС (сентябрь 2004 г.). -Ростов-на-Дону: РГУПС, 2004. С. 57 - 58.

10. Булавин Ю.П. Исследование устойчивости колебаний вагонного генератора, шарнирно закрепленного на раме тележки, с использованием карт показателей Ляпунова. Электронный журнал "Исследовано в России", 18, С. 196-212,2005. http://zhumaJ.ape.relarn.rU/articles/2005//018.pdf

Булавин Юрий Павлович ^ Прогнозирование динамических процессов в механической части текстропно-карданиого привода подвагонного вентильно-индукторного генератора

Автореферат диссертации

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Ризографня. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ № 109$ ■

Ростовский государственный университет путей сообщения. Ризографня УИ РГУПС._

Адрес университета: 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2.

»-8446

РНБ Русский фонд

2006-4 5228

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ПРИВОДОВ ПОДВАГОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ И ДИНАМИКИ ВАГОНА

1.1. Конструкция и особенности работы приводов подвагонных генераторов

1.2. Пути совершенствования приводов подвагонного генератора и особенности моделирования

1.3. Программные средства анализа математических моделей

1.4. Средства регистрации ускорений узлов вагона во время его движения

1.5. Выводы и постановка задач

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРИВОДА ПОДВАГОННОГО ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНОГО ГЕНЕРАТОРА

2.1. Математическая модель крутильных колебаний в приводе подвагонного вентильно-индукторного генератора

2.1.1. Особенности работы карданного вала

2.1.2. Дифференциальные уравнения крутильных колебаний в приводе

2.2. Математическая модель колебаний генератора на раме тележки в вертикальной продольной плоскости

2.2.1 Дифференциальные уравнения колебаний генератора с системой подвешивания шарнирного типа

2.2.1. Дифференциальные уравнения колебаний генератора с системой подвешивания нешарнирного типа

2.3. Дифференциальные уравнения колебаний железнодорожного вагона в вертикальной продольной плоскости

2.4. Выводы

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРИВОДА ПОДВАГОННОГО ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНОГО ГЕНЕРАТОРА

3.1. Структура исследований динамических процессов в механической части привода подвагонного вентильно-индукторного генератора

3.2. Анализ крутильных колебаний в приводе подвагонного генератора

3.3. Анализ колебаний тележек пассажирского и рефрижераторного вагонов в вертикальной продольной плоскости

3.4. Анализ колебаний генератора с различными системами подвешивания к раме тележки

3.4.1. Колебания генератора, шарнирно закрепленного на раме тележки

3.4.2. Колебания генератора с нешарнирной системой подвешивания

3.5. Выводы

4. СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМИ ДАННЫМИ

4.1. Экспериментальное исследование ускорений тележки пассажирского вагона

4.2. Обработка экспериментальных данных

4.3. Сравнение результатов экспериментального и теоретического исследований

4.4. Выводы

5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СНИЖЕНИЮ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК В МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРИВОДА

5.1. Рекомендации по снижению крутильных колебаний в приводе подвагонного генератора

5.2. Рекомендации по снижению колебаний генератора на раме тележки

5.3. Оценка экономической эффективности предлагаемых решений 11С

5.4. Выводы 119 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 121 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 123 ПРИЛОЖЕНИЯ

Железнодорожный транспорт является одной из ключевых отраслей экономики России и связывает всю ее производственную сферу. Доля железнодорожного транспорта на рынке грузовых перевозок составляет около 39%, а пассажирских - 34 %. В этой связи важной задачей является модернизация подвижного состава и создание новых образцов грузовых, рефрижераторных и пассажирских вагонов.

Одним из путей решения этой задачи является совершенствование систем энергоснабжения вагонов на основе применения прогрессивных конструкций приводов и генераторов. Существующие устройства не отвечают в полной мере требованиям эксплуатации. Так, в 2002 году задержка пассажирских поездов в пути следования из-за неисправности приводов генераторов возросла на 11,5 % в сравнении с 2001 годом [4].

Железнодорожный транспорт требует ускорения создания опытных образцов всех видов нового подвижного состава, проведения их испытания и формирования условий для перехода к их серийному производству [55].

Основным конкурентным преимуществом пассажирских перевозок железнодорожным транспортом на дальние расстояния являются их комфортабельность и невысокая цена. Поэтому важным является повышение уровня комфорта, что увеличит конкурентоспособность данного вида перевозок. (Например, предоставление пассажиру возможности использовать различную бытовую технику в пути следования - телевизор, компьютер, холодильник и т.п., а также применение систем очистки воздуха и кондиционирования).

Повышение уровня комфорта требует более мощных источников электроснабжения пассажирских вагонов и специализированных вагонов, включаемых в состав пассажирских поездов (например, вагонов-ресторанов), что влечет за собой создание новых конструкций подвагонных генераторов и приводов от оси колесной пары.

Грузовой подвижной состав осуществляет перевозку большой номенклатуры типов грузов, в том числе и скоропортящихся. Причем на рынке перевозок скоропортящихся грузов с железнодорожным транспортом серьезно конкурирует автомобильный. Одним из факторов, позволяющих усилить позиции железнодорожного транспорта на этом рынке, является модернизация существующего подвижного состава — рефрижераторных вагонов.

Значительная доля контейнерных перевозок за рубежом (до 70 %) и интеграция России в мировой рынок транспортных услуг (в частности, развитие транспортного коридора «Восток-Запад») создают предпосылки к росту контейнерных перевозок в нашей стране. Контейнеры позволяют перевозить различные виды грузов, в том числе и скоропортящиеся. При этом перевозка скоропортящихся грузов контейнерами требует энергооснащенных платформ.

Рефрижераторный подвижной состав и платформы для перевозки изотермических контейнеров должны иметь источник энергоснабжения, которым при автономной системе является подвагонный генератор с приводом от оси колесной пары.

Требованиями к приводу подвагонного генератора, пригодному для использования на рефрижераторном и на пассажирском подвижном составе, являются: мощность, достаточная для питания электропотребителей вагона; надежность; низкая цена и невысокие эксплуатационные расходы. Таким требованиям удовлетворяет текстропно-карданный привод вептильно-индукторного генератора от оси колесной пары.

Применение этого привода позволит решить задачи по созданию безопасного для окружающей среды подвижного состава; снижению тары грузовых вагонов в связи с заменой дизель-генератора и сопутствующих ему элементов на привод вагонного генератора (что отражено в энергетической стратегии железнодорожного транспорта на период до 2010 г. и на перспективу до 2020 г.); снижению эксплуатационных расходов, и в целом повысить конкурентоспособность железнодорожного транспорта.

Однако, в настоящее время в эксплуатации такие конструкции отсутствуют. В связи с этим требуется решение целого ряда вопросов, возникающих в процессе создания такого привода, в частности, вопросов его динамики.

Данная работа посвящена вопросам теоретического и экспериментального обоснования совершенствования устройств энергоснабжения вагонов на основе вентильно-индукторного генератора с текстропно-карданным приводом от оси колесной пары.

В связи с этим поставлена цель работы: прогнозирование динамических процессов в механической части текстропно-карданного привода подвагонного вентильно-индукторного генератора и выработка рекомендаций по выбору рациональных параметров элементов привода, позволяющих снизить вредное влияние динамических нагрузок.

В первой главе диссертационной работы проведен аналитический обзор состояния вопроса но исследованиям конструкций приводов подвагонных генераторов, динамике подвижного состава. Отмечена значительность роли российских ученых и конструкторов, таких как: Алексеев А.А., Анисимов П.С., Бабаев В.М., Балон Л.В., Бирюков И.В., Бороненко Ю.П., Вериго М.Ф., Вершинский С.В., Волков И.В., Ворон О.А., Гайденко В.Я., Длоугий В.В., Доронин И.С., Егорочкин А.П., Ермишкин И.С, Зарифьян А.А., Здрогин В.Б., Козубенко В.Г., Львов В.Н., Меняйло С.Н., Павленко А.П., Петраков С.Е., Петрушин А.Д., Редько С. Ф., Савоськин А.Н., Самошкин С.Л., Светлов В.И., Суздальцев М.Я., Терешкин Л.В., Тибилов Т.А., Туранов Х.Т., Ушкалов В.Ф., Фроянц Г.С., Хохлов А.А., Челноков И.И., Чернышев А.А. и др. Рассмотрены современные математические программные пакеты и средства измерения динамических характеристик движущихся объектов, определены задачи исследования.

Вторая глава содержит разработанные математические модели, которые позволяют исследовать динамические процессы в текстропно-карданном приводе подвагонного вентильно-индукторного генератора.

Разработана математическая модель крутильных колебаний в приводе подвагонного вентильно-индукторного генератора с учетом особенностей работы ременной и карданной передач.

Разработана математическая модель колебаний подвагонного генератора на раме тележки с учетом различных систем его крепления и нелинейных свойств рессорного подвешивания вагона.

В третьей главе представлены результаты теоретического исследования динамических процессов в механической части привода подвагонного вентильно-индукторного генератора и тележке железнодорожного вагона на основе созданных моделей.

Определены стохастические модели возмущающего воздействия со стороны пути, необходимые для решения поставленных задач.

В результате вычислительных экспериментов установлены значения ускорений и перемещений тележек пассажирского и рефрижераторного вагонов в местах подвешивания генератора. Найдены обобщенные частотные характеристики ускорений концевой балки тележек пассажирского и рефрижераторного вагонов.

Путем расчета карт показателей Ляпунова исследованы благоприятные и неблагоприятные режимы работы систем подвешивания генератора к раме тележки на основе анализа областей параметрической устойчивости решений дифференциальных уравнений.

Исследованы крутильные колебания в приводе вентильно-индукторного генератора.

На основе исследований предложены пути совершенствования элементов привода.

В четвертой главе предложена опытная система регистрации ускорений на вагоне, выполненная на современной элементной базе. Представлены результаты проведенного натурного эксперимента по регистрации уровня ускорений тележки пассажирского вагона на Северо-Кавказской железной дороге. Выполнено сравнение результатов математического моделирования с данными эксперимента. Кроме того, результаты моделирования сопоставлены с данными, полученными другими исследователями. В результате установлено, что погрешность математического моделирования не превышает 9,4 % в сравнении с экспериментальными данными, что является достаточным.

В пятой главе на основе результатов, полученных в предыдущих главах, намечены пути совершенствования элементов привода. Анализ данных математического моделирования позволил разработать схему подвешивания генератора к раме тележки, позволяющую снизить уровень динамических нагрузок на него. Найдены рациональные значения жесткостей и коэффициентов демпфирования в предложенной подвеске генератора. Для снижения уровня крутильных колебаний рекомендовано применение упругой муфты с определенными значениями жесткости и коэффициента демпфирования.

Рассчитан технико-экономический эффект от применения исследуемого привода на рефрижераторном подвижном составе.

5.4. Выводы.

1. Выработаны рекомендации по выбору рациональных параметров упругих и диссипативных связей в системе подвешивания генератора и его приводе.

2. С целью снижения динамических нагрузок, вызванных крутильными колебаниями в приводе, предложено использовать упругую муфту.

3. Определены рациональные параметры муфты, которые находятся в интервалах: для коэффициента демпфирования 150 - 200 Н-м-с, жесткости - менее 3000 Н-м. Применение муфты позволяет снизить динамическую нагрузку в приводе.

4. Предложена конструкция системы подвешивания генератора на концевой балке тележки, способствующая снижению динамических нагрузок на генератор до двух раз.

5. Определены рациональные параметры системы подвешивания: эквивалентный коэффициент демпфирования 2,5-3,2 кН-с/м, эквивалентный коэффициент жесткости системы подвешивания 19,6-33-104 Н/м.

6. Годовой экономический эффект от внедрения на рефрижераторный вагон генератора с приводом от оси колесной пары взамен дизель-генераторной установки, составит 302 тыс. руб. С учетом экономии эксплуатационных расходов, экономический эффект возрастет.

121

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате теоретических и экспериментальных исследований поставленные в работе цели и задачи выполнены, что позволило сформулировать основные выводы.

1. Разработана математическая модель крутильных колебаний в приводе подвагонного вентильно-индукторного генератора. Модель учитывает скольжение в ременной передаче от оси колесной пары, кинематическую погрешность карданного вала при его поэлементном описании, пульсации тормозного электромагнитного момента нового типа генератора.

2. Разработана математическая модель колебаний подвагонного генератора на раме тележки с учетом различных систем его крепления и нелинейных свойств рессорного подвешивания вагона.

3. Разработанные математические модели позволили достаточно полно исследовать динамические процессы в текстропно-карданном приводе вентильно-индукторного генератора, в частности, определить колебания момента в приводе и угловые перемещения его элементов, ускорения и перемещения тележки и генератора, закрепленного на ее раме.

4. Определены обобщенные частотные характеристики ускорений концевых частей тележек пассажирского и рефрижераторного вагонов, которые позволяют оценить их уровень в зависимости от амплитуды и частоты возмущений со стороны пути.

5. Анализ результатов математического моделирования и областей устойчивости колебаний генератора с шарнирной и нешарнирной системами подвешивания позволил определить пути снижения динамических нагрузок в механической части текстропно-карданного привода подвагонного генератора. Предложенные математические модели эффективно использовать для проектирования новых и модернизации существующих типов приводов подвагонных генераторов индивидуальной системы энергоснабжения пассажирского и рефрижераторного вагона.

6. С целью снижения крутильных колебаний в приводе, предложено использовать упругую муфту. Рациональные параметры муфты находятся в интервалах: для коэффициента демпфирования - 150-200 Н-м-с, жесткости - менее 3000 Н-м. Применение муфты позволяет снизить динамическую нагрузку, обусловленную пульсацией момента на роторе генератора.

7. Предложена конструкция системы подвешивания генератора к раме тележки. Такая конструкция способствует снижению вредного воздействия динамических нагрузок на генератор (результирующие ускорения снижаются в два и более раз). Рациональные параметры системы подвешивания: коэффициент демпфирования 2,5-3,2кНс/м; коэффициент жесткости системы подвешивания 19,6-33-104 Н/м.

8. Проведен натурный эксперимент по регистрации уровней ускорений тележки пассажирского вагона с помощью новых измерительных устройств — интегральных акселерометров.

9. Выполнено сравнение данных математического моделирования с результатами эксперимента и с опубликованными результатами исследований в этой области. Погрешность математического моделирования в целом не превышает 9,4 %.

10.Годовой экономический эффект от внедрения на рефрижераторном вагоне генератора с приводом от оси колесной пары взамен дизель-генераторной установки составит 302 тыс. руб. С учетом снижения эксплуатационных расходов экономический эффект возрастет.

1. Алабужев П.М., Геронимус В.Б., Минкевич Л.М., Шеховцов Б.А. Теории подобия и размерностей. Моделирование. -М.: Высшая школа, 1968.

2. Аладьев В.З, Богдявичюс М.А. Maple 6. Решение математических, статистических и инженерно-физических задач. —М.: Лаборатория базовых знаний, 2001.

3. Алексеев А.А., Егорочкин А.П. Анализ и классификация приводов подвагонных генераторов. // Сборник трудов ЛИИЖТа: Динамика вагонов, вып. 337. —Л.: Транспорт, 1972.

4. Анализ состояния безопасности движения на железных дорогах России // Железнодорожный транспорт. Сер. Безопасность движения. ЦНИИТЭИ, 2003. Вып. 1-2. С. 1-82.

5. Андреев А.В. Передача трением. -М.: Машиностроение, 1978.

6. Андреев А.В. Расчет деталей машин при сложном напряженном состоянии.-М.: Машиностроение, 1981.

7. Андриевский Б.Р., Фрадков А.Л. Элементы математического моделирования в программных средах MATLAB 5 и Scilab. -С.-Пб.: Наука, 2001.

8. Анищенко B.C. Знакомство с нелинейной динамикой. —М.: Институт компьютерных исследований, 2002.

9. АРМ Win Machine. Краткое описание продукта. -М.: Изд-во АПМ, 2002.

10. Арнольд В.И. Геометрические методы в теории обыкновенных дифференциальных уравнений. -М.: НИЦ Регулярная и хаотическая динамика, 2002.

11. Арнольд В.И. Теория катастроф. -М.: Наука, 1990.

12. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. -М.: Наука, 1975.

13. Аттетков А.В., Галкин С.В., Зарубин B.C. Методы оптимизации. -М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001.

14. Бабаков И.М. Теория колебаний. -М.: Наука, 1968.

15. Безсонов Н.В. Методическое пособие для расчета экономического эффекта от использования изобретений и рационализаторских предложений. -М.: ВНИИПИ, 1985.

16. Беля К.К. Нелинейные колебания в системах автоматического регулирования и управления. -М.: Машгиз, 1962.

17. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. -М.: Мир, 1974.

18. Берс JI. Математический анализ. В 2-х тт. / Под ред. И.М.Яглома. -М.: Высшая школа, 1975.

19. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Шнейдерович P.M. Расчет на прочность деталей машин. -М.: Машиностроение, 1966.

20. Бирюков И.В. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог.-М.: транспорт, 1986.

21. Боголюбов Н.Н., Митропольский Ю.А. Асимтотические методы в теории нелинейных колебаний. -М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит-ры, 1958.

22. Булавин Ю.П. Особенности поведения динамических систем с сухим трением // Труды науч.-теоретич. конф. проф.-препод. сост. «Транспорт-2003». -Ростов-на-Дону: РГУПС, 2003. С. 165 166.

23. Булавин Ю.П., Булавина Е.А. Моделирование карданной передачи привода вагонного генератора // «Повышение эффективности работыэлектромеханических преобразователей». Междунар. межвуз. сб. науч. тр. -Ростов-на-Дону: РГУПС, 2003. С. 108 114.

24. Булавин Ю.П., Булавина Е.А. Принципы разработки нового привода генератора пассажирского вагона // Труды науч.-теоретич. конф. проф.-препод. сост. «Транспорт-2002». -Ростов-на-Дону: РГУПС, 2002. С. 25.

25. Булавина Е.А. Анализ износа текстропных ремней привода генератора // Труды науч.-теоретич. конф. проф.-препод. сост. «Транспорт-2003». -Ростов-на-Дону: РГУПС, 2003.

26. Бут Д.А. Модификации вентильно-индукторных двигателей и особенности их расчетных моделей // Электричество, № 7, 2000.

27. Быков В.В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике. -М.: Советское радио, 1971.

28. Бычков М.Г. Анализ вентильно-индукторного электропривода с учетом локального насыщения магнитной системы // Электричество, № 6, 1998.

29. Бычков М.Г. Элементы теории вентильно-индукторного электропривода // Электричество, № 8, 1997.

30. Бычков М.Г., Фукалов Р.В. Универсальная модульная микропроцессорная система управления вентильно-индукторным двигателем // Электричество, № 8, 2004.

31. Вагоны: Конструкция, теория и расчет / Под ред. JI.A. Шадура. -М.: Транспорт, 1980.

32. Ванько В.И., Ермошина О.В., Кувыркин Г.Н. Вариационное исчисление и оптимальное управление. -М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001.

33. Вейц B.JI., Кочура А.Е., Мартыненко A.M. Динамические расчеты приводов машин. -JL: Машиностроение, 1971.

34. Вериго М.Ф. Динамика вагонов. -М.: ВЗИИТ, 1971.

35. Вершинин О.Е., Митроненко И.Г. Монтаж радиоэлектронной аппаратуры и приборов. -М.: Высшая школа, 1991.

36. Вершинский С.В., Данилов В.Н., Челноков И.И. Динамика вагона. -М.: Транспорт, 1978.

37. Вибрации в технике. Справочник в 6-ти тт. / Под ред. В.Н.Чаломея. -М.: Машиностроение, 1980.

38. Вибрация энергетических машин. Справочное пособие. / Под ред. Н.В. Григорьева. -JL: Машиностроение, 1974.

39. Волков И.В. Прогнозирование динамических характеристик подвижного состава на основе математического моделирования. -Ростов-на-Дону: СКНЦВШ, 2000.

40. Волков И.В., Булавин Ю.П. Обобщенная математическая модель колебаний в вертикальной продольной плоскости динамической системы «кузов вагона-тележка-подвагонный генератор» // Вестник РГУПС. — Ростов-на-Дону: РГУПС, 2002. № 3. С. 52 56.

41. Волков И.В., Булавин Ю.П. Основы статистической обработки данных в локомотивном хозяйстве. Учебное пособие. Ростов-на-Дону: РГУПС, 2004.

42. Волков И.В., Булавин Ю.П. Прогнозирование динамических характеристик перспективного рефрижераторного подвижного состава // «Механика и трибология транспортных систем — 2003». Сб. докл. междунар. конгресса. -Ростов-на-Дону: РГУПС, 2003. С. 205-206.

43. Волков И.В., Булавин Ю.П. Современные средства измерения ускорений // Сб. тр. всеросс. научно-практ. конф. «Транспорт-2004». -Ростов-на-Дону, 2004. С. 161-162.

44. Волков И.В., Ворон О.А., Булавин Ю.П., Булавина Е.А. Моделирование колебаний вагона в вертикальной продольной плоскости. Метод, указания. Ростов-на-Дону: РГУПС, 2003.

45. Волков И.К., Зуев С.М., Цветкова Г.М. Случайные процессы. -М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000.

46. Ворон О.А., Рыжов С.П., Булавина Е.А. Оценка работоспособности текстропно-карданных приводов генераторов пассажирских вагонов // Труды науч.-теоретич. конф. проф.-препод. сост. «Транспорт-2001». — Ростов-на-Дону: РГУПС, 2001.

47. Вульфсон И.И. Динамические расчеты цикловых механизмов. —JL: Машиностроение, 1976.

48. Гантмахер Ф.Р. Лекции по аналитической механике. -М.: Физматгиз, 1960.

49. Горяченко В.Д. Элементы теории колебаний. -М.: Высш. школа, 2001.

50. Гусев А.С., Светлицкий В.А. Расчет конструкций при случайных воздействиях. Библиотека расчетчика. -М.: Машиностроение, 1984.

51. Доклад президента ОАО "РЖД" Геннадия Фадеева 22 декабря на заседании Правления компании // Официальный сайт ОАО «РЖД»: URL: www.rzd.ru

52. Доронин И.С., Самошкин С.Л., Чернышев А.А., Терешкин Л.В. Совершенствование приводов вагонных генераторов // Железнодорожный транспорт, № 4, 1983.

53. Дьяконов В., Круглов В. Математические пакеты расширения MatLab. Специальный справочник. -С.-Пб.: Питер, 2001.

54. Евдокимов Ю.А., Гудима В.В., Щербаков А.В. Основы теории инженерного эксперимента. Часть 1. Методы математического планирование эксперимента. -Ростов-на-Дону: РГУПС, 1994.

55. Евдокимов Ю.А., Приходько В.М., Корниенко З.Ю., Гудима В.В. Основы теории инженерного эксперимента. Часть 2. Теория физического подобия и моделирование сложных объектов и процессов. -Ростов-на-Дону: РГУПС, 1997.

56. Ершова Н.М., Ершов В.И. Моделирование на ЭВМ колебаний железнодорожных экипажей. —Гомель: БелИИЖТ, 1990.

57. Ершова Н.М., Ершов В.И., Акулов Н.В. Задание и программное обеспечение на ПЭВМ по исследованию математических моделей подвижного состава. -Гомель: БелИИЖТ, 1992.

58. Журавлев В.Ф., Климов Д.М. Прикладные методы в теории колебаний. — М.: Наука, 1988.

59. Жуховицкий Б.Я., Негневицкий И.Б. Теоретические основы электротехники. —M.-JL: Энергия, 1965.

60. Залманзон JI.A. Преобразования Фурье, Уолша, Хаара и их применение в управлении, связи и других областях. -М.: Наука, 1989.

61. Здрогов В.Б., Болотина В.Н. Повышение надежности привода подвагонного генератора // Железнодорожный транспорт, № 5, 1984.

62. Иванов В.А., Фалдин Н.В. Теория оптимальных систем автоматического управления.-М.: Наука, 1981.

63. Иванов М.Н. Детали машин. -М.: Высшая школа, 1991.

64. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. -М.: Энергия, 1980.

65. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах. -М.: Высш. школа, 1989.

66. Инструкция осмотрщику вагонов ЦВ-ЦЛ-408. -М.: Транспорт-Трансинфо, 2000.

67. Исаенко Э.П., Шайдуллин Ш.Н., Иванов С.Ю., Васильев С.П., Безруков М.В. Расчеты железнодорожного пути с использованием конечно-элементных моделей. —Н.Новгород: Нижегородский печатник, 2002.

68. Исследование динамических перегрузок привода и выбор оптимального способа крепления редуктора подвагонного генератора. Кудрявцев Н.Н.,

69. Федосеев А.В., Гайденко В.Я., Деркасов Г.М. // Сборник научных трудов ВЗИИТа, вып. 66, 1973.1. V»

70. Иосс Ж., Джозеф Д. Элементарная теория устойчивости и бифуркаций. — М.: Мир, 1983.

71. Каллер М.Я. Теория линейных электрических цепей. -М.: Транспорт, 1978.

72. Камаев В.А. Оптимизация параметров ходовых частей железнодорожного подвижного состава.-М.: Машиностроение, 1980.193

73. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. -М.: Наука, 1965.

74. Каплун А.Б., Морозов Е.М., Олферьева М.А. Ansys в руках инженера. — М.: УРСС, 2003.

75. Кацман М.М. Электрические машины и электропривод автоматических устройств. -М.: Высшая школа, 1987.

76. Киреев А.В., Крамсков С.А. Моделирование электромагнитных процессов в вентильно-индукторном электроприводе в математической системе MathCAD // Известия вузов. Электромеханика, № 1, 2003.

77. КожешникЯ. Динамика машин. -М.: Машгиз, 1961.

78. Кононенко Е.В., Сипайлов Г.А., Хорьков К.А. Электрические машины. — М.: Высшая школа, 1975.

79. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. — М.: Высшая школа, 1994.

80. Копылов И.П. Электрические машины. -М.: Высшая школа, Логос, 2000.

81. Копылов И.П. Электромеханические преобразователи энергии. —М.: Энергия, 1973.

82. Косарев В.И. 12 лекций по вычислительной математике. -М.: МФТИ-Физматкнига, 2000.

83. Красовский А.Б., Бычков М.Г. Исследование пульсаций момента в вентильно-индукторном электроприводе // Электричество, № 10, 2001.

84. Краткий физико-технический справочник / Под ред. К.П.Яковлева. -М.: Физматгиз, 1960.

85. Кржимовский В.Е., Скрипкин В.В., Филюнин Г.И. Рефрижераторные секции отечественной постройки. -М.: Транспорт, 1983.

86. Кручек В.А. Групповой карданный тяговый привод колесных пар железнодорожного подвижного состава. -С.-Пб.: ПГУПС, 2002.

87. Кудрявцев Н.Н., Гайденко В.Я., Федосеев А.В. Экспериментальные исследования приводов подвагонных генераторов // Железнодорожный транспорт, № 4, 1973.

88. Кузнецов В.А., Кузьмичев В.А. Вентильно-индукторные двигатели. Электронный учебник. Web-страница группы вентильно-индукторного привода кафедры электромеханики Московского энергетического института: URL: http://elmech.mpei.ac.ru/sci/main.html

89. Кузнецов В.А., Матвеев А.В. Дискретная математическая модель вентильно-индукторного двигателя // Электричество, № 8, 2000.204

90. Кузнецов С. П. Динамический хаос (курс лекций). М.: Изд-во физ.-мат. лит-ры, 2001.

91. Кулик Ю.А. Электрические машины. -М.: Высш. школа, 1971.

92. Курбасов А.С. Опыт создания индукторных реактивных электрических двигателей // Электричество, № 7, 1997.

93. Лавендел Э.Э. Расчет резино-технических изделий. -М.: Машиностроение, 1976.

94. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика. -М.: Наука, 1973.

95. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. -М.: Физматлит, 2001.

96. Лебедев В.И. Функциональный анализ и вычислительная математика. — М.: Физматлит, 2000.

97. ЛихтенбергА., Либерман М. Регулярная и стохастическая динамика. — Череповец: Меркурий ПРЕСС, 2000.

98. Лурье А.И. Теория упругости. -М.: Наука, 1970.

99. Лутманов С.В. Курс лекций по оптимизации. -Ижевск: НИЦ Регулярная и хаотическая динамика, 2001.

100. Магнус К. Колебания. -М.: Мир, 1982.

101. Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. -М.: Мир, 1983.

102. Маланин В.В., Полосков И.Е. Случайные процессы в нелинейных динамических системах. -М.: НИЦ Регулярная и хаотическая динамика, 2001.

103. Малаховский Я.Э., Лапин А.А., Веденеев Н.К. Карданные передачи. -М.: Машгиз, 1962.

104. Малинецкий Г.Г. Хаос, структуры, вычислительный эксперимент: Введение в нелинейную динамику. -М.: Едиториал УРСС, 2002.

105. Малкин И.Г. Теория устойчивости движения. М.: Наука, 1966.

106. Мандельштам Л.И. Полное собрание трудов / Под ред. М.А.Леонтовича. -М.: Изд-во Акад. наук, 1955.

107. Маслов Г.С. Расчеты колебаний валов. -М.: Машиностроение, 1968.

108. Матвеев Н.М. Методы интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений. -М.: Высшая школа, 1967.

109. Математическое моделирование динамики электровозов. Никитенко А.Г., Плохов Е.М., Зарифьян А.А., Хоменко Б.И. -М.: Высшая школа, 1998.

110. Матросов A. Maple 6. Решение задач высшей математики и механики. — С.-Пб.: ВНV-Петербург, 2001.

111. Машиностроение. Энциклопедический справочник / Под ред. С.В.Серенсена и др. -М.: Машгиз, 1948.

112. Машиностроение. Энциклопедия в 40 тт. / Под ред. К.В.Фролова. -М.: Машиностроение, 1995.

113. Мельников Г.И. Динамика нелинейных механических и электромеханических систем. —Л.: Машиностроение, 1975.

114. Меркин Д.Р. Введение в теорию устойчивости движения. -М.: Наука, 1971.

115. Метод гармонической линеаризации в проектировании нелинейных систем автоматического управления / Под ред. Ю.И.Топчева. -М.: Машиностроение, 1970.

116. Методика определения экономической эффективности использования а народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений.-М.: ВНИИПИ, 1982.

117. Миронов Н.И. Исследование ходовых динамических качеств опытных тележек типа 327 для рефрижераторных вагонов с машинным охлаждением / Труды ВНИИВ, вып. 21, 1973.

118. Моделирование электромеханической системы электровоза с асинхронным тяговым приводом/ Бахвалов Ю.А., Зарифьян А.А., Кашников В.Н. и др. / Под ред. Е.М.Плохова. -М.: Транспорт, 2001.

119. Мордвинкин Н.А., Алексеев В.Д. Осмотр и ремонт вагонов в поездах. -М.: Транспорт, 1981.

120. Надежность и эффективность в технике. Справочник в 10-ти тт. / Под ред. B.C. Авдуевского. -М.: Машиностроение, 1989.

121. Неймарк Ю.И., Ланда П.С. Стохастические и хаотические колебания. -М.: Наука, 1987.

122. Никитин Н.Н. Курс теоретической механики. -М.: Высшая школа, 1990.

123. Новогранов Б.Н. Расчет частотных характеристик нелинейных автоматических систем. -М.: Машиностроение, 1986.

124. Нормы для расчета и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). -М.: ВНИИВ-ВНИИЖТ, 1983.

125. Павленко А.П. Динамика тяговых приводов магистральных локомотивов.-М.: Машиностроение, 1991.

126. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. -М.: Наука, 1971.

127. Пахомин С.А., Киреев А.В. Пульсации момента тягового реактивного индукторного двигателя в режиме ограничения тока // Известия вузов. Электромеханика, № 1, 2004.

128. Петрушин А. Д. Энергосберегающие вентильно-индукторные и асинхронные электроприводы для электроподвижного состава. Монография. Ростов-на-Дону: СКНЦВШ, 1999.

129. Пономарев К.К. Составление и решение дифференциальных уравнений инженерно-технических задач.-М.: Учпедгиз, 1962.

130. Пономарев С.Д., Андреева JI.E. Расчет упругих элементов машин и приборов. Библиотека расчетчика. -М.: Машиностроение, 1980.

131. Понтрягин JI.C. Обыкновенные дифференциальные уравнения. -Ижевск: НИЦ Регулярная и хаотическая динамика, 2001.

132. Постников И.М. Обобщенная теория и переходные процессы электрических машин. -М.: Высшая школа, 1975.

133. Пронин Б.А. Клиноременные и фрикционные передачи и вариаторы. -М.: Машгиз, 1960.

134. Пронин Б. А., Ревков Г. А. Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи. —М.: Машиностроение, 1980.

135. Пугачев B.C. Лекции по функциональному анализу. -М.: МАИ, 1996.

136. Пьезоэлектрические акселерометры. Сайт научного конструкторско-технологического бюро Ростовского государственного университета: URL: www.piezo.rsu.ru

137. Рабинович М.И., Трубецкой Д.И. Введение в теорию колебаний и волн. -М.: НИЦ Регулярная и хаотическая динамика, 2000.

138. Расчет вагонов на прочность / Под ред. Л.А.Шадура. -М.: Машиностроение, 1971.

139. Рефрижераторные вагоны постройки ГДР. -М.: Транспорт, 1977.

140. Романычева Э.Т., Сидорова Т.М., Сидоров С.Ю. AutoCAD 14. -М.: ДМК, 1998.

141. Руководящие технические материалы (РТМ): Методика решения задач случайных колебаний вагонов на ЭВМ и расчет динамических нагрузок, действующих на элементы конструкций вагонов. -М.: МПС СССР, 1987.

142. Руководящий документ: Расчетные неровности железнодорожного пути для использования при исследованиях и проектировании пассажирских и грузовых вагонов. РД 32.68-96. -М.: МПС России, 1996.

143. Самарский А.А. Введение в численные методы. -М.: Наука, 1982.

144. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование. -М.: Физматлит, 2001.

145. Самошкин C.J1. Повышение тягово-энергетических показателей приводов вагонных генераторов пассажирских вагонов / Тяжелое машиностроение, № 6, 1997.

146. Самошкин C.JI. Универсальный привод систем энергоснабжения пассажирских вагонов // Железнодорожный транспорт, № 11, 2003.

147. Самошкин СЛ., Богданов В.П. Совершенствование привода вагонного генератора// Железнодорожный транспорт, № 5, 1984.

148. Самошкин СЛ., Богданов В.П., Алексеев А.А. Исследование нагруженности и разработка новой конструкции подвески генератора вагонного привода // Тяжелое машиностроение, № 2—3, 1994.

149. Самошкин СЛ., Денисов Ю.Ф. Повышщение долговечности клиноременных передач // Железнодорожный транспорт, № 2, 1999.

150. Самошкин СЛ., Доронин И.С., Чернышев А.А. Приводы генераторов индивидуальных систем энергоснабжения вагонов локомотивной тяги: Обзор. -М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1986.

151. Самошкин СЛ., Петраков С.Е. Распределение начального натяжения по ремням многоручьевой клиноременной передачи // Вестник машиностроения, № 8, 1975.

152. Самошкин СЛ., Пушков А.А., Величко В.А. Оценка надежности клиноременной передачи привода вагонного генератора пассажирского вагона // Вестник ВНИИЖТ, 1992.

153. Светлицкий В.А. Механика гибких стержней и нитей. Библиотека расчетчика. -М.: Машиностроение, 1978.

154. Светлицкий В.А. Случайные колебания механических систем. Библиотека расчетчика.-М.: Машиностроение, 1976.

155. Светлицкий В.А. Статистическая механика и теория надежности. -М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.

156. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. -С.-Пб.: Питер, 2002.

157. Силаев А.А. Спектральная теория подрессоривания транспортных машин. —М.: Машгиз, 1963.

158. Сили С. Электромеханическое преобразование энергии. -М.: Энергия, 1968.

159. Симо К. Современные проблемы хаоса и нелинейности. -М.: Институт компьютерных исследований, 2002.

160. Сипайлов Г.А., Кононенко Е.В., Хорьков К.А. Электрические машины (специальный курс). -М.: Высшая школа, 1987.

161. Соколов М.М., Варава В.И., Левит Г.М. Гасители колебаний подвижного состава. -М.: Транспорт, 1985.

162. Справочник по теории вероятностей и математической статистике / Под ред. Королюка B.C. и др. —М.: Наука, 1985.

163. Статистические методы в инженерных исследованиях / Под ред. Г.К.Круга. -М.: Высшая школа, 1983.

164. Теоретические основы электротехники / Под ред. П.А. Ионкина. -М.: Высш. школа, 1965.

165. Терешкин Л.В. Приводы генераторов пассажирских вагонов. —М.: Транспорт, 1990.

166. Технология вагоностроения и ремонта вагонов / Под ред. В.И.Безценного. -М.: Транспорт, 1976.

167. Тибилов Т. А. Асимптотические методы исследования колебаний подвижного состава. -М.: Транспорт, 1970.

168. Тимошенко С.П. Курс теории упругости. -Киев: Наук, думка, 1962.

169. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. -М.: Наука, 1975.

170. Томпсон Дж. М.Т. Неустойчивости и катастрофы у науке и технике. —М.: Мир, 1985.

171. Трахтман A.M. Введение в обобщенную спектральную теорию сигналов. -М.: Советское радио, 1972.

172. Турчак Л.И. Основы численных методов. -М.: Наука, 1987.

173. Ушкалов В.Ф., Резников Л.М. Редько С.Ф. Статистическая динамика рельсовых экипажей. —Киев: Наук, думка, 1982.

174. Федосеев А.В., Гайденко В.Я., Деркасов Г.М. Повышение надежности работы приводов подвагонных генераторов // Железнодорожный транспорт, № 9, 1972.

175. Хрущев . В.В. Электрические машины систем автоматики. —Л.: Энергоатомиздат, 1985.

176. Четыркин Е.М., Калихман И.Л. Вероятность и статистика. -М.: Финансы и статистика, 1982.

177. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. -М.: Энергоиздат, 1981.

178. Шалыгин А.С., Палагин Ю.И. Прикладные методы статистического моделирования. -Л.: Машиностроение, 1986.

179. Шелофаст В.В. Основы проектирования машин. -М.: АПМ, 2000.

180. Штейнберг Б.И., Брайнман Б.М. Справочник молодого инженера-конструктора.-Киев: Техника, 1983.

181. Эдварде Р. Ряды Фурье в современном изложении. В 2-х тт. -М.: Мир, 1985.

182. Электрооборудование вагонов / Под ред. А.Е.Зороховича. -М.: Транспорт, 1982.

183. Яковлев И.Н. Шаповаленко М.М. Изотермический подвижной состав. -М.: Транспорт, 1972.

184. Biggs М.С. Constrained Minimization Using Recursive Quadratic Programming. Towards Global Optimization (L.C.W.Dixon and G.P.Szergo, eds.), North-Holland, pp. 341-349, 1975.

185. Han S.P. A Globally Convergent Method for Nonlinear Programming. J. Optimization Theory and Applications, Vol. 22, p. 297, 1977.191. iMEMS Accelerometers. Сайт компании Analog Devices: URL: www.analog.com

186. Powell M.J.D. A Fast Algorithm for Nonlinearly Constrained Optimization Calculations. Numerical Analysis, G.A.Watson ed., Lecture Notes in Mathematics, Springer Verlag, Vol. 630, 1978.

187. Powell M.J.D. The Convergence of Variable Metric Methods for Nonlinearly Constrained Optimization Calculations. Nonlinear Programming 3, (O.L. Mangasarian, R.R. Meyer and S.M. Robinson, eds.), Academic Press, 1978.

188. Powell M.J.D. Variable Metric Methods for Constrained Optimization. Mathematical Programming: The State of the Art, (A.Bachem, M.Grotschel and B.Korte, eds.) Springer Verlag, pp. 288-311, 1983.

189. Steven W. Smith. The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing. Second Edition. — California Technical Publishing, 1999.