автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Выбор параметров грузовых тележек для повышенных осевых нагрузок

о.

'*■■ "' МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ СССР

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ИШСЕНЕРОВ НЕЛЕЗНОДОРСИНОГО ТРАНСПОРТА им. Ф.Э.Дзергннсхого

На правах рукописи

1АПЕНОХ Марина Вадшловна

УЖ 529.4.027.2:629.4.015/043.3/

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ГРУЗОВЫХ ТСШГКК ДЛЯ ПСВЫШЕНКЬК ОСЕВЫХ НАГРУЗСК

05.22.07 - Подэшной состав келеэпых дорог и тяга поездов

Автореферат

диссертация на оонскание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1990

Работа выполнена в Московском ордона Ленина в ордена Трудового Красного Знамени института инженеров железнодорожного транспорта им. Ф.Э. Дзершшского

НаучпнЕ руководитель - доктор технические наук,

профессор В.Д. Хусвдов

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор В.Д. Данович кандидат технических наук, ЮЛ. Черкаиин

Ведущее предприятие - Производственное объединение

"Уралвегонзавод"

Защита состоится *ЛЗ "Ср&в4С1М£- 1990 г. в ^ час Оо на заседании специализированного совета Д 114.05.05 при Московском институте инженеров келезнодорокного транспорта по адресу: 101475, ГСП, г. Москва, ул. Образцова, 15 , атд.

С диссертацией поено ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан *ЛЗ" А&19Эр г.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просим направлять по адресу совета института.

Ученый секретарь специализированного совета

Н.М.Луков

ального и экономического развития СССР на период до 2000 гола предусмотрено дальнейшее увеличение объема перевозок грузов железнодорожным транспортом, выдвинуты повышенные требования к динамическим, прочностным и эксплуатационным качествам подвижного состава.

В этих условиях одной из основных проблем, стоящих перед транспортным машиностроением, является совершенствование конструкций существующих и создание новых типов ходовых частей грузовых желознодорсяшых экипажей для эксплуатации с повышенными осевыми нагрузками, обеспечивающих безопасность движения и сохранность грузов. Вакнал роль при этом отводится сокращению сроков и улучшению качаетеа проектировштя, выбору рациональных конструктивных параметров ходовых частей, прогнозированию динамических качеств экипажа ка стадии проектирования.

Современные грузовые вагоны кмапт фрикционные гасители колебаний и другие конструктивные особенности, которые определяют существенную нелинейность' динамических процессов, происходящих при их- двияешш-по рельсовому пути. Исследование- нелинейных 'задач требует применения специальных методов и уточненных математических моделей.

Поэтому актуальны;.! является создание теории взаимодействия узла "надрессорная балка-фрикционный клш-фрик-ционная планка" с учетом перераспределения сил трения и нормального давления на клин со стороны над рессорной балки и фрикционной планки пш движении вагона, заклинивания,

унарных явлений на обратном движении надрессорной балки, различий значений динамических прогибов основных и под-клиновых пружин рессорного комплекта, различий значений относительных скоростей движения клина в вертикальном и горизонтальном направлениях, завышения клина из-за износоз элементов гасителя.

К настоящему времени вопрос выбора рациональных параметров тележек перспективных конструкций, предназначенных для эксплуатации с повышенными осевыми нагрузками, не получил окончательного заверивши. В связи с этим возрастает актуальность научно-исследовательских работ, направленных на изучение динамических качеств грузовых вагонов, позволяющих на стадии проектирования определять их рациональные параметры.'

Это определило цель диссертационной работа, заключающуюся в определении рациональных значений конструктивных параметров элементов рессорного подвешивания и параметров связи колесных пар с боковыми рамами тележек перспективных конструкций, предназначенных для эксплуатации с повышенными осевыми нагрузками, на основании анализа разработанной математической модели пространственных колебаний системы "грузовой вагон - путь", в которой учтены запирание связей с сухим трением, особенности конструкции ходовых частей и работы клинового гасителя колебаний.

Решение поставленной задачи содержало следующие этапы:

- разработку метода математического моделирования "запирания" связей о сухим трением;.

- разработку математической модели пространственных колебаний четырехосного грузового вагона при его движении по

неревноупругому пути с вертикальными и горизонтальными неровностями, в которой учтены конструктивные особенности ходовых частей вагонов;

- разработку алгоритмов я программ доя исследования динамических качеств вагона.с помосцьп ЭВМ;

- анализ результатов теоретических исследований и сопоставления их с данными натурных испытаний;

- изучение работы клиновых гасителей колебаний с учетом заклинивания, ударных явлений на обратном движении надрвссорной балки, перераспределения сил трения и давления на клин при движении вагона, различий динамических прогибов основных и подклиновнх рессор комплекта и исследование влияния этих особенностей на динамические показатели вагона;

- изучение обоснованности применения математических моделей, не учитывающих боковую качку боковых рам относительно корпуса буксы;

- исследование влияния конструктивного исполнения узлов грузового вагона на его динамические качества;

- определение рациональных значений параметров двухосных тележек грузовых вагонов, предназначенных для эксплуатации с повышенными осевыми нагрузками.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана и обоснована уточненная нелинейная математическая модель, имеющая переменную структуру, описывающая пространственные колебания системы "грузовой вагон - путь" с учетом важнейших конструктивных особенностей опорных устройств, деталей и узлов тележки;

- разработан :: реализован на ЭВМ метод математического

моделирования "запирания" связей с сухим трением;- оценено влияние заклинивания и ударных явлений на ¿братнем движении надрессорной балки на показатели динамических качеств грузового вагона;

- проведено теоретическое и экспериментальное исследование колебаний боковой качки боковых рам относительно корпуса буксы;

- получены зависимости показателей динамических качеств грузовых вагонов с повышенными осевыми нагрузками от величин фрикционных, жесткостаых и геометрических параметров ходовых частей.

Практическая ценность работы определяется следующими результатами: . ч

- разработано применительно к ЕС ЭВМ математическое и программное обеспечение для исследования и прогнозирования на стадии проектирования динамических качеств ■Грузовых вагонов с различными модификациями ходовых частей, ориентированное на применение в САПР грузовых вагонов;

- определены рациональные параметры перспективных тележек моделей 18-131 и 18-546 с повышенной до 245 кН осевой нагрузкой.

Реализания работы. Научные положения, разработанные в диссертации, предназначены для использования в конструкторских отделах и проектных организациях вагоностроения. Методика, программный комплекс и результаты исследований приняты к внедрению на ПО "Уралвагонзавод" и "Азовмаш".

Апробация работы. Основные положения и результаты работы положены п получили одобрение на Областной научно-

технической конференции "Роль молодая ученых и специалистов в развитии научно-технического прогресса на транспорте" / г. Свердлова:, 1987 г./, на Всесоюзной научно-технической конференции по проблемам механики железнодорожного транспорта / г. Днепропетровск, 1988 г./, на ХХХ7Т научно-технической конференции / г. Хабаровск,'1989 г./,

■ на заседании кафедры "Вагоны и вагонное хозяйство" МШТ& / г. Москва, 1989 г./.

Публикации. По мате риалам диссертации опубликовано шесть научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения.

■ СОДЕРЖАНИЕ РАБОШ

Во введении раскрывается актуальность, новизна и практическое значение проведенных научных исследований, кратко изложено основное содержание работы,

В первой главе дан краткий анализ исследований в об-

■ ласти динамики железнодорожных экипажей, излагается состояние исследуемой проблемы, обосновывается выбор направления исследований.

Проблеме динамики рельсовых экипажей, включаодей . изучение характера и закономерностей колебаний вагона и его воздействия на путь, посвящен ряд исследований русских, советских и зарубежных ученых.

Первые исследования, связанные с динамикой подвижного состава, выполнены в трудах ученых: Н.Е.Жуковского,

Н.П.Петрова, А.М.Годыцкого-Цвирко, Ф .Картера и др.

На современном атале развития динамики подвижного состава значительный вклад по теоретическим и экспериментальным исследованиям внесли советские ученые: Е.П.Блохин, М.Ф.Вериго, С.В.Вершинский, Л.О.Грачева, В.Н.Данилов, В.Д.Данович, В.Д.Двухглавов, И.П.Исаев, В.А.Камаев, А.Я.Коган, В.Н.Котуранов, Н.Н.Кудрявцев, Л.Д.Кузьмич, В.А.1азарян,

A.А.Львов, Л.А.Манашкин, Ю.С.Ромен, А.Н.Савоськин, М.М.Соколов, Т.А.Тибилов, В.Ф.Ушкалов, В.Д.Хусидов, А.А.Хохлов,

B.Н.Филиппов, И.И.Челноков, Ю.М.Черкашин, Г.М.Шахунянц и др.

В нашей стране широко известны работы зарубежных специалистов: Калкера, Мюллера, Рокарда, Хеймана и др.

Анализ работ показал, что для изучения динамики подвижного состава в настоящее время используются сложные расчетные схемы с достаточно большим числом степеней свободы. При этом учитываются различные особенности конструкции и нелинейные связи между элементами расчетных схем.

Решение задачи о пространственных колебаниях грузового' вагона в современной постановке невозможно без учета явлений, возникающих при гашении .колебаний фрикционными демпферами.-Вопросам анализа и .классификации гасителей колебаний посвящены работы И.И.Челнокова, М.М.Соколова, В.М.Гарбузова. Анализ характеристик фрикционных демпферов с учетом условий движения и конструктивных параметров экипажа дан в работе А.В,Попова. Возможность устранения присущей клиновым гасителям колебаний зоне нечувствительности исследовалась в работах В.И.Кальянова. Ряд авторов: П.С.Анисимов, Л.И.Бартенева, А.Л.Долматов, А.Д.Кочнов, Н.Н.Кудрявцев,- отмечают необходимость дополнительного экс-

периментального и теоретического изучения закономерностей влияния перераспределения сил трения в процессе движения вагона на его динамические качества.

В выполненных ранее теоретических исследованиях колебаний железнодорожных экипажей значение силы трения определяется как произведение вертикальной нагрузки, приходящейся на один рессорный комплект, на коэффициент относительного трения. Такой упрощенный, подход не позволяет определить значение силы трения, реализуемой гасителем колебаний, величина которой меняется во времени. Поэтому в данной'работе предложена уточненная математическая модоль, описывающая пространственные колебания грузового вагона с учетом особенностей работы клиновых гасителей, которая дает возможность на новом уровне исследовать характеристики таких гасителей.

Различным вопросам, касавдимся общих закономерностей сухого трения, посвяшено много работ советских и зарубежных ученых: Ф.Р.Теккера, И.В.Крагельского, Л.В.Попова, Дж. Ден-Гартога. К настоящему времени наиболее полно изучены системы- с одной степенью свободы. Однако динамические процессы, реально происходящие в многомассовых системах с упруго-фрикционными связями,_силовые характеристики которых зависят от деформации этих связей, практически не рассматривались .'

В исследованиях пространственных колебаний железнодорожных экипажей, выполненных Е.П.Блохиным, С.В.Вертинским, В.Д.Дановичем, М.М.Соколовым и'др. не учитывалась боковая качка боковнх рам относительно корпуса буксы. В связи с

постачоз:;оП упругих элементов в узел сочленения колесных-

пар с боковыми рамами представляет интерес изучение обоснованности применения для исследования динамических качеств грузовых вагонов математических моделей, не учитывающих боковую качку боковых рам, а также исследование влияния жесткости этих элементов на показатели динамических качеств вагона.

Краткий анализ работ показывает, что развитие исследований идет в направлении усложнения математических моделей и применения методов решения, позволяющих в большей степени учитывать свойства объекта, которые проявляются в реальных условиях эксплуатации железнодорожных экипажей.

При этом комплекс задач, рассматривающих пространственные колебания грузового вагона с учетом особенностей фрикционных демпферов, представляет большой практический и теоретический интерес и встречается во.многих инженерных расчетах. Решению этих задач и посвящена данная работа.

■Во второй главе рассмотрен .метод математического моделирования "запирания" связей с сухим трением на примере колебаний двухмассовых моделей экипажа, проведен анализ методов численного интегрирования, дифференциальных уравнений.. ,

Особенностью динамических систем с узлами сухого трения является то, что в процессе их движения возможны проскальзывание и относительный покой поверхностей трения. При переходе от этапа относительного скольжения поверхностей тренья к этапу их относительного покоя происходит "запирание" связей. При этом изменяется число степеней свободы. В работе рассмотрены условия "запирания" упруго-фрикционных связей, в которых сила трения зависит от деформации. Мате-

матические выражения для определения значений силы трения, запирающих такие связи, получены из дифференциальных уравнений движения двухмассовнх моделей экипажа, записанных в деформациях.

Исследование точности,' быстродействия и удобства реализации на ЭВМ четырех методов численного интегрирования . показало, что для решения сложных систем дифференциальных уравнений целесообразно использовать разностао-итерацион-ный метод с автоматическим выбором шага интегрирования.

• Третья глава посвящена построению уточненной математической модели пространственных колебаний грузового четырехосного вагона при его движении по неравноупрутлу пути с вертикальными и горизонтальными'неровностями.

Пространственные колебания описываются системой нелинейных дифТеренлиальных уравнений 65-го порядка переменной структуры. Исследуемая модель экипажа состоит из 19-ти твердых тел: кузова, двух надрессорных балок, четырех боковых рам, четырех колесных пар и восьми фрикционных клиньев. При составлении расчетной схемы учтены следующие особенности конструкции, определяющие нелинейность задачи: . заклинивание гасителя колебаний; ударное взаимодействие надрессорной балки с фрикционными клиньями; возможность кромочного олирания боковой рамы на корпус буксы; опирание кузова на надрессорные балки при помощи плоских пягаиков и жестких или упруго-фрикционных скользунов; действие ударного момента при выборе зазора между скользунами; действие моментов сил сухого трения в плоскости огарания пятника на подпятник н опорных поверхностях скользунов при вгля-н:г.! нап^ссо-ирос ¿а-.ок относнтёльно кузова; возкогаость

установки уируго-вязких и упруго-фрикционных элементов в узле сочленения колесных пар с боковыми рамами; возможность горизонтальных поперечных, вертикальных и угловых в плане перемещений надрессорных балок относительно боковых рам и перемещений во всех направлениях боковых рам относительно букс; действие сил псевдоскольжения в зоне контакта колеса и рельса; нелинейность профиля катания колеса и рельса; наличие зазоров в колее и в узле опирания боковых рам на корпус буксы; односторонность связи между колесом и рельсом, между боковой рамой и колесной парой.

. В работе показано, что на фрикционный клин действуют сила тяжести . сила инерции ПХ^ц-Х^у*, реакция под-

клиновой рессоры ]^фи , сила нормального давления и сила тоения Нтри- от взаимодействия с надрессорной балкой, сила нормального давления ^ и сила трения

7/' трен от взаимодействия с фрикционной планкой. Соотношение между значениями сил нормального давления на поверхностях трения клина имеет вид: Лу 'Ы^аЛх , где

_ Ип и&п идо

^У ~ ихР +/Л ¿игр луп А] (ут уе '

«С углы наклона поверхностей трения клина,

- коэффициенты трения на фрикционных поверхностях клина,

£у{сргн<р> &/и>/>н<р ,А1срн<р , Аиу>*р - вертикальное и горизонтальное перемещения клина относительно надрессорной

)

балки и их производные,

¿\jufft , ¿¿/уту* , ¿\juffi - вертикальное и гори-зонтачьное перемещения клина относительно фрикционной планки и их производные,

j = 1+8 - номер фрикционного клина.

Значение, силы нормального давления на клин со стороны над-рессорной балки определялось из выражения:

/е.- = cru +jJi îuiJ. -iign hjitf>m>«p jui

* ftytin/ -KtjWfi-jCgn. Àjtymr' -jùi (■

j ^

Составляющие сил трения, определялись с учетом перекрестного движения клина:

Njif»'-Njjab/trdin. (CVtd^l^^-iyi^riàjScprn^-iirU, N/U=Щ^иу* ■ cojfa^cif/^jeefr7""f-i) agn Àj wp *<p,

=• T^au-jinitiiCKictg ¡Àje'f»»?' ) ) -ii^n ¿j {9m. 9d

Значение силы трения, "запирающее"'связь между фрикционным клином и планкой гасителя колебаний, определялось в соответствии с рассмотренным во второй главе методом. При моделировании пространственных колебаний вагона на каждом шаге интегрирования осуществлялась проверка на заклинивание гасителя. Вели реализуемая в данный момент сила трения меньше заклинивающей, то рессорный комплект "работает". Значения перемещений, скоростей и ускорений всех элементов системы определялись из интегрирования уравнений их движения.

Если хотя бы для одного из клиньев рассматриваемого гасителя величина силы трения больше или равна значению, "запирающему" связь, то рессорный комплект полагался заклиненным.

Если заклинивание произошло при нагружении рессорного

комплекта, то связь мевду надрессорной балкой и боковой рамой считалась временно жесткой, значения обобщенных координат определялись из уравнений движения с учетом присоединенных масс и кинематических условий.

Если заклинивание произошло при разгрузке рессорного комплекта, то полагалось, что за интервал времени, соответ^ ствующий шагу интегрирования, надрессорная балка переместилась наверх по отношению к боковой раме, а фрикционный клин не перемещался относительно боковой рамы вследствие "запирания" связи между ним и планкой гасителя. Поэтому за интервал времени, соответствующий шагу интегрирования, между надрессорной балкой и фрикционным клином образовался зазор. В _этот момент времени силы'нормального давления на клин принимались равными нулю, и клин под действием инерционной силы и реакции подклиновой рессоры "догонял " надрессорную балку до соударения с ней.

На основании разработанной математической модели было создано программное обеспечение подсистемы "Динамика вагона? ориентированной на использование в САПР грузовых вагонов.-В четвертой главе рассмотрена логическая схема функционирования подсистемы, описаны особенности грузовых тележек перспективных конструкций, исследованы динамические качества полувагонов на тележках моделей 18-100, 18-546, 18-131-и проведено сопоставление результатов решения задачи о пространственных колебаниях системы "грузовой вагон-путь" с данными натурных испытаний.

Анализ результатов вычислений показал, что расчет без учета заклинивания гасителя приводит к завышению динамических показателей вагона, при этом расхождение теоретических

и экспериментальных данных составляет Сопоставление

расчетных /о учетом заклинивания гасителя / и экспериментальных данных .подтвердило обоснованность выбранной математической модели, в этом случае расховдение результатов вычислений с данными эксперимента составило: 1% - для коэффициентов вертикальной динамики по надрессорнкм балкам, 12^ - для коэффициентов вертикальной динамики по боковым рамам, 145? - по рамным силам.

В пятой главе приведены результаты теоретического и экспериментального исследования колебаний боковой качки боковых рам относительно корпуса буксы, дан анализ работы клиновых гасителей колебаний, оценено влияние изменения параметров рессорного подвешивания и связи колесных пар с боковыми рамами на динамические показатели вагона, определены рациональные значения этих параметров.

Результаты расчетов и экспериментальные данные пока- . зали, что амплитуда колебаний боковой качки боковых рам относительно корпуса буксы в прямых участках пути не превышает 0.087 рад. Использование математических моделей, не учитывающих этот вид колебаний, для исследования динамических качеств грузовых вагонов в прямых на 12% завышает динамические показатели.

При исследовании характеристик клинового гасителя колебаний определялись значения составляющих силы трения и оценивалась доля времени, в течении которого гаситель находился в заклиненном состоянии. Изучалось влияние величины угла наклона поверхности трения фрикционного клина, прилегающей- к надрессорной балке, на значения составляющих силы трения. Расчеты показали, что в процессе колебаний вертикаль-

нал составляющая силы трения в 2.7 + 2.9 раза превышает горизонтальную. Варьирование угла фрикционного клина от

30° до 52° приводит к существенному увеличению вертикаль-

«

ной составляющей силы трения. Доля времени, в течении которого гаситель заклинен, увеличивается при возрастании величины рассматриваемого угла фрикционного клина.

Расчеты, проведенные для вагона на тележках модели 18-545, в которых варьировалась величина угла наклона поверхности трения клина, прилегающей к надрессорной балке, показали, что лучшие показатели вертикальной динамики достигаются при величине утла 37°, а горизонтальной динамики -при величине угла 45° / рис. 1- /.

Результаты расчетов по определению рациональных параметров упругого элемента в узле сочленения колесных пар с боковыми рамами приведены на рис. 1-+-. Для тележки модели 18-546 варьировались параметры жесткости в вертикальном, поперечном и продольном направлениях, для тележки модели 18-131 варьировались значения вертикальной жесткости упругого элемента и коэффициента трения в этом узле. В качестве критерия принят минимум коэффициентов вертикальной динамики обрессоренннх и необрессореннкх масс и коэффициента горизонтальной динамики. Анализ результатов показал, что рациональными являются следующие параметры: для тележки модели 18-546 величины жесткости в вертикальном направлении ~5500 тс/м, в поперечном направлении -1760 тс/м, в продольном ' направлении 1640+1940 тс/м; для тележки модели 18-131 величина вертикальной жесткости 4000+5000 тс/м и значение коэффициента трения "0.15.

В приложении приведены документы о внедрении подсис-

Зависимость динамических показателей вагона от параметров ходовых частей а/ от угла фрикционного б/ от вертикальной жесткости

клина тел. 18-546

Я7

Об а5 ОА 0.3

0.2 ОН

о. ^ в/ от поперечной жесткости упругого элемента тел.18-546

\ "■¿г A¡Í

Rrr-

\ /

4 / -kp-ii

___

—V— —í— rvq

упругого элемента тел. 18-546

я/г

kpt -vj n,7 ар

0.6 аг

оч о.з о.г о.<

¡ООО. ¡500- ЪССО- 6500. 1000. г/ от продольной жесткости упругого элемента тел. 18-546

1грт 1 ' &U,

0.1 03 0} ом о.г 0.2 0.4

о.

fe

— . __ ___

-x- —X— —x —

—//- — и —

1

нГ

Q1

ое о.а

он 0.1

0.Z O.Í О-

Ifbf

Jyq.

&

£

Ч

щ

Об O.Z5 О ъ5 О.Ч5

aJ

OÉ 0.5 ОМ 03 OZ 0.1 о.

h

--- - _-- 1С

—a— — x — ti.

-ii- —«— —II- —II— К

-ют

кег

IjiOA,

Ufn' 1 Sp kprr нТ

д/ от коэффициента трения в узле сочленения колесных пар с боковинами тел.18-131

е/ от вертикальной жесткости упругого элемента тел. 18-131

0.7 OZ 0.6 с.ч 03 02 0.1 О.

h

Л

_x—' —XA h

— Л

-II— —к— —i!— —и—

аи. tcpm 7

1мГ

Uf

kOOO. fOOO. £ООО. XVO. SOOO

Рис. 1.

темы "Динамика вагона" на ПО "Уралвагонзавод" и "Азовмаш", а также расчет экономического эффекта от внедрения подсистемы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана и обоснована уточненная математическая модель пространственных колебаний -четырехосного грузового вагона при его движении по пути с вертикальными и горизонтальными неровностями с учетом основных нелинейностей, определяемых конструкцией ходовых частей и железнодорожного пути.

При моделировании работы фрикционного клинового гасителя колебаний учтены следующие конструктивные особенности: заклинивание гасителя, ударное взаимодействие фрикционных клиньев с надрессорной балкой на ее обратном движении, перераспределение сил трения и нормального давления на клин со стороны надрессорной балки и фрикционной планки, различие динамических прогибов основных и подюишовых рессор комплекта, различие относительных скоростей движения клина в вертикальном и горизонтальном направлениях, завышение клина в .процессе' эксплуатации вагона.

Математическая модель позволяет также учесть кромоч-. ное опирание боковых рам на корпус буксы при боковой качке боковых рам и оценить влияние этого вида колебаний на показатели динамических качеств вагона.

Применение такой модели позволило исследовать динамику существующих и перспективных вариантов конструкций грузовых вагонов, предназначенных для эксплуатации с повы-

шенннми осевыми нагрузками.

2. Разработан метод, позволяющий при численном интегрировании учитывать "запирание" связей с сухим трением, обуславливающее переменность структуры системы дифференциальных уравнений.

3. Достоверность разработанной математической модели подтверждена достаточно хороним совпадением теоретических результатов с данными натурных испытаний для грузовых вагонов на тележках моделей 18-100, 18-546 и 18-131.

4. Разработано математическое и программное обеспечение подсистемы САПР "Динамика вагона" для расчетов показателей динамических качеств вагонов.

5. Обоснована необходимость учета заклинивания и ударного взаимодействия надрессорной балки с фрикционными клиньями при исследовании динамических качеств вагона.

6. Исследование работы клинового гасителя с учетом ' его конструктивных особенностей показало, что в процессе колебаний сила трения, реализуемая в вертикальном направлении в 2.7 + 2.9 раза превышает силу трения, развиваемую в горизонтальном направлении.

7. Исследование боковой качки боковых рам показало, что при использовании математических моделей, не учитывающих этот ввд колебаний, для исследования динамических качеств грузовых вагонов в прямых участках пути на 12% завышаются динамические показатели.

8. Анализ результатов решения задачи о пространственных колебаниях грузового вагона показал, что рациональными являются следующие значения параметров:

- жесткость резинометаллического элемента узла сочленения

колесных пар с боковыми рамами тележки модели 18-546 в вертикальном направлении ""5500 тс/м, в горизонтальном продольном направлении 1640+1940 тс/м, в горизонтальном поперечном направлении ~1760 тс/м;

- жесткость упругого элемента узла сочленения колесных пар с боковкмл рамами тележки модели 18-131

в вертикальном направлении 4000+5000 тс/м, коэффициент трения опорных поверхностей этого узла "0.15;

- угол наклона поверхности трения фрикционного клина, прилегающей к надрессорной балке,

по критерию улучшения вертикальной динамики ~37°, по критерию улучшения горизонтальной динамики -45°.

9. Результаты исследований использовались ПО "Урал-вагонзавод" при выборе параметров тележек перспективных конструкций. Ориентировочный экономический эф^кт от внедрения подсистемы "Динамика вагона" составляет 31 тыс. руб. в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Хусидов В.Д., Петров Г.И., Лапенок М.З. Методы численного интегрирования в задачах динамики грузовых вагонов,- В кн.: Роль молодых ученых и специалистов в ускорении научно-технического прогресса на транспорте.-Тез. докл. обл. н.-т. конф., Свердловск, 1987., С. 87-88.

2. Петров Г.И., Лапенок М.В. Моделирование колебаний ходовых частей грузовых вагонов, имеющих узлн сухого трения. - В кн.: Роль молодых ученых и специалистов в.ускорении научно-технического прогресса на транспорте. -

Тез. докл. обл. н.-т. конф., Свердловск, 1987., С. 76.

3. Хусидов В.Д., Петров Г.И., Лапенок М.З. Численное моделирование колебаний механических систем с сухим трением в связях. - В кн.: Проблемы механики железнодорожного транспорта. - Тез. докл. Всесоюз. н.-т. конф., Днепропет^ ровск, 1988., С. 70.

4. Лаяенок М.В. Математическая модель пространственных колебаний тележек грузовых вагонов. / Моск. ин-т'инж. я.-д. трансп. - М., 1988. - 28 с. - Деп. в ЦШШЭИ МПС, № 4759.

5. Хусидов В.Д., Петров Г.И., Лапенок М.В. Моделирование колебаний систем с узлами сухого трения. / Моск. ин-т инж. ж.-д. трансп. - М., 1988. - 14 с. - Деп. в ЦНШТЭИШС, №4760.

6. Хусидов В.Д., Лапенок М.В., Петров Г.И. Оценка динамических качеств вагонов с тележками перспективных конструкций. - Тез. докл. ХХХУТ н.-т. конф., Хабаровск, 1989. - Т. 2. - С. 102-103..