ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные причины колебаний вагонов из "Динамика вагонов " Рассмотрим, прежде всего, вертикальные колебания одной колесной пары. [c.11] При движении вагона по звеньевому пути, т. е. пути, состоящему из отдельных рельсов, соединенных в стыках накладками, всегда возникают соударения колес с рельсами. [c.12] Из теоретической механики известно, что изменение количества движения тела за время равно импульсу сил, сообщенному телу за то же время, т. е. [c.13] Р — сила, возникающая при этом импульсе. [c.13] Таким образом, в стыке всегда возникает дополнительная динахмическая сила Р, передаваемая и пути и вагону. Для вагона она является источником возникновения колебаний, а для пути — источником повышения просадок шпал в балласте. [c.13] В результате возникновения этих просадок продольны профиль пути приобретает вид. показанный на рис. 3. [c.13] Совершенно очевидно, что при таком продольном профиле пути колесо вынуждено неравномерно во времени перемещаться в пространстве, что приводит к силам инерции колеса, передаваемым через связи колеса с тележкой другим элементам вагона и пути. Естественно, что это также является одной из причин возникновения колебаний вагонов. К этому следует добавить, что ударные процессы возникают на каждом колесе одной колесной пары не одновременно из-за различного износа стыков, различия в их прогибах и сдвижке стыков друг относительно друга по длине пути. [c.13] Траектории движения колес одной колесной пары по просевшим стыкам различны потому, что остаточные просадки разных стыков не одинаковы. Поэтому наряду с вертикальными перемещениями каждого колеса колесная пара из-за различия в этих перемещениях совершает угловые перемещения (рис. 4). [c.13] Одной из причин колебаний вагона является его виляние (извилистое движение). Как известно, между ребордами колес и рабочими гранями рельсов существуют зазоры, за счет которых колесная пара при своем движении может постепенно переходить от контактирования гребнем правого колеса с правым по ходу рельсом к контактированию гребне М левого колеса с левым рельсом. [c.15] Поскольку колесная пара при движении непрерывно перемещается поперек колеи (в пределах указанного выше зазора), то ось колесной пары при конической форме колес совершает угловые колебания (см. рис. 4) вокруг оси х (угол р),, и шейки оси то поднимаются, то опускаются на некоторую величину 2. Эти колебания также передаются затем другим, элементам вагона. [c.15] Колебания вагонов вызываются также действием сил, возникающих при входе вагона в кривые участки пути и в стрелочные кривые, от порывов ветра, аэродинамических толчков воздуха в боковую поверхность вагонов при встрече поездов и по некоторым другим причинам. [c.15] Напомним в начале некоторые основные понятия из теории колебаний. В линейных колебательных системах известью два вида колебаний собственные и вынужденные. [c.15] Собственные колебания происходят в изолированных колебательных системах вследствие какого-либо начального возмущения в процессе самих собственных колебаний никакие внешние дополнительные возмущения на систему не действуют. [c.16] Обычно собственные колебания из-за наличия сопротивлений среды с течением времени затухают (прекращаются). Системы, в которых энергия колебаний расходуется на преодоление сопротивлений среды, называют диссипативными, а системы, у которых энергия в окружающую среду не рассеивается — консервативными. [c.16] Вынужденные колебания в колебательных системах возникают тогда, когда на.,систему все время действуют возмущающие силы. [c.16] После этих основных понятий перейдем к рассмотрению собственных колебаний консервативной системы с двумя степенями свободы. Результаты изучения этой системы окажутся весьма полезными для исследований некоторых вертикальных собственных и вынужденных колебаний надрессорного строения и необрессоренных частей реальной схемы вагона. Заметим, что сравнительно недавно такая схема непосредственно применялась для изучения собственных колебаний вагонов. [c.17] Поскольку здесь изображена система, где нет рассеяния энергии колебаний, то очевидно, что она относится к консервативным системам. Допустим, что этой системе дано какое-нибудь начальное возмущение (например, дано вначале перемещение массе mi) и система после этого стала колебаться. [c.17] Совершенно очевидно, что эта система уравнений может дать отличные от нуля решения относительно постоянных А и В, если определитель, составленный из коэффициентов при Л и В, будет равен нулю, т. е. [c.20] Таким образом, мы можем по величинам гпи /Пг, С1 и а получать главные круговые частоты собственных колебаний %1 и Яг обращаем внимание на то, что они не зависят от амплитуд колебаний (величин Л и В). [c.20] Таким образом, собственные колебания массы Шг складываются из гармонических колебаний двух разных частот Я1 и Я2 соответственно с амплитудами Л1 и Лг, а собственные колебания массы /722 также составлены из этих же двух частот, но с амплитудами В1 и В2. Отсюда, очевидно, следует, что собственные частоты колебания масс гп1 и /722 зависят от Я1 и Я2, т. е. от величины этих обеих масс и жесткостей обеих пружин ( 1 и С2). [c.20] Вернуться к основной статье