Характеристики инерции

 

Характеристики инерции определяются ускорениями колебаний  центра масс кузова по направлению координатных осей кузова.

Для определения характеристик инерции, в центрах масс элементов  устанавливаем местные координатные оси . При определении коэффициентов инерции  задаем последовательно центру масс тела перемещения с ускорением , находим в центрах масс элементов силы инерции  и моменты сил инерции  и от них реакции сил инерции  в центре масс тела (рис. 4.2).

Реакции  образуют матрицу коэффициентов инерции . Поскольку оси кузова  являются главными и центральными, то побочные реакции равны нулю (). Тогда в качестве характеристик инерции будут выступать главные коэффициенты инерции тела .

Поскольку оси  параллельны осям координат тела , то от  коэффициенты масс и моментов инерции масс кузова будут равны:

 

,(4.3)

 

где  – коэффициенты инерции масс от линейных ускорений (), кг;

 – коэффициенты инерции масс от угловых ускорений (), кг×м²;

 – моменты инерции масс элементов относительно местных координатных осей , кг×м²;

 – координаты центров тяжести элементов в системе координат .

 

Таблица 4.2

Моменты инерции масс,

Название элемента	Ix	Iy	Iz
Рама	1,91E+10	1,182E+11	1,313E+11
Торцовая стена	4,54E+08	1,701E+10	1,701E+10
Боковая стена	4,98E+09	2,893E+10	2,501E+10
Крыша	6,47E+09	2,707E+10	3,213E+10
Груз	8,83E+10	1,129E+12	1,13E+12
Надрессорная балка	2,28E+09	1,534E+10	1,728E+10
	Ix общ	Iy общ	Iz общ
	1,293E+11	1,4E+12	1,41E+12

 

Математическая инерционная модель

 

Математической инерционной моделью кузова с произвольными координатными осями и центрально главными осями являются выражения (4.4, 4.5):

 

(4.4)

(4.5)

Виброзащитная модель динамической системы

Характеристики рессорного подвешивания двухосной тележки грузового вагона

 

Таблица 5.1

Параметры пружин рессорного комплекта

№ п/п	Параметр	Наружная пружина,	Внутренняя пружина,
1	Средний диаметр, мм Диаметр сечения пружины, мм
2	Число рабочих витков
3	Высота пружины в свободном состоянии, мм

 

Вертикальная жесткость блока двухрядной пружины

Жесткость двухрядной пружины равна сумме жесткостей наружной и внутренней однорядных пружин :

 

 ,(5.1)

 

где  – номер однорядной пружины в блоке многорядной пружины .

Жесткости наружной и внутренней пружин определяем по формуле:

 

,(5.2)

 

где  – диаметр прутка;

 – средний диаметр пружины;

 – модуль упругости второго рода ( Н/м²).

Жесткости наружной и внутренней пружин соответственно:

; .

Жесткость одной двухрядной пружины равна:

Так как рессорный комплект состоит из 7 двухрядных пружин, то вертикальная жесткость рессорного комплекта составляет:

,(5.3)

Поперечная жесткость однорядных пружин

Поперечная жесткость пружин определяется по формуле:

 

, (5.4)

 

где  – боковая нагрузка на пружину;

 – поперечное смещение верхнего узла пружины при защемленных концах пружины:

 

,(5.5)

 

где  - коэффициенты:

(5.6)

 

, – полярный и осевой моменты инерции сечения прутка однорядной пружины:

 

(5.7)

 

 – диаметр прутка однорядной пружины;

 – модули упругости первого и второго рода, ( Н/м²).

 – свободная высота пружины;

 – деформация рессорного комплекта под вертикальной нагрузкой:

 

,(5.8)

 

 - массы тары, тележки, надрессорной балки, груза;

 – ускорение свободного падения, 9,8 м/с²;

 – вертикальная нагрузка на один рессорный комплект, .

Деформация рессорного комплекта под вертикальной нагрузкой равна:

 

 

Таблица 5.2

Значения коэффициентов и моментов инерции для пружин

	k1, 1/Нм2	k2, 1/Н	, м4	, м4
Наружная пружина	9,44×10-5	3,64×10-6	7,95×10-8	3,97×10-8
Внутренняя пружина	58,6×10-5	8,6×10-6	1,28×10-8	0,64×10-8

 

Поперечная жесткость наружной и внутренней пружин соответственно:

 

Поперечная жесткость двухрядной пружины и рессорного комплекта

Двухрядная пружина имеет жесткость:

 

(5.9)

Жесткость рессорного комплекта равна:

 

(5.10)