Preview

Мир транспорта

Расширенный поиск

Применение упругих креплений оборудования для повышения частоты колебаний кузова вагона

https://doi.org/10.30932/1992-3252-2021-19-2-1

Полный текст:

Аннотация

Улучшение динамических качеств является приоритетной задачей при проектировании нового подвижного состава. Частота собственных изгибных колебаний кузова – один из важнейших нормируемых показателей, предварительная оценка которого позволяет получать оптимальные конструкции кузова.

Цель работы состоит в оценке перспективности применения упругих креплений оборудования для повышения частоты собственных колебаний кузовов вагонов пригородного электропоезда. Для расчётов используются метод конечных элементов и блочный метод Ланцоша. Показано, что для вычисления частот при моделировании целесообразно использовать инструмент жёсткой области и линейно упругие конечные элементы. Выделены основные диапазоны жёсткости креплений, при которых эффект применения упругих опор различен. Определение жёсткости креплений предлагается выполнять по заданной частоте колебаний оборудования. При жёстком креплении относительная масса оборудования не влияет на значение частоты изгибных колебаний кузова. При упругом креплении большего эффекта удаётся достичь при большей относительной массе оборудования. Эффект применения упругих опор увеличивается при расположении более тяжёлого оборудования ближе к центру кузова.

Показано, что влияние сдвиговой податливости креплений на частоту колебаний кузова находится в пределах 1 % и может не учитываться при моделировании. В рассмотренном примере кузова вагона пригородного электропоезда применение упругих опор позволяет увеличить частоту колебаний кузова на 3–10 %.

Об авторе

Р. В. Гучинский
ООО «ТМХ Инжиниринг»; Институт проблем машиноведения РАН
Россия

кандидат технических наук, эксперт бюро кузовов ОП;

с.н.с. лаборатории прикладных исследований,

Санкт-Петербург



Список литературы

1. Lee, H. A., Jung, S.-B., Jang, H.-H., Shin, D.-H., Lee, J. U., Kim, K. W., Park, G.-J. Structural-optimizationbased design process for the body of a railway vehicle made from extruded aluminum panels. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 2016, Vol. 230 (4), рр.1283–1296. DOI: https://doi.org/10.1177/0954409715593971.

2. Гучинский Р. В., Петинов С. В. Разработка узла конструкции судна по условию усталостной долговечности // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. − 2012. − № 159. − С. 177–186.

3. Sugahara, Y., Takigami, T., Kazato, A., Kogane, R., Sampei, M. Suppression of vertical vibration in railway vehicles by controlling the damping force of primary and secondary suspensions. QR of RTRI, 2008, Vol. 49, pp. 7–15. [Электронный ресурс]: jstage.jst.go.jp/article/rtriqr/49/1/49_1_7/_pdf. Доступ 21.01.2021.

4. Скачков А. Н., Трифонов В. Е., Зайцев А. В. Обзор методов гашения вертикальных изгибных колебаний кузовов современных пассажирских вагонов // Cб. науч. тр. VIII Всерос. науч.-тех. конф. «Проблемы и перспективы развития вагоностроения». − Брянск. − 2019. − С. 166–169.

5. Seo, S. I., Kim, J. S., Cho, S. H. Development of a hybrid composite bodyshell for tilting trains. Proc. Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 2008, Vol. 222, Iss. 1, рр. 1–13. DOI: 10.1243/09544097JRRT96.

6. Koenig, J., Friedrich, H. E. Integral consideration of the lightweight design for railway vehicles. Rep. German Aerospace Center − Institute of Vehicle Concepts, 2012, 13 p. [Электронный ресурс]: https://elib.dlr.de/70976/1/Integral_consideration_of_the_lightweight_design_for_railway_vehicles.pdf. Доступ 21.01.2021.

7. De La Guerra, E. Lightweight primary structures for High-speed railway carbodies. 360.revista de alta velocidad, 2018, No. 5, рр. 9–21. [Электронный ресурс]: https://www. tecnica-vialibre.es/en/ficharticulo_en.asp?item=178. Доступ 21.01.2021.

8. Wennberg, D., Stichel, S. Multi-functional design of a composite high-speed train body structure. Struct Multidisc Optim, 2013, Vol. 50 (3), рр. 475–488. DOI: 10.1007/s00158-014-1056-4.

9. Гучинский Р. В. Влияние жёсткости оборудования на собственную частоту изгибных колебаний кузова вагона электропоезда // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. − 2018. − Т. 77. – № 4. − С. 251–255.

10. Dumitriu, M. Numerical study of the influence of suspended equipment on ride comfort in high-speed railway vehicles. Transactions on Mechanical Engineering (B) (Scientia Iranica B), 2020, Vol. 27 (4), рр. 1897–1915. DOI: 10.24200/SCI.2019.50946.1930.

11. Sun, Wenjing; Zhou, Jinsong; Gong, Dao; You, Taiwen. Analysis of modal frequency optimization of railway vehicle car body. Advances in Mechanical Engineering, 2016, Vol. 8 (4), pp. 1–12. DOI: 10.1177/1687814016643640.

12. Gong, Dao; Zhou, Jinsong; Sun, Wenjing. Influence of under-chassis-suspended equipment on high-speed EMU trains and the design of suspension parameters. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 2016, Vol. 230 (8), рр. 1790–1802. DOI: 10.1177/0954409715614601.

13. Sun, You; Gong, Dao; Zhou, Jinsong. Study on Vibration Reduction Design of Suspended Equipment of High Speed Railway Vehicles. Journal of Physics: Conference Series, 2016, Vol. 744, pp. 1–11. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/744/1/012212.

14. Guo, Jinying; Shi, Huailong; Luo, Ren; Wu, Pingbo. Parametric Analysis of the Car Body Suspended Equipment for Railway Vehicles. IEEE Access, 2019, Vol. 7, рр. 88116- 88125. DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2918777.

15. Гучинский Р. В., Петинов С. В. Предварительный расчёт частоты собственных изгибных колебаний кузовов вагонов электропоездов // Вестник института проблем естественных монополий: техника железных дорог. − 2019. − № 2 (46). − С. 50–57.

16. Aida, K., Tomoioka, T., Takigami, T., Akiyama, Y., Sato, H. Reduction of Carbody Flexural Vibration by the High-damping Elastic Support of Under-floor equipment. QR of RTRI, 2015, Vol. 56, Iss. 4, pp. 262–267. DOI: 10.2219/rtriqr.56.4_262.


Для цитирования:


Гучинский Р.В. Применение упругих креплений оборудования для повышения частоты колебаний кузова вагона. Мир транспорта. 2021;19(2):6-12. https://doi.org/10.30932/1992-3252-2021-19-2-1

For citation:


Guchinsky R.V. Application of Elastic Fastenings of Equipment to Increase Vibration Frequency of the Wagon Body. World of Transport and Transportation. 2021;19(2):6-12. https://doi.org/10.30932/1992-3252-2021-19-2-1

Просмотров: 31


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1992-3252 (Print)