Способ определения спектральной плотности вертикальных возмущений рельсового пути и его амплитудночастотной характеристики

Способ определения спектральной плотности вертикальных возмущений рельсового пути и его амплитудночастотной характеристики

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>696086 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 150173(21) 1871217/29-11 (51)М. Кл.2 с присоединением заявки №

Е 01 В 35/12

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй.. н открытнй (23) Приоритет

ОпУбликовано 0 1179 Бюллетень ¹ 41

Дата опубликования описания 051179 (53) УДК 625.245..95 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

И. И. Вучетич, О. П. Грапис и A. В. Бузаев (71) Заявитель Рижский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института вагоностроения (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ

ВЕРТИКАЛЬНЫХ. ВОЗМУЩЕНИЙ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ

И ЕГО АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОИ XAPAKTEPHCTHKH ы(=C IJ ;

Изобретение относится к способам определения спектральной плотности вертикальных возмущений рельсового пути и его амплитудно-частотной характеристики.

Известен способ определения спектральной плотности вертикальных возмущений рельсового пути и его амплитудно-частотной характеристики, заключающийся в том, что по участку пути . со скоростью V прокатывают колесную пару с колесами, имеющими цилиндрическую поверхность катания, замеряют вертикальные ускорения ее букс и на основании замеров, определяют спект- 15 ральную плотностью,(ы) (1) .

Недостаток этого способа заключается в том, что вследствии влияния колебаний экипижа на траекторию колесной пары, снижается точность опре-20 деления вертикальных возмущений рельСОЭО1"О пути °

Кроме того, этот способ не обеспечивает требуемой точности замеров возмущений в широком диапазоне частот (свыше 20 Гц), т.к. в этой области существенно влияние колебаний колесной пары на железнодорожный путь.

Целью изобретения является увеличение точности определения данных в

2 широком диапазоне частот измерения.

Для достижения этой цели по этому участку пути упомянутую колесную пару прокатывают со скоростью V>, замеряют ускорения букс и определяют спектральную плотностыр (оЯ, а затем производят преобразования по соотношениями ао, () ср (и)=-ц, > ф (

llJtOTHOCTH ВтОрОй ирои вводной в ертикальных возмущений при скорости V, соответственно при

I частотах м и оСиз;

)W(ca8)< Ю - усредненная ампли- . тудно-частотная ха-. рактеристика пути

V< — круговая частота.

На чертеже изображена схема измерительного комплекса для пояснения предлагаемого способа. б960ЯЬ

50 где ср (ы) и<у (с« )—

1 уточненные значения спектральной плотности второй прои зв одной в ертикальных возмущений при скорости V, соответственно при частотах аэ и а(«з, усредненная амплитудно-частотная характеристика пу.ти;

l () I круговая частота.

Ускорениемеры 1 и 2 укреплены на ,буксах колесной пары 3 с цилиндрическими поверхностями катания колес.

О=и чувствительности ускорениемеров направлены вертикально. При прокатывании по рельсам колесной пары со скоростью V, ускорениемеры вырабатывают сигналы у, и у," пропорциональные второй производной перемещений букс.

Эти сигналы преобразуются в процессы

11 ° \ (f и д соответственно подпрыгивания

1. и качки колесной пары по формулам: где а — расстояние между датчиками на буксах, после чего процессы записываются в запоминающее устройство.

Затем колесную пару по этому же участку прокатывают со скоростью V и в запоминающее устройство записываются

ПРоцессы g и фгк, находятся спект- 2О ральные плотности процессов и по вышеприведенным соотношениям спектраль— ные плотйости вторых производных симметричнойср (ы) и ассиметричной

«p" (w) составляющих вертикальных возщений и амплитудно-частотные характеристики пути W(v)(и ) W"(û) соответственно для двух форм колебаний колесной пары — подпрыгивания и качки.

Способ определения спектральной плотности вертикальных возмущений рельсового пути и его амплитудночастотной характеристики заключается в том, что по участку пути со скоростью V прокатывают колесную пару с колесами, имеющими цилиндрическую поверхность катания, замеряют вертикальные ускорения.ее букс и на основании замеров определяют спектральную плотность ср,(м), затем по этому 40 участку пути упомянутую колесную пару Прокатывают со скоростЬю Ч2, замеряют ускорения. букс и определяют спектральную плотность ср (мэ), а затем производят преобразования по со- 4 отношениям: ю ()= —, ф -,ру.9)()

Ф (« 4

Так как амплитудно-частотная характеристика пути а(ы) (незначительно зависит от скорости, то для линейной стационарной системы можно за писать:

12

2 г() ()!

>г где (() I2 — усредненный для данного участка пути квадрат амплитудно-частотной характеристики пути от неровности пути к перемещениям колесной пары одинаковых для обеих скоростей движения V u V

cp () 4q(ы) — спектральные плотг ности временной реализации второй производной вертикальных возмущений при скорости V и Vä соответственно;, ы — кругов ая частота.

Спектральные плотности cp () и

«Р (м) характеризуют неровность рельсового пути, не зависящую от кодебаний колесной пары на пути и колебаний обрессоренных масс экипажа.

Неровность рельсового пути ф(х) (х — координата по длине пути) неизменна при всех скоростях движения, поэтому спектральные плотности временных реализаций второй производной вертикальных возмущений у («д) и «р„(4d) связаны уравнением:

Ру ()= —, сР (.с ), (2) V4 где « = °

У ср, (ww) — спектральная плотност ь вт орый прои з водной в ер тик ал ьных возмущений при частоте с «ю .

Из соотношений (1 ) и (2 ) следует, что () удовлетворяет функциональному уравнению:

«Р («а ) g «р () ср (с« >) г (3) а амплитудно-частотная характеристика находится по формуле:.

1 М() = (1г (4) где «р (ы2= ср (ы)) Ф («ю)=ср (««а) спектральная плотность вертикальных возмущений при скорости V, соответственно при частотахи и о«м, Спектральная плотность «р (д) не зависит от колебаний колесной пары на пути и колебаний обрессоренных ,масс экипажа и по этой причине более

: точно определяет вертикальные возму696086

2. п-1

+ Е (w(;)), щения. В случае, если регистрируются перемещения (траектории) букс, подобные соотношения позволяют найти спектр временной реализации неровности рельсового пути и ту же амплитудно-частотную характеристику.

Для проверки предлагаемого способа были сделаны записи ускорений букс моторной тележки электропоезда на участке длиной 5,5 км. Ускорения на буксах эамерялись пьеэометрически- ми ускорениемерами в диапазоне частот 0,5-125 Гц и регистрировались на магнитную ленту. Определялись спектральные плотности процессов ускорений подпрыгивания колесной пары при скоростях V, и Ч,ср,(ы;) и ср (м;) в дискретных точках сэ; i

0,1,...,S. Для дискретно заданных спектральных плотносте соотношения (3) и (4) имеют вид:

@.(„,,)., — е — - — <Р (2ю;) р

cP Cw)

I w (; ) I = ()

Предполагалось, что ос = -,7- (3. (5) 25

Соотношения (5 ) позволяют определить значения с (из;) через ср (ссд; ) и)Ю(са„)! с точностью до постояйного ° множителя. 30

Расчет выполнялся следующим образом. начальное эначе)1иеср (м,)задавалось произвольно, значение ср в точках оС.аэ„ i = 1,2,...,S находились линейной интерполяцией по двум значениям ф в ближайших к оС. а.>,; точках из, и ы Ф1

Масштабирование спектральной плотности вертикальных возмущений и амплитудно-частотной характеристики пути осуществлялось с помощью условия: 40 (®(4d)()(o <4J с 120 рад(с)

1 М;)! гдеср p,) и Чу(а ;) — масштабированные „45

) в ели чины .

Масштаб М вычислялся по формуле:

И у ) lw(>)J d(u я

2 (I

Формула изобретения

Способ определения спектральной плотности вертикальных возмущений рельсового пути и его амплитудночастотной характеристики, заключающийся в том, что по участку пути со скоростью Ч, прокатывают колесную пару с колесами, имеющими цилиндрическую поверхность катания, замеряют вертикальные ускорения ее букс и на основании замеров определяют спектральную плотностьср;(w), о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности определений данных в широком диапазоне частот измерения, по этому участку пути упомянутую колесную пару прокатывают со скоростью Ч, замеряют ускорения букс и определяют спектральную плотностьср (ы), а затем производят преобразования по соотношениям:

cd

q q (2 =, з Ф 7ЮГ cP (tu) (е(от гдеср (w) иср (,суй)—

1 уточненные значения спектральной плотности второй производной вертикальньвс возмущений при скоро"ти Ч соответственно при ча=тотах м и <сто усредненная амплиfóäíî-частотная ха рактеристика пути; круговая частота. В(ы) ) рс = — -g)

V<

V2) Источники информации, принятые. во внимание при экспертизе

1, Бюллетень технико-экономической информации ЦНИИТЭИ, МПС, 1972, .9 7, с. 42-45. где 62 4м„ 120 рад/с;

hu — шаг по .сар узлы йЭ; считаются равноотстоящимн, т. е.

ы; =w„khan i=О,h,...,5-1, Составитель Я.Прыткова

Техред И. Ков алев а Корректор М. Селехман

Редактор С. Дра чев ск и й

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6 72 4/29 Тираж б21 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 30 35, Москва, Ж-35, Раушскав наб., д. 4/5