Войновский М. Г. Математическое моделирование силовой характеристики эластомерного амортизатора удара: текстовая версия

В настоящее время особое внимание при железнодорожных перевозках уделяется вопросам безопасности и сохранности груза. К отвечающим за выполнение этих задач элементам конструкции подвижного состава относится амортизатор удара. На основании моделирования силовых характеристик для описания работы поглощающего аппарата можно рекомендовать ламинарную модель.

Амортизаторы удара используют в авиации и оборонной технике, в различных повседневных устройствах и на железнодорожном транспорте. На вагонах и на локомотивах используют амортизаторы, называемые поглощающими аппаратами автосцепки. Они предназначены для защиты подвижного состава в случае соударения вагонов, возникающих во время формирования поездов на сортировочных горках, маневров и движения поезда.

Поглощающие аппараты проходят различные сертификационные испытания, включающие статические испытания, копровые испытания, удар вагона в неподвижный упор, соударение двух вагонов и т. д. Для каждого вида испытаний есть нормируемые показатели, в соответствии с которыми амортизирующее устройство относится к определенному классу. Различные нагружения оценивают зависимостью силы от перемещения (силовой характеристикой). Моделируя работу поглощающего аппарата в различных режимах эксплуатации, можно снизить расходы на разработку его конструкции. Для этого нужно разработать математическую модель.

Принципиальная схема эластомерного амортизатора представлена на рис. 1. В цилиндре 1, заполненном эластомерной массой, перемещается шток 2 с поршнем 3. Если шток медленно перемещается, часть эластомера из камеры А перетекает в камеру В через кольцевой зазор между цилиндром и поршнем и через отверстия в поршне. В этом случае сила Р растет, поскольку при неизменном количестве эластомера общий объем камер уменьшается [1].

Базовым расчетом является построение статической характеристики эластомерного амортизатора. Моделирование выполняется с учетом гидравлической составляющей, так как математическая модель должна описывать реальное поведение аппарата при малой скорости нагружения. Для моделирования статического нагружения будем использовать расчетную схему,  представленную на рис. 2, причем масса ударяемого тела М будет большой, а скорость движения малой [2].

Авторы:  Войновский М. Г.
Источник:  Транспорт РФ. 2015. № 3 (58). С. 38–40.
Ключевые слова:  эластомерный амортизатор удара, ламинарная модель
Контакты:  mak3989@yandex.ru