Движение по идеально ровному пути

 

1. Перейдите в окно Инспектора моделирования объекта, кнопка F11.

2. Перейдите на закладку Колесо/Рельс | Путь | Неровности.

3. В поле Тип пути выберите Ровный.

4. Перейдите на закладку Макрогеометрия.

5. В поле Тип пути выберите Прямая.

6. В закладке Идентификаторы указать значение 10 м/с начальной скорости движения колёсной пары v0 (36 км/час).

 

Окно анимации контакта

 

Откроем новое окно для анимации контакта колес и рельсов. В новом окне включим отображение сил в контакте.

 

1. Для открытия окна анимации контакта выберите пункт меню Инструменты | Анимация контакта…. Откроется новое окно анимации контакта.

2. Включите флажки Анимация сил и N1.

Для того, чтобы контактные силы рисовались в окне достаточно крупно, нужно уменьшить масштаб изображения векторов.

3. В поле Масштаб установите значение 10 (кН/м).

 

Замечание. До запуска первого расчета динамики силы в окне отображаться не будут.

Рис. 5.Анимационное окно контакта

 

 

Стационарное движение

 

До запуска моделирования необходимо скорректировать настройки численного метода интегрирования уравнений движения.

 

1. Перейдите в окно Инспектора моделирования объекта, кнопка F11.

2. Перейдите на закладку Интегратор.

3. Поле Численный метод установите в значение Метод Парка.

4. В поле Погрешность установите 4E-8.

5. Нажмите кнопку Интегрирование.

 

При нулевых начальных значениях координат реализуется стационарный режим движения, при котором колесная пара не смещается в поперечном направлении и не поворачивается вокруг вертикальной оси. Контактные силы между колесом и рельсом принимают постоянное значение.

 

6. В появившемся окне Инспектор режима паузы. В этом окне нажмите Прервать.

 

Возмущенное движение

Сместим колесную пару от положения равновесия на 1 мм и проанализируем ее движение.

 

1. Перейдите в окно Инспектора моделирования объекта, кнопка F11.

2. Перейдите на закладку Начальные условия.

3. Установите начальное значение второй координаты 1.2 равное 0.001. После окончания ввода числа нажмите Enter.

 

Рис. 6 Установка смещения колёсной пары в начальных условиях

 

Построим графики поперечного смещения и угла поворота вокруг вертикальной оси в зависимости от времени.

 

4. Откройте новое Графическое окно.

5. Откройте Мастер переменных.

6. В мастере переменных выберите закладку Координаты.

7. Выберите координату КП1 | jWSet | 1.2. Эта координата – суть поперечное смещение колесной пары.

8. Отошлите переменную в контейнер с помощью кнопки .

9. Повторите эти действия для координаты КП1 | jWSet | 1.5 (угол поворота вокруг вертикальной оси).

10. Повторите эти действия для координаты КП1 | jWSet | 1.1 (путь, пройденный вдоль пути). Она понадобится как координата абсцисс.

11. Перетащите созданные переменные в графическое окно и снимите галочку с переменной Х 1.1 – Координата 1, подсистема 1.

12. В графическом окне нажмите кнопку Настройки на выпадающей панели быстрого доступа.

13. В выпадающем списке Вдоль оси абсцисс: выберите переменную Х 1.1 – Координата 1, подсистема 1 и нажмите ОК (см. рис. 7).

 

Рис. 7. Выбор переменной по оси абсцисс

 

14. Запустите моделирование движения.

 

После окончания процесса моделирования в графическом окне построятся графики поперечной координаты колесной пары и угла поворота колесной пары относительно вертикальной оси, согласно которым колесная пара неустойчива – малое возмущение начальных условий приводит к колебаниям значительной амплитуды.

 

15. По окончании моделирования скопировать график павой клавишей мыши (Скопировать в буфе обмена) в отчёт по практическому занятию в новом документе MS Word.

 

16. Для открытия окна анализа статистики выберите пункт меню Инструменты | Статистика… . Откроется новое окно.

17. Перетащите в открывшееся окно статистики переменную Х 1.2 – Координата 1, подсистема 2. из Графического окна и выберите вкладку Спектральная плотность мощности (рис. 8).

 

Замечание. Для удобного расположения графика спектральной плотности воспользуйтесь контекстным меню (правая клавиша мыши) Показать линейку, передвиньте ползунки линейки так, чтобы пики графика располагались между ними и нажмите в контекстном меню Показать по ширине линейки.

 

18. Укажите курсором на экстремум графика, координаты курсора отображаются в нижнем левом углу окна. Первое значение соответствует частоте колебаний виляния колёсной пары.

Рис. 8. Окно статистики

 

Для демонстрации влияния коничности бандажа изменим его профиль.

 

19. В окне инспектора моделирования объекта перейдите на закладку Колесо/Рельс, затем на закладку Профили | Колеса. В таблице в нижней части окна, вызовите контекстное меню (правой клавишей мыши) и выберите пункты меню Назначить всем | dmeti30.wpf.

20. Запустите моделирование движения.

21. После окончания процесса моделирования перетащите в окно статистики переменную Х 1.2 – Координата 1, подсистема 2. из Графического окна.

22. Сохраните графики координат колебаний и спектральной плотности мощности в отчёт. Сравните частоты колебаний с разными профилями бандажей (рис. 9).

 

 

Рис. 9. Окно сравнения спектральной плотности мощности двух экспериментов

 

23. Оформить отчёт и распечатать. Отчёт должен содержать тему практического занятия, фамилию и группу студента, два графика координат колебаний и график спектральной мощности, также необходимо указать частоты колебаний, полученные по графикам и рассчитать по ним длину волны виляния.