BÀI GIẢNG - Động lực học đoàn tàu (Full)


Nguyên nhân sản sinh chấn động của ĐMTX.

ĐMTX có kết cấu treo đàn tính, đó là một hệ thống dao động nhiều độ tự do. Khi toa xe chạy trên đường ray, dưới tác dụng của các lực theo phương thẳng đứng và nằm ngang, toa xe sản sinh một quá trình chấn động hết sức phức tạp.
Muốn hiểu rõ được đặc tính chấn động quyết định điều kiện đảm bảo tính êm dịu và ổn định trên đường ray. Trước hết, ta phải tìm hiểu về các nguyên nhân gây nên chấn động của ĐMTX.


Các nguyên nhân gây nên chấn động của toa xe, ta có thểphân thành 2 loại:
1- Do trạng thái kết cấu của mặt đường và ray
2- Do trạng thái và kết cấu của ĐMTX
Ngoài ra khi có sự biến đổi của lực kéo, lực hãm cũng gây nên chấn động của ĐMTX. Dưới đây ta sẽ nghiên cứu sâu về các nguyên nhân gây ra chấn động của ĐMTX


NỘI DUNG:


- Chương I . Tác dụng tương hỗ giữa toa xe điện ngầm và đường sắt
- Chương II. Lý thuyết về dao động toa xe điện ngầm
- Chương III. Tính ổn định toa xe điện ngầm
- Chương IV. Tính bình ổn của toa xe
- Chương V. Lực dọc đoàn tàu
- Chương VI. Biện pháp nâng cao tính năng động lực học giá chuyển hướng trong điều kiện vận hành cao tốc.


Chương I . Tác dụng tương hỗgiữa toa xe điện ngầm và đường
sắt…………………………………………………………………… 1
I. Nguyên nhân sản sinh và hình thức chấn động của toa xe điện
ngầm………………………………………………………………… 1
1.1. Nguyên nhân sản sinh chấn động của toa xe………………… 1
1.1.1. Kết cấu và trạng thái của đường sắt làm sản sinh chấn
động của toa xe……………………………………………………… 1
1.1.2. Dao động của toa xe do kết cấu của bộtrục bánh gây ra 5
1.2. Các hình thức chấn động cơbản của toa xe…………………. 9
II. Sựtác dụng tương hỗgiữa toa xe điện ngầm với đường sắt….. 13
2.1. Tác dụng tương hỗgiữa toa điện ngầm và đường sắt theo
chiều thẳng đứng……………………………………………………. 13
2.1.1. Lực động tác dụng lên bánh xe khi chuyển động qua
vùng lõm của đường không đàn tính………………………………… 13
2.1.2. Lực động tác dụng lên bánh xe khi chuyển động qua
vùng lõm của đường đàn tính……………………………………….. 16
2.1.3. Tác dụng tương hỗgiữa bánh xe và đường khi ra khỏi
vùng lõm có xét tới đàn tính của đường…………………………….. 20
2.1.4. Tác dụng động lực giữa bánh xe và ray gây ra bởi dao
động của khối lượng bên trên lò xo………………………………… 22
2.2. Tác dụng tương hỗgiữa toa xe và đường theo chiều nằm
ngang………………………………………………………………… 25
2.2.1. Các vịtrí của toa xe điện ngầm khi vào đường cong……. 25
2.2.2. Lực tác dụng lên toa xe theo chiều nằm ngang khi qua
đường cong…………………………………………………………... 28
BG Động lực học đoàn tàu http://www.ebook.edu.vn 163
Chương II. Lý thuyết vềdao động toa xe điện ngầm…………….. 31
2.1. Các khái niệm cơbản vềdao động của hệcơhọc………….. 31
2.1.1. Khối lượng…………………………………………….. 31
2.1.2. Phần tử đàn hồi ....…………………………………….. 31
2.1.3. Phần tửgiảm chấn…………………………………….. 32
2.1.4. Sốbậc tựdo của hệcơhọc……………………………. 33
2.1.5. Dao động điều hòa…………………………………….. 33
2.2. Dao động của hệmột bậc tựdo…………………………….. 41
2.2.1. Dao động tựdo điều hòa……………………………….. 41
2.2.2. Dao động tựdo có cản…………………………………. 45
2.2.3. Dao động cưỡng bức không có lực cản………………… 51
2.2.4. Quá trình chuyển tiếp của dao động cưỡng bức………… 54
2.2.5. Dao động cưỡng bức với giảm chấn thủy lực…………… 57
2.3. Dao động của hệhai bậc tựdo………………………………. 62
2.3.1. Khái niệm……………………………………………….. 62
2.3.2. Dao động tựdo của hệhai bậc tựdo……………………. 63
2.3.3. Dao động cưỡng bức không có cản của hệhai bậc tựdo.. 67
2.4.Dao động của toa xe một hệlò xo trong mặt phẳng thẳng
đứng………………………………………………………………….. 71
2.4.1. Bài toán dao động tựdo………………………………….. 71
2.4.2. Bài toán dao động cưỡng bức……………………………. 74
2.5. Dao động thẳng đứng của toa xe hai hệlò xo………………. 79
2.5.1. Dao động thẳng đứng tựdo……………………………… 79
2.5.2. Dao động cưỡng bức trong mặt phẳng thẳng đứng……… 83
2.6. Dao động ngang của toa xe điện ngầm................................... 91
2.6.1. Khái niệm chung………………………………………... 91
2.6.2. Dao động cưỡng bức của toa xe hai hệlò xo theo
phương ngang………………………………………………………... 97
BG Động lực học đoàn tàu http://www.ebook.edu.vn 164
Chương III. Tính ổn định toa xe điện ngầm……………………… 105
3.1.Tính ổn định bên trên hệthống lo xo của toa xe……………. 105
3.1.1. Phương pháp xác định chiều cao tâm nổi của toa xe có
một hệlò xo………………………………………………………….. 106
3.1.2. Phương pháp xác định chiều cao tâm nổi của toa xe điện
ngầm có hai hệlò xo………………………………………………… 108
3.2. Chỉtiêu ổn định chống lật của toa xe tàu điện ngầm……… 112
3.2.1. Khái niệm vềhệsố ổn định chiều ngang……………… 112
3.2.2. Tính toán hệsố ổn định chiều ngang của toa xe một hệ
lo xo………………………………………………………………….. 113
3.2.3. Tính toán hệsố ổn định chiều ngang của toa xe điện
ngầm…………………………………………………………………. 116
3.3. Chỉtiêu ổn định chống trật bánh…………………………… 118
3.3.1. Chỉtiêu vềlực dọc……………………………………... 118
3.3.2. Điều kiện độc lập vềhình học ( góc γ)………………… 123
3.3.3. Tính toán kiểm nghiệm chỉtiêu ổn định chống trật bánh 126
3.3.4. Tính toán, kiểm nghiệm chỉtiêu ổn định chống trật bánh
dưới tác dụng của lực dọc ( điều kiện bổxung)……………….. 129
Chương IV. Tính bình ổn của toa xe……………………………… 132
4.1. Khái niệm chung……………………………………………. 132
4 .2. Ảnh hưởng của chấn động đối với con người……………… 132
4.3. Tiêu chuẩn đánh giá tính bình ổn của toa xe………………. 133
4.3.1. Tiêu chuẩn đánh giá tính bình ổn đối với toa xe hàng…. 133
4.3.2. Tiêu chuẩn đánh giá tính bình ổn với toa xe khách……. 134
Chương V. Lực dọc đoàn tàu………………………………………. 140
5.1. Khái niệm về động lực học chiều dọc đoàn tàu……………... 140
5.1.1. Các chế độvận động chiều dọc đoàn tàu………………. 140
5.1.2. Các mô hình cơhọc đểnghiên cứu động lực học chiều
BG Động lực học đoàn tàu http://www.ebook.edu.vn 165
dọc đoàn tàu…………………………………………………………. 141
5.1.3. Hệthống phương trình vi phân mô tả động lực học chiều
dọc của đoàn tàu………………………………………………. 142
5.2. Lực tác dụng dọc do va chạm giữa hai toa xe khi dồn lập
tàu…………………………………………………………………… 144
5.3. Bài toán va chạm của hai nhóm toa xe……………………… 148
Chương VI. Biện pháp nâng cao tính năng động lực học giá
chuyển hướng trong điều kiện vận hành cao tốc…………………. 155
6.1. Tính năng của giá chuyển hướng cao tốc………………….. 155
6.1.1. Tính ổn định khi vận hành tốc độcao…………………. 155
6.1.2. Tính năng thông qua đường cong……………………… 156
6.1.3. Nhẹhóa trọng lượng của giá chuyển hướng…………… 161
Mục lục……………………………………………………………… 162
Tài liệu tham khảo



Tài liệu tham khảo 

1. E.M. Dopravolscaia. 
Đoàn tàu điện Mê trô (bản tiếng nga) NXB Mát cơva 2003 
2. C.V Verơxinskii 
Động lực học toa xe (bản tiếng nga ) NXB Mát cơva 2000 
3. Vương Phúc Kiến 
Động lực học toa xe (bản tiếng trung quốc) NXB Bắc kinh 1993 
4. V.A. Lazarian 
Ổn định chuyển động và dao động toa xe (bản tiếng nga) NXB mát cơva 1994. 
5. Lê Văn Doanh 
Ổn định động lực học toa xe (bài giảng cao học) 1999 
6. Dương Hồng Thái – Lê Văn Doanh – Lê Văn Học . 
Kết cấu tính toán toa xe NXB giao thông vận tải 1995. 
7. Lê Văn Doanh 
Thí nghiệm động lực học và độbền toa xe (bài giảng cao học) 2000. 




Nguyên nhân sản sinh chấn động của ĐMTX.

ĐMTX có kết cấu treo đàn tính, đó là một hệ thống dao động nhiều độ tự do. Khi toa xe chạy trên đường ray, dưới tác dụng của các lực theo phương thẳng đứng và nằm ngang, toa xe sản sinh một quá trình chấn động hết sức phức tạp.
Muốn hiểu rõ được đặc tính chấn động quyết định điều kiện đảm bảo tính êm dịu và ổn định trên đường ray. Trước hết, ta phải tìm hiểu về các nguyên nhân gây nên chấn động của ĐMTX.


Các nguyên nhân gây nên chấn động của toa xe, ta có thểphân thành 2 loại:
1- Do trạng thái kết cấu của mặt đường và ray
2- Do trạng thái và kết cấu của ĐMTX
Ngoài ra khi có sự biến đổi của lực kéo, lực hãm cũng gây nên chấn động của ĐMTX. Dưới đây ta sẽ nghiên cứu sâu về các nguyên nhân gây ra chấn động của ĐMTX


NỘI DUNG:


- Chương I . Tác dụng tương hỗ giữa toa xe điện ngầm và đường sắt
- Chương II. Lý thuyết về dao động toa xe điện ngầm
- Chương III. Tính ổn định toa xe điện ngầm
- Chương IV. Tính bình ổn của toa xe
- Chương V. Lực dọc đoàn tàu
- Chương VI. Biện pháp nâng cao tính năng động lực học giá chuyển hướng trong điều kiện vận hành cao tốc.


Chương I . Tác dụng tương hỗgiữa toa xe điện ngầm và đường
sắt…………………………………………………………………… 1
I. Nguyên nhân sản sinh và hình thức chấn động của toa xe điện
ngầm………………………………………………………………… 1
1.1. Nguyên nhân sản sinh chấn động của toa xe………………… 1
1.1.1. Kết cấu và trạng thái của đường sắt làm sản sinh chấn
động của toa xe……………………………………………………… 1
1.1.2. Dao động của toa xe do kết cấu của bộtrục bánh gây ra 5
1.2. Các hình thức chấn động cơbản của toa xe…………………. 9
II. Sựtác dụng tương hỗgiữa toa xe điện ngầm với đường sắt….. 13
2.1. Tác dụng tương hỗgiữa toa điện ngầm và đường sắt theo
chiều thẳng đứng……………………………………………………. 13
2.1.1. Lực động tác dụng lên bánh xe khi chuyển động qua
vùng lõm của đường không đàn tính………………………………… 13
2.1.2. Lực động tác dụng lên bánh xe khi chuyển động qua
vùng lõm của đường đàn tính……………………………………….. 16
2.1.3. Tác dụng tương hỗgiữa bánh xe và đường khi ra khỏi
vùng lõm có xét tới đàn tính của đường…………………………….. 20
2.1.4. Tác dụng động lực giữa bánh xe và ray gây ra bởi dao
động của khối lượng bên trên lò xo………………………………… 22
2.2. Tác dụng tương hỗgiữa toa xe và đường theo chiều nằm
ngang………………………………………………………………… 25
2.2.1. Các vịtrí của toa xe điện ngầm khi vào đường cong……. 25
2.2.2. Lực tác dụng lên toa xe theo chiều nằm ngang khi qua
đường cong…………………………………………………………... 28
BG Động lực học đoàn tàu http://www.ebook.edu.vn 163
Chương II. Lý thuyết vềdao động toa xe điện ngầm…………….. 31
2.1. Các khái niệm cơbản vềdao động của hệcơhọc………….. 31
2.1.1. Khối lượng…………………………………………….. 31
2.1.2. Phần tử đàn hồi ....…………………………………….. 31
2.1.3. Phần tửgiảm chấn…………………………………….. 32
2.1.4. Sốbậc tựdo của hệcơhọc……………………………. 33
2.1.5. Dao động điều hòa…………………………………….. 33
2.2. Dao động của hệmột bậc tựdo…………………………….. 41
2.2.1. Dao động tựdo điều hòa……………………………….. 41
2.2.2. Dao động tựdo có cản…………………………………. 45
2.2.3. Dao động cưỡng bức không có lực cản………………… 51
2.2.4. Quá trình chuyển tiếp của dao động cưỡng bức………… 54
2.2.5. Dao động cưỡng bức với giảm chấn thủy lực…………… 57
2.3. Dao động của hệhai bậc tựdo………………………………. 62
2.3.1. Khái niệm……………………………………………….. 62
2.3.2. Dao động tựdo của hệhai bậc tựdo……………………. 63
2.3.3. Dao động cưỡng bức không có cản của hệhai bậc tựdo.. 67
2.4.Dao động của toa xe một hệlò xo trong mặt phẳng thẳng
đứng………………………………………………………………….. 71
2.4.1. Bài toán dao động tựdo………………………………….. 71
2.4.2. Bài toán dao động cưỡng bức……………………………. 74
2.5. Dao động thẳng đứng của toa xe hai hệlò xo………………. 79
2.5.1. Dao động thẳng đứng tựdo……………………………… 79
2.5.2. Dao động cưỡng bức trong mặt phẳng thẳng đứng……… 83
2.6. Dao động ngang của toa xe điện ngầm................................... 91
2.6.1. Khái niệm chung………………………………………... 91
2.6.2. Dao động cưỡng bức của toa xe hai hệlò xo theo
phương ngang………………………………………………………... 97
BG Động lực học đoàn tàu http://www.ebook.edu.vn 164
Chương III. Tính ổn định toa xe điện ngầm……………………… 105
3.1.Tính ổn định bên trên hệthống lo xo của toa xe……………. 105
3.1.1. Phương pháp xác định chiều cao tâm nổi của toa xe có
một hệlò xo………………………………………………………….. 106
3.1.2. Phương pháp xác định chiều cao tâm nổi của toa xe điện
ngầm có hai hệlò xo………………………………………………… 108
3.2. Chỉtiêu ổn định chống lật của toa xe tàu điện ngầm……… 112
3.2.1. Khái niệm vềhệsố ổn định chiều ngang……………… 112
3.2.2. Tính toán hệsố ổn định chiều ngang của toa xe một hệ
lo xo………………………………………………………………….. 113
3.2.3. Tính toán hệsố ổn định chiều ngang của toa xe điện
ngầm…………………………………………………………………. 116
3.3. Chỉtiêu ổn định chống trật bánh…………………………… 118
3.3.1. Chỉtiêu vềlực dọc……………………………………... 118
3.3.2. Điều kiện độc lập vềhình học ( góc γ)………………… 123
3.3.3. Tính toán kiểm nghiệm chỉtiêu ổn định chống trật bánh 126
3.3.4. Tính toán, kiểm nghiệm chỉtiêu ổn định chống trật bánh
dưới tác dụng của lực dọc ( điều kiện bổxung)……………….. 129
Chương IV. Tính bình ổn của toa xe……………………………… 132
4.1. Khái niệm chung……………………………………………. 132
4 .2. Ảnh hưởng của chấn động đối với con người……………… 132
4.3. Tiêu chuẩn đánh giá tính bình ổn của toa xe………………. 133
4.3.1. Tiêu chuẩn đánh giá tính bình ổn đối với toa xe hàng…. 133
4.3.2. Tiêu chuẩn đánh giá tính bình ổn với toa xe khách……. 134
Chương V. Lực dọc đoàn tàu………………………………………. 140
5.1. Khái niệm về động lực học chiều dọc đoàn tàu……………... 140
5.1.1. Các chế độvận động chiều dọc đoàn tàu………………. 140
5.1.2. Các mô hình cơhọc đểnghiên cứu động lực học chiều
BG Động lực học đoàn tàu http://www.ebook.edu.vn 165
dọc đoàn tàu…………………………………………………………. 141
5.1.3. Hệthống phương trình vi phân mô tả động lực học chiều
dọc của đoàn tàu………………………………………………. 142
5.2. Lực tác dụng dọc do va chạm giữa hai toa xe khi dồn lập
tàu…………………………………………………………………… 144
5.3. Bài toán va chạm của hai nhóm toa xe……………………… 148
Chương VI. Biện pháp nâng cao tính năng động lực học giá
chuyển hướng trong điều kiện vận hành cao tốc…………………. 155
6.1. Tính năng của giá chuyển hướng cao tốc………………….. 155
6.1.1. Tính ổn định khi vận hành tốc độcao…………………. 155
6.1.2. Tính năng thông qua đường cong……………………… 156
6.1.3. Nhẹhóa trọng lượng của giá chuyển hướng…………… 161
Mục lục……………………………………………………………… 162
Tài liệu tham khảo



Tài liệu tham khảo 

1. E.M. Dopravolscaia. 
Đoàn tàu điện Mê trô (bản tiếng nga) NXB Mát cơva 2003 
2. C.V Verơxinskii 
Động lực học toa xe (bản tiếng nga ) NXB Mát cơva 2000 
3. Vương Phúc Kiến 
Động lực học toa xe (bản tiếng trung quốc) NXB Bắc kinh 1993 
4. V.A. Lazarian 
Ổn định chuyển động và dao động toa xe (bản tiếng nga) NXB mát cơva 1994. 
5. Lê Văn Doanh 
Ổn định động lực học toa xe (bài giảng cao học) 1999 
6. Dương Hồng Thái – Lê Văn Doanh – Lê Văn Học . 
Kết cấu tính toán toa xe NXB giao thông vận tải 1995. 
7. Lê Văn Doanh 
Thí nghiệm động lực học và độbền toa xe (bài giảng cao học) 2000. 



M_tả

M_tả

Không có nhận xét nào: