Введение
1. Состояние вопроса и постановка задач исследования 8
1.1. Проблема снижения динамического взаимодействия колес и рельсов при движении в кривых 8
1.2. Современные методы математического моделирования механической части рельсовых экипажей 12
1.3. Моделирование силового взаимодействия в контакте "колесо-рельс". 18
1.4. Методы математического моделирования и современные компьютерные технологии 21
1.5. Выводы и постановка основных задач исследования 24
2. Математическая модель механической части электровоза с осевой формулой 2о-2о-2о 26
2.1. Топология расчетной схемы и метод подсистем 27
2.2. Кинематика расчетной схемы 35
2.3. Описание массо-инерционных характеристик тел, входящих в состав расчетной схемы 44
2.4. Силовое взаимодействие тел, входящих в состав расчетной схемы 46
2.5. Уравнения движения системы твердых тел с замкнутыми кинематическими цепями 50
2.6. Модель системы управления поворотом тележек относительно кузова в плане 54
2.7. Выводы по главе
3. Компьютерная модель пути и контакта "колесо-рельс" 58
3.1. Макрогеометрия оси рельсового пути 58
3.2. Определение геометрических характеристик рабочего контакта "колесо-рельс" 71
3.3. Определение кинематических характеристик рабочего контакта "колесо-рельс" 82
3.4. Силовое взаимодействие в контакте "колесо-рельс"
3.4.1. Определение размеров контактного эллипса 84
3.4.2. Определение нормальных и касательных усилий в контакте 86
3.5. Моделирование контакта гребня колеса и боковой поверхности рельса 95
3 6. Выводы по главе 3
4. Методы интегрирования уравнений движения и программная реализация математической модели 100
4.1. Численное решение систем дифференциальных уравнений движения 101
4.2. Численное решение дифференциально-алгебраических уравнений движения
4.2.1. Методы решения систем дифференциально-алгебраических уравнении 106
4.2.2. Использование многошаговых методов для решения дифференциально-алгебраических уравнений 109
4.2.3. Реализация метода АВМ для решения дифференциально-алгебраических уравнения движения 112
4.2.4. Задание начальных условий 1 4.3. Дифференцирование уравнений связей со вспомогательными переменными 114
4.4. Программная реализация математической модели 1 4.4.1. Объектно-ориентированная реализация последовательной схемы вычислений 120
4.4.2. Объектно-ориентированная реализация параллельной схемы вычислений 124
4.4.3. Описание пакета программ, оценка быстродействия и эффективности параллельной схемы вычислений 128
4.4.4. Средства компьютерной анимации движения 131
Выводы по главе 4 133
5. Результаты расчетов по пассивному и управляемому прохождению криволинейных участков пути и сравнение с экспериментальными данными 134
5.1. Данные ходовых испытаний электровоза ЭП10 134
5.2. Расчет движения локомотива ЭП10 в кривых 140
5.3. Сравнение режимов пассивного и управляемого вписывания электровоза ЭП10 в криволинейные участки пути 148
5.4. Основные подходы к применению навигационных систем при управляемом прохождении локомотивом криволинейных участков пути 152
Выводы по главе 5 155
Заключение и общие выводы 156
Литература
