Компьютерное моделирование продольной динамики железнодорожных цистерн с учетом возможного недолива котла

Abstract

Разработан алгоритм моделирования продольной динамики железнодорожных цистерн с учетом возможного недолива котла, позволяющий оперативно исследовать эксплуатационные ситуации, связанные с динамикой наливного подвижного состава. Реализация предлагаемого подхода осуществляется в два этапа: разработка моделей для гидродинамического анализа жидкого груза в котле цистерны и разработка динамической модели вагона-цистерны. Первый этап выполняется с использованием программного комплекса ANSYS, где на основе конечноэлементных расчетов определяются траектории движения центра масс жидкого тела и силы его вязкого сопротивления в относительном движении. Разработка на втором этапе твердотельной динамической модели вагона-цистерны в программном комплексе «Универсальный механизм» с применением данных, полученных на первом этапе, позволяет получить динамические характеристики вагона. Выполнена апробация применительно к железнодорожной цистерне модели 15-1443. Установлено, что учет подвижности жидкого тела относительно котла вагона-цистерны существенно влияет на ее динамику.

Simulation of direct dynamics of railway cisterns taking into account a possible incomplete filling of the boiler is developed, allowing operatively to examine operation the situations linked with dynamics of a bulk rolling stock. Realisation of an offered method is carried out in two stages: working out of models for the hydrodynamic analysis of a liquid weight in a boiler of the cistern and working out of dynamic model of the tankcar. The first stage is executed with use of program complex ANSYS where on the fundamentals finite-elements calculations trajectories of movement of the centre of masses of a liquid and force of its viscous drag in relative movement are defined. Working out at the second stage of solid-state dynamic model of the tankcar in a program complex «Universal mechanism» with application of the data received at the first stage, allows to receive wagon dynamic characteristics. Method approbation with reference to the railway cistern of model 15-1443 is executed. It is installed that the account of movability of a liquid concerning a tankcar boiler essentially influences its dynamics.