Обоснование применения планировщика откосов балластной призмы в технологическом процессе модернизации железнодорожного пути

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

ЭНХ-АМГАЛАН Алтангэрэл. Обоснование выбора серии электровоза для Улан-баторской железной дороги [Текст] / Алтангэрэл ЭНХ-АМГАЛАН // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. -Омск. - 2016. - № 2 (26). - С. 10 - 18.

BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

ENKH-AMGALAN Altangerel Rationale for selection series electric lovomotives ulaanbaatar railway. Journal of Transsib Railway Studies, 2016, vol. 26, no. 2, pp. 10 - 18. (In Russian).

УДК 625.144.5: 625.173.2/5

12 2 С. В. Базилевич , В. А. Глотов , А. В. Зайцев

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация, 2Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС), г. Новосибирск, Российская Федерация

ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПЛАНИРОВЩИКА ОТКОСОВ БАЛЛАСТНОЙ ПРИЗМЫ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ МОДЕРНИЗАЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

Аннотация. Разработана конструкция рабочего органа планировщика откосов для выправочно-подбивочно-отделочной машины ВП0-3000.

На основе проведенного анализа существующих конструкций планировщиков балласта путевых машин (ВПО-3000, СЗП-600Р, ПБ-01, СС-3, ЭЛБ-3МК, ЭЛБ-4К), находящихся в эксплуатации на сети ЗападноСибирской железной дороги, выбран наиболее подходящий аналог - плуг машины СЗП-600Р. В предлагаемом проекте конструкция всех структурных элементов плуга СЗП-600Р была изменена с учетом требуемых траекторий движения планировщика откосов и его геометрической компоновки на машине ВПО-3000, а также с учетом требований, предъявляемых к конструкции и состоянию верхнего строения пути, в частности, щебеночной балластной призмы, после проведения работ по ее очистке щебнеочистительной машиной СЧ-600.

Выбор геометрических параметров и расчет конструкции элементов планировщика откосов выполнены с применением программы APMWinMashin согласно реальным условиям эксплуатации и действующим нагрузкам, в частности:

стрела с плугом находится в рабочем положении и осуществляет срезание и сдвижку неочищенного балласта за опоры контактной сети;

стрела раскрыта на максимальный угол ф; плуги не раскрываются и располагаются вдоль оси стрелы.

Разработанная конструкция планировщика откосов позволяет производить удаление загрязненного участка балластной призмы от железнодорожного пути и другие операции по планированию откосов призмы.

Предлагаемый проект усовершенствования машины ВПО-3000 позволяет исключить из технологического процесса модернизации железнодорожного полотна дополнительную машину по удалению загрязненного участка балластной призмы, что обеспечивает снижение себестоимости производимых работ.

Ключевые слова: железнодорожный путь, путевые машины, выправочно-подбивочно-отделочная машина, планировщик откосов, балластная призма, модернизация железнодорожного полотна, снижение себестоимости производимых работ.

1 2 2 Svetlana V. Bazilevich , Victor A. Glotov , Alexander V. Zaytsev

1Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation, 2Siberian State Transport University (SSTU), Novosibirsk, the Russian Federation

JUSTIFICATION OF SCHEDULER SLOPES THE BALLAST TECHNOLOGICAL PROCESS MODERNIZATION RAILWAY TRACK

Abstract. The design of the working body planner slopes for liner-tamping-finishing machine VPO-3000.

Based on the analysis of existing designs ofplanners ball-fin track machines (VPO-3000, SZP-600R, PB-01, SS-3, ELB-3MK, ELB-4K), finding to operate on a network of West-Siberian Railway selected under the most-walked analogue - plow machine SZP-600r. The proposed project design of all structural elements of the plow SZP-600R has been

changed in view of the desired trajectories scheduler slopes and its geometrical layout on the machine VPO-3000, as well as taking into account the requirements of the design and of top-Story-of way, in particular gravel ballast, after work on her cleaning ballast cleaner MF-600.

The selection of geometric parameters and the calculation of design elements scheduler slopes are made using APM WinMashin programs according to the real conditionscess of the load operation and, in particular:

arrow with the plow is in working position and performs cutting and Zdzvizhkou crude ballast for support of contact network;

arrow disclosed at the maximum angle ф; plows are not disclosed and are located along the axis of the boom.

The developed design planner slopes allows removal of contaminated ballast portion of the railway line, as well as other operators, radio planning prism slopes.

The proposed project will improve the machine VPO-3000 allows the excluded-tained from the technological process of modernization of railroad tracks Add-tional machine to remove the contaminated site ballast, which reduces the cost of performing the work.

Keywords: railway, track machines, straightening - tamping - finishing machine, planner slopes. Ballast prism, modernization of the railway, reducing the cost of work performed.

Балластная призма железнодорожного пути предназначена для восприятия, упругой переработки и передачи на земляное полотно динамического давления от колес подвижного состава. В процессе эксплуатации происходит постепенное засорение балластной призмы сыпучими грузами с проходящих поездов, мелкими фракциями грунта и мелкими частицами щебня при его разрушении под воздействием поездной нагрузки. При этом балластная призма теряет свои первоначальные свойства, ухудшается ее дренирующая способность.

Необходимо своевременно производить очистку щебня либо его замену. Для этих целей существуют специальные щебнеочистительные машины (СЧ-600, СЧ-601, RM-80, RM-2002 и т. д.) [1]. При ремонте пути с сохранением разделительного слоя балластной призмы - дорогостоящего геотекстиля и пенополистирола, уложенных ранее, щебнеочистительными машинами загрязненный щебень вынимается из верхней части призмы (на высоте 5 - 7 см над разделительным слоем) [6, 7]. Рабочая площадка пути планируется таким образом, чтобы разделительный слой был несколько выше, чем планируемая обочина. Это обеспечивает вымывание дождевой водой, просачивающейся через очищенную призму, вновь попадающих засорителей (рисунок 1 , а).

По данным дирекции по ремонту пути Западно-Сибирской железной дороги в настоящее время начальная загрязненность щебеночного балласта по весу при укладке в путь составляет 10 %. Это обусловлено не только наличием некоторого количества засорителей во вновь отсыпаемом щебне, а в основном остатками неочищенного щебня в балластной призме. Так, после прохода щебнеочистительной машины остается неочищенным участок (валик) с полевой стороны призмы (рисунок 1, б), препятствующий оттоку воды, что негативно сказывается на состоянии призмы в целом.

Штатный планировщик откосов, устанавливаемый на выправочно-подбивочно-отделочной машине ВПО-3000 [2, 3], не может обеспечить срезание и сдвиг на обочину неочищенного участка балластной призмы, а использование совместно с ВПО-3000 машины, обеспечивающей данные операции, является довольно затратным, а иногда и трудновыполнимым из-за разноподчиненности данных типов машин. Таким образом, возникла необходимость в разработке планировщика откосов балластной призмы для использования его в технологическом процессе модернизации железнодорожного пути с целью обеспечения снижения себестоимости производимых работ и увеличения срока службы балласта.

В 2015 г. дирекцией по ремонту пути Западно-Сибирской железной дороги кафедре «Подъемно-транспортных, путевых, строительных и дорожных машин» СГУПСа было предложено разработать проект нового планировщика откосов и его установки на машину ВПО-3000.

Ё^И ИЗВЕСТИЯ Транссиба 19

На основе проведенного анализа существующих конструкций планировщиков балласта действующих путевых машин (ВПО-3000, СЗП-600Р, ПБ-01, СС-3, ЭЛБ-3МК, ЭЛБ-4К) выбран наиболее подходящий аналог - плуг машины СЗП-600Р (рисунок 2).

а

б

Рисунок 1 - Поперечный разрез балластной призмы: а - нормальный отток дождевой воды; б - застой воды при наличии неочищенного участка

Рисунок 2 - Планировочный плуг СЗП-600Р: 1 и 2 - транспортные упоры; 3 и 5 - гидроцилиндры наклона отвалов и балки; 4 - корпус машины; 6, 7 и 11 - корневой, опорный и нижний поворотный кронштейны; 8 - балка; 9 - поворотные отвалы; 10 - гидроцилиндры поворота отвалов; 12 - петлевой шарнир соединения отвалов; 13, 15 - универсальные шарнирные узлы; 14 - гидроцилиндр поворота балки в плане; 16 - упор

В предлагаемом проекте конструкция всех структурных элементов плуга СЗП-600Р была изменена с учетом требуемых траекторий движения планировщика откосов и его местоположения на машине ВПО-3000 (рисунок 3).

б

Рисунок 3 - Рабочее положение планировщика при удалении неочищенного участка:

а - в плане; б - с торца машины

Рисунок 4 - Общий вид планировщика откосов

Разработанный планировщик (рисунок 4) состоит из стрелы 1, которая через ось закреплена в кронштейне 2 и имеет возможность подъема и опускания (направление А) с помощью гидроцилиндра 4. Кронштейн 2 также посредством оси закреплен в опоре 3 и имеет возможность поворачиваться в горизонтальной плоскости (направление Б) гидроцилиндром 12, тем самым обеспечивая необходимый угол раскрытия стрелы (направление Е). Опора 3 закреплена неподвижно на ферме машины посредством сварки. На конце стрелы расположен кронштейн 6, который имеет возможность поворота в вертикальной плоскости (направление В) с помощью гидроцилиндра 5. К нижней части кронштейна приварена соединительная плита 11 . В нижней части этой плиты имеется отверстие для закрепления оси, на которой располагается правая часть плуга 8 и левая 7. Правая часть поворачивается вокруг оси (направление Д) с помощью гидроцилиндра 9, а левая - с помощью двух гидроцилиндров 10 (направление Г). Гидроцилиндр 12 корпусом закреплен в поворотном кронштейне 13, который через ось закреплен в опоре 14, расположенной на ферме машины.

Стрела (рисунок 5, а) спроектирована из условий обеспечения необходимого вылета относительно продольной оси пути и необходимого заглубления относительно уровня головки рельса. Стрела имеет сварную конструкцию, в сечении имеет форму квадратной

а

б

а

№ 2(26) ЛЛЯ л I11Г1 Г( Till Транссиба 21

=2016

трубы, что обеспечивает ее достаточную прочность под действием нагрузок и отсутствие чрезмерных деформаций.

Плуг (рисунок 5, б) предназначен для резания балласта и его сдвига. Одна часть плуга имеет меньшую длину, что обеспечивает его вписывание при транспортном положении в имеющуюся нишу на раме машины (рисунок 6).

а б

Рисунок 5 - Элементы планировщика: а - стрела; б - плуг

Обе части плуга имеют высоту 750 мм, что вполне достаточно для решаемой нами задачи. Длина меньшей части плуга составляет 780 мм, длина большей - 1200 мм. В сечении плуги имеют форму треугольника. С торца большей части плуга имеется два выступающих кронштейна для закрепления на них гидроцилиндров поворота плуга, а с торца меньшей части - один кронштейн.

Рисунок 6 - Транспортное положение планировщика Были рассмотрены два случая нагружения плуга:

стрела с плугом находится в рабочем положении и осуществляет срезание и сдвижку неочищенного балласта за опоры контактной сети (рисунок 7, а);

стрела раскрыта на максимальный угол ф; плуги не раскрываются и располагаются вдоль оси стрелы (рисунок 7, б).

На основе рассмотренных схем нагружения установлено, что максимальные нагрузки планировщика возникают при максимальном раскрытии стрелы (см. рисунок 7, б). По нагрузкам данного рабочего состояния было произведено определение напряжений и деформаций, возникающих в различных элементах конструкции (стрела (рисунок 8, а), кронштейны, плуги (рисунок 8, б), опоры на основе их трехмерных моделей, созданных в программном комплексе APM WinMashin (модули Studio и Structure 3D). По результатам расчетов внесены необходимые изменения в конструкцию отдельных элементов для обеспечения требуемых параметров прочности и жесткости [8, 10].

Исходя из максимальных действующих нагрузок произведено определение силовых и мощностных параметров элементов гидропередачи и разработана ее принципиальная схема.

Установлено, что мощности энергетической установки машины ВПО-3000 достаточно для обеспечения одновременной работы двух планировщиков откосов (с каждой стороны машины) в режиме работы машины по разуплотнению балласта (требуемая мощность - 110 кВт, при свободной - 170 кВт).

Разработанная конструкция планировщика откосов позволяет производить удаление загрязненного участка балластной призмы (после прохода щебнеочистительной машины) на необходимое удаление (рисунок 9) от железнодорожного пути (за пределы контактной сети), что приведет к уменьшению начальной загрязненности щебеночного балласта (по весу) до 5 %, соответствующей техническим требованиям норм содержания железнодорожного пути [9].

Рисунок 9 - Удаление неочищенного участка балластной призмы модернизированной машиной ВП0-3000 Срок службы балласта [9]

Т =

Б - й сТ

где Б = 40 % - максимально допустимая степень загрязнения щебеночного балласта перед очисткой или заменой; Тг - грузонапряженность, млн ткм (брутто)/км в год; с - интенсивность загрязнения и засорения щебеночного балласта, процент по весу за период перевозки по пути 1 млн т грузов (брутто) (таблица 1).

Таблица 1 - Примерные значения интенсивности загрязнения и засорения щебеночного балласта с, процент по весу

Род балласта, тип рельсов Число шпал Расстояние от мест погрузки сыпучих грузов, км

на 1 км пути более 200 200 - 100 менее 100

Щебеночный балласт с рельсами Р65 1840 0,18 0,23 0,38

В таблице 2 представлены результаты расчета по формуле (1) срока службы балласта Тб в зависимости от группы пути по грузонапряженности до применения планировщика балласта на машине ВП0-3000 и после его установки для расстояния от мест погрузки сыпучих грузов более 200 км.

Таблица 2 - Данные расчета по формуле (1) срока службы балласта Тб в зависимости от группы пути по грузонапряженности до применения планировщика балласта на машине ВПО-3000 и после его установки для расстояний от мест погрузки сыпучих грузов более 200 км

Группа пути Грузонапряженность 7г, млн ткм брутто/ км в год Срок службы балласта Тб, годы

до применения планировщика балласта на машине ВПО после установки планировщика балласта на машине ВПО-3000 увеличение срока службы балласта, %

А Более 80 до 2,08 до 2,43 16,8

Б 51 - 80 2,08...3,26 2,43.3,81 16,8.16,9

В 26 - 50 3,33 ..6,41 3,88.7,48 16,5.16,7

Г 11 - 25 6,66.15,1 7,78.17,7 16,8.17,1

Д 6 - 10 16,7.27,8 19,4.32,4 16,7

Расчетная себестоимость [5, 6] модернизации машины ВПО-3000, включающая в себя проектирование, изготовление планировщика откосов и его монтаж на машину взамен штатного планировщика, составила 132,3 тыс. р. Экономический эффект с учетом выполнения операций по разуплотнению балласта и удалению загрязненного участка балластной призмы одной машиной ВП0-3000 (без привлечения машины СЗП-600Р) составил 1300 тыс. р./год, что обеспечивает окупаемость модернизации за один год.

Разработанная конструкция планировщика откосов на базе машины ВП0-3000 позволяет исключить из технологического процесса модернизации железнодорожного полотна дополнительную машину по удалению загрязненного участка балластной призмы, что обеспечивает снижение себестоимости производимых работ и увеличивает срок службы балласта на 16,5 - 17,1 % при расстоянии от мест погрузки сыпучих грузов более 200 км.

Список литературы

1. Путевые машины. Полный курс: Учебник [Текст] / Под ред. М. В. Поповича, В. М. Бу-гаенко. - М., 2009. - 860 с.

2. Альбом чертежей выправочно-подбивочной отделочной машины ВП0-3000 [Текст]. -М., 1973. - Т. 1 - 4.

3. Гальперин, М. И. Строительные машины [Текст] / М. И. Гальперин, Н. Г. Домбров-ский. - М., 1990. - 170 с.

4. Ревдов, Н. И. Расчет экономической эффективности путевых машин [Текст] / Н. И. Ревдов. - М.,1995. - 174 с.

5. Глотов, В. А. Обоснование применения путевой снегоуборочной машины ПСМ-С для очистки станционных путей от снега [Текст] / В. А. Глотов, А. В. Зайцев // Экономика железных дорог. - 2013. - № 7. - С. 85 - 89.

6. Зайцев, А. В. Использование рабочего органа с горизонтальными роторами на щебне-очистительной машине [Текст] / А. В. Зайцев, В. Н. Анферов // Экономика железных дорог. -2013. - № 5. - С. 68 - 75.

7. Зайцев, А. В. Обоснование применения рабочего органа с горизонтальными роторами на щебнеочистительных машинах СЧ-601 [Текст] / А. В. Зайцев, В. Н. Анферов // Вестник Сибирского гос. ун-та путей сообщения. - 2014. - № 30. - С. 55 - 59.

8. Базилевич, С. В. Организационно-технологические показатели эксплуатации выпра-вочно-подбивочно-рихтовочных машин циклического действия [Текст] / С. В. Базилевич, А. В. Зайцев, С. М. Кузнецов // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. -Омск. - 2015. - № 2. - С. 115 - 122.

9. Басилов, В. В. Справочник инженера-путейца. [Текст] / В. В. Басилов, М. А. Чернышев. - М.: Транспорт, 1972. - 520 с.

10. Базилевич, С. В. Модели показателей эксплуатации выправочно-подбивочно-рихтовочных машин ВПР-02 и ВПРС-02 [Текст] / С. В. Базилевич, А. В. Зайцев, С. М. Кузне-

№ 2(26) ЛЛ4 Л I11Г1 Г( Till Транссиба 25

2016

цов // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2015. - № 3. -С. 109 - 118.

References

1. Popovich M. V., Bugaenko V. M., Volkovoynov B. G. Putevyye mashiny (Etalon Track machines). Moscow, 2009, 860 p.

2. Al'bom chertezhey vypravochno-podbivochnoy otdelochnoy mashiny VPO-3000 (The album of drawings liner-tamping finisher VP0-3000). Moscow, 1973, T. 1 - 4.

3. Halperin M. I., Dombrowski N. G. Stroitel'nyye mashiny (Construction machinery). Moscow, 1990, 170 p.

4. Revdov N. I. Raschet ekonomicheskoy effektivnosti putevykh mashin (The calculation of the economic efficiency of traveling cars). Moscow, 1995, 174 p.

5. Glotov V. A., Zaitsev A. V. Rationale for the use of track snowplow PSM-C for the treatment of station tracks from snow [Obosnovaniye primeneniya putevoy snegouborochnoy mashiny PSM-S dlya ochistki stantsionnykh putey ot snega]. Ehkonomika zheleznyh dorog - Economy railways, 2013, no. 7, pp. 85 - 89.

6. Zaitsev A. V., Anferov V. N. Using the working body with horizontal axis on the ballast cleaner [Ispol'zovaniye rabochego organa s gorizontal'nymi rotorami na shchebneochistitel'noy mashine]. Ehkonomika zheleznyh dorog - Economy railways, 2013, no. 5, pp. 68 - 75.

7. Zaitsev A. V., Anferov V. N. Rationale for the use of the working body with horizontal axis on the ballast cleaner SCH-601 [Obosnovaniye primeneniya rabochego organa s gorizontal'nymi rotorami na shchebneochistitel'nykh mashinakh SCH-601]. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo universiteta putey soobshcheniya - Bulletin of the Siberian state University of means of communication, 2014, no. 30, pp. 55 - 59.

8. Bazilevich S. V., Zaitsev A. V., Kuznetsov S. M. Organizational and technological parameters of operation of the liner-tamping-straightening machines cyclic action [Organizacionno-tehnologicheskie pokazateli ekspluatacii vipravochno-podbivochno-rihtovochnih mashin ciklich-eskogo deistviya]. Izvestiia Transsiba - The journal of Transsib Railway Studies, 2015, no. 2 (22), pp. 115 - 122.

9. Basilov V. V., Chernyshev M. A. Spravochnik inzhenera-puteytsa (Reference railway engineer). Moscow, 1972, Т. 2, 520 p.

10. Bazilevich S. V., Zaytsev A. V., Kuznetsov S. M. Model performance liner-tamping-straightening machines VPR-02 and VPRS-02 [Modeli pokazatelei ekspluatacii vipravochno-podbivochno-rihtovochnih mashin VPR-02 i VPRS-02]. Izvestiia Transsiba - The journal of Transsib Railway Studies, 2015, no. 3 (23), pp. 109 - 118.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Базилевич Светлана Викторовна

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Менеджмент, маркетинг и коммерция», ОмГУПС.

E-mail: bcv65@mail.ru

Глотов Виктор Анатольевич

Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС).

Дуси Ковальчук ул., 191, г. Новосибирск, 630049, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Подъемно-транспортные, путевые, строительные и дорожные машины», СГУПС.

E-mail: v.glotov@ngs.ru

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Bazilevich Svetlana Viktorovna

Omsk State Transport University (OSTU).

35, Marx st., Omsk, 644046, the Russion Federation.

Ph. D. in Engineering, Associate Professor of the department «Management, marketing and commerce», OSTU.

E-mail: bcv65@mail.ru

Glotov Victor Anatolyevich

Siberian State Transport University (SSTU).

191, Dusi Kovalchuk st., Novosibirsk, 630049, the Russion Federation.

Ph. D. in Engineering, Associate Professor of the department «Lifting-transport, travel, construction and road machines», SSTU.

E-mail: v.glotov@ngs.ru

Zaytsev Alexander Vasilyevich

Siberian State Transport University (SSTU).

Зайцев Александр Васильевич

Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС).

Дуси Ковальчук ул., 191, г. Новосибирск, 630049, Российская Федерация.

Старший преподаватель кафедры «Подъемно -транспортные, путевые, строительные и дорожные машины», СГУПС.

E-mail: zaitsev.zaw@yandex.ru

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

191, Dusi Kovalchuk st., Novosibirsk, 630049, the Russion Federation.

Engineer Master, senior Lecturer of the «Lifting-transport, travel, construction and road machines», SSTU. E-mail: zaitsev.zaw@yandex.ru

BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Базилевич, С. В. Обоснование применения планировщика откосов балластной призмы в технологическом процессе модернизации железнодорожного пути [Текст] / С. В. Базилевич, В. А. Глотов, А. В. Зайцев // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2016. - № 2 (26). - С. 18 - 27.

Bazilevich S. V., Glotov V. A., Zaytsev A. V. Justification of scheduler slopes the ballast technological process modernization railway track. Journal of Transsib Railway Studies, 2016, vol. 26, no. 2, pp. 18 - 27. (In Russian).

УДК 629.4; 534-16; 62.752; 621:534;833; 888.6

С. В. Елисеев, А. П. Хоменко

Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС), г. Иркутск, Российская Федерация

ФОРМЫ СОВМЕСТНЫХ ДВИЖЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ТРЕХМАССОВОЙ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ: ВЛИЯНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ЖЕСТКОСТЕЙ

Аннотация. Предлагается метод оценки динамических свойств механических колебательных систем с несколькими степенями свободы. Метод основан на преобразованиях характеристического частотного уравнения системы. Для преобразований вводятся понятия динамических жесткостей по отношению к отдельным элементам, их блокам и системы в целом. Преобразование характеристического частотного уравнения производится при использовании понятия об обобщенной парциальной системе. Такая система представляет собой последовательное соединение двух парциальных систем обычного вида. В результате преобразований характеристическое частотное уравнение интерпретируется как сумма динамических жесткостей, равная нулю. В физическом смысле это означает, что суммирование предполагает приведение жесткостей отдельных элементов и блоков к некоторой опорной базе, которой выступает парциальная система с приложенным к ней внешним возмущением. Использование метода ориентировано на задачи управления динамическим состоянием объекта с одной степенью свободы, в частности, для решения задач вибрационной защиты. Обосновано введение квазипружин как некоторых структур в составе системы, которые могут иметь положительную, нулевую и отрицательные жесткости на определенных частотах внешнего воздействия. Показано, что режим резонансных явлений может рассматриваться как особенность поведения системы при действии гармонического возмущения и нулевой динамической жесткости системы в целом.

Фрагменты системы квазипружины в частности также могут обладать нулевой жесткостью, что проявляется через особенности совместных движений элементов системы.

Результаты исследований подтверждаются вычислительным моделированием, приводятся графики частотных зависимостей для отношений координат движения. Получен ряд аналитических соотношений для определения частот граничных условий перехода к различным режимам. Для оценки динамических свойств используются структурные математические модели и правила их преобразования.

Ключевые слова: обобщенные парциальные системы, межпарциальные связи, динамическая жесткость, квазипружины.

Sergey V. Eliseev, Andrey P. Khomenko

Irkutsk State Transport University (ISTU), Irkutsk, the Russian Federation

FORMS OF JOINT MOTION OF ELEMENT OF THREE-MASS OSCILLATING SYSTEM: INFLUENCE OF DYNAMIC STIFFNESS

Abstract. The method of an assessment of dynamic properties of mechanical oscillatory systems with several degrees offreedom is offered. The method is based on transformations of the characteristic frequency equation of system.