УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ!

А.А. Андрющенко, А.А. Зарифьян, Ю.А. Орлов. Развитие конструкций ходовой части пассажирских электровозов переменного тока: ВЛ60П/К; Sr1; ЭП1(М, П) [далее] [скрыть]

Цель: выполнить аналитическое обобщение развития конструкций ходовой части пассажирских электровозов переменного тока ВЛ60П/К, Sr1 и ЭП1(М, П), оснащенных коллекторными тяговыми двигателями, и показать преемственность технических решений от первых отечественных машин к более современным локомотивам. Методы: использован сравнительный историко-технический анализ, опирающийся как на эксплуатационную документацию, так и на личный опыт авторов. Рассмотрены основные узлы механической части: кузов, тележки, связи кузова с тележками, буксовое и кузовное подвешивание, механический тяговый привод, тяговые редукторы и колесные пары. Сопоставление выполнено по осевым формулам, способам передачи тяговых и тормозных сил, типам подвешивания тяговых двигателей и конструкционным скоростям. Результаты: установлено, что развитие ходовой части шло от электровоза ВЛ60П/К с трехосными тележками, шкворневой передачей продольных сил, листовыми рессорами и тяговым приводом первого класса к решениям, реализованным на Sr1 и ЭП1(М, П): двухосным тележкам, наклонным тягам, люлечному подвешиванию, винтовым пружинам с гидравлическими демпферами и тяговому приводу второго класса. Показана роль электровоза Sr1 как промежуточного этапа, на котором были отработаны решения, впоследствии использованные на отечественных пассажирских электровозах. Обобщены изменения конструкции колесных пар, редукторов и связей кузова с тележками. Итогом стали повышение конструкционной скорости со 110 до 140–160 км/ч и улучшение динамических качеств локомотивов. Сформирован единый ряд признаков, позволяющий проследить отказ от решений, ограничивавших скорость и увеличивавших неподрессоренные массы, в пользу более совершенных схем передачи нагрузок. Практическая значимость: материалы статьи могут использоваться при анализе эволюции отечественного электровозостроения за последние 70 лет, выборе направлений модернизации ходовой части, подготовке учебных курсов и формировании требований к перспективным пассажирским электровозам колеи 1520 мм. Также она задает основу для последующего сопоставления с электровозами ЭП10 и ЭП20 с асинхронным тяговым приводом. Ключевые слова: пассажирские электровозы переменного тока, ходовая часть, кузов, тележки, кузовное подвешивание, буксовое рессорное подвешивание, механический тяговый привод, зубчатый тяговый редуктор, колесные пары

К. В. Сливец, В. Н. Парамонов. Вариант представления поверхности нагружения и возможные ее формы в условиях двумерной задачи [далее] [скрыть]

Цель: выявление формы поверхности текучести и анализ ее изменения в зависимости от траектории нагружения. Объектом исследования является базовое понятие теории пластичности — поверхность нагружения материала. Предмет исследования — возможное представление и форма поверхности нагружения в условиях двумерной задачи. Методы: описание свойств упругости и пластичности производилось при помощи упрощенной механической модели, представляющей собой фрагмент тонкостенной трубы. Материал трубы обладает свойствами идеально упругопластической среды, что соответствует его работе по диаграмме Прандтля. Рассматривается загружение модели в перемещениях, реализуемое путем задания поворота поперечного торцевого сечения трубы. Рассмотрены различные схемы нагружения, в соответствии с которыми нейтральная ось могла как совпадать декартовыми осями в течение всего процесса нагружения, так и поворачиваться в процессе нагружения. Результирующий угол поворота сечения можно разложить на компоненты [ x, y]T, операции над которыми аналогичны операциям над компонентами вектора. Таким образом, угол поворота можно рассматривать как вектор, являющийся характеристикой нагружения механической системы и полностью определяющий ее деформированное состояние. Аналогично, если нагружение системы осуществляется посредством результирующего момента с компонентами [ x, y]T, то в этом случае однозначно определяется ее напряженное состояние. Вместе и характеризуют напряженно-деформированное состояние системы. Элементарный объем сплошного тела также можно рассмотреть как механическую систему. Для описания ее напряженно-деформируемого состояния служит соответствующий тензор. Здесь возникает определенное противоречие, так как для упрощенной механической модели характеристикой силового воздействия будет являться вектор, а для элементарного объема — тензор. Вопрос об описании тензора через некоторый вектор может быть решен с использованием представления Ильюшина, по которому девиатору напряжений ставится в соответствие вектор с определенными координатами. В этих координатах также можно изобразить поверхность нагружения и проследить динамику ее изменения. Результаты: даже для малого уровня интенсивности пластических деформаций форма и размеры поверхности нагружения сильно зависят от траектории нагружения. Для изотропного тела указанный факт может быть объяснен только трансформацией остаточных напряжений в модели. Практическая значимость: предложенный подход позволяет применить упрощенную механическую модель к анализу трансформации поверхностей нагружения (деформирования) для широкого спектра траекторий. Ключевые слова: пластичность, поверхность нагружения, поверхность деформирования, начальные напряжения

А. С. Жевак, Д. Н. Курилкин. Математическое моделирование термической устойчивости постоянных магнитов в условиях внешнего размагничивающего воздействия применительно к тяговому подвижному составу [далее] [скрыть]

Цель: разработка метода оценки остаточного ресурса постоянных магнитов тяговых синхронных двигателей локомотивов на основе сплава Nd-Fe-B с учетом температурной зависимости магнит ных свойств. Методы: в качестве методологической основы в исследовании применяется термоди намический анализ температурной эволюции магнитных свойств с использованием аналитических моделей температурной характеристики остаточной магнитной индукции, учитывающих линейные и нелинейные зависимости. Результаты: на основании степенной зависимости магнитокристал лической анизотропии от температуры получена аналитическая модель снижения коэрцитивной силы магнитов на основе сплава Nd-Fe-B при нагреве. Введен безразмерный критерий термической устойчивости, который позволяет определять условие необратимого размагничивания через отно шение рабочего размагничивающего поля к температурно-зависимой коэрцитивной силе. Предло жен способ приведения режимов работы электродвигателя к эквивалентному размагничивающему воздействию через d-составляющую тока статора. Выполнен сравнительный анализ магнитов раз личных коммерческих классов. Показано, что увеличение энергетического класса не сопровожда ется ростом термической устойчивости. Введена интегральная мера накопления деградации при циклическом нагреве. Практическая значимость: результаты работы могут быть использованы для оценки термической деградации постоянных магнитов тяговых синхронных двигателей локо мотивов, а также для прогнозирования их остаточного ресурса в различных режимах эксплуатации с учетом накопленных повреждений. Ключевые слова: постоянные магниты, nd-fe-b-магниты, магнитокристаллическая анизотропия, коэрцитивная сила, термическая деградация, критерий термической устойчивости, синхронные двигатели с постоянными магнитами, тяговый электродвигатель локомотива