Результаты динамического анализа

Условие задачи заключается в том, что в начальный момент времени Юнибус стартует с левой станции. В расчетной модели это обеспечивается тем, что коэффициент трения по контактной поверхности между Юнибусом и струнорельсом меняется с 0,8 до 0,0025. Коэффициент 0,0025 соответствует очень хорошим условиям качения на железнодорожном транспорте. Экипаж трогается с места и начинает катиться (в нашей расчетной модели скользить) по струнорельсу, набирая скорость. Никакая сила тяги не вводилась в расчет. В расчете учитываются силы сопротивления от неподвижной воздушной среды, пропорциональные квадрату скорости экипажа. До начала рассматриваемого динамического этапа расчета система приводится в положение равновесия путем предварительного решения задачи о затухающих колебаниях.

Рассмотрим результаты, полученные на компьютере. На рис. 3.6 показаны графики изменения искомых величин во времени. Рассмотрен отрезок 130 секунд.

Теперь можно перейти к анализу результатов. Прежде всего, заметим, что движение системы можно непосредственно наблюдать на экране монитора, естественно в сильном замедлении, так как компьютер отстает от реального масштаба времени. При рассмотрении движущейся системы можно менять масштаб, выделять отдельные фрагменты системы, выводить на экран значения усилий в отдельных элементах системы. Имея лишь распечатку отчета, всеми этими возможностями пользоваться не удастся и приходится ограничиваться лишь графиками.

Прокомментируем результаты, рассматривая графики искомых факторов в той последовательности, в корой они перечислены на рис. 3.6.

Левый верхний график показывает, что Юнибус, пройдя нижнюю точку, поднимается по инерции в гору, но уже не набирает исходную высоту на правой опоре. Если судить по масштабу до верхней точки ему не хватает по высоте метров 30. Далее он начинает скользить обратно и достигает с левой стороны опять мертвой точки, но она, соответственно, опять понижается. Рассмотренный график свидетельствует о том, что потери в данной системе весьма существенны и имеют три причины: трение о воздух, трение качения, рассеяние энергии в колеблющуюся конструкцию, которая обладает внутренним трением. Заметим, что при качении по обычному рельсу, например на железной дороге практически нет деформаций основания, и последний фактор торможения движения системы отсутствует. Таким образом, по сравнению с обычным качением по рельсу, рассматриваемая система будет иметь большие потери. И с этой точки зрения она никак не может являться самой передовой транспортной системой в смысле экономии на потерях, как об этом утверждает А.Э. Юницкий.

Два следующих графика дают перемещения верхних точек здания. Как видно экстремальные значения этих перемещений весьма малы, не превышают одного миллиметра и, следовательно, для весьма жесткой башни наверное допустимы.

Следующий график (х1320) дает изменение вертикальной координаты центральной точки нити. Динамические перемещения этой точки составляют 83,81-75,878=7,93 метра (на каждом графике приведены (с некоторой погрешностью) максимальные и минимальные значения искомых факторов за исследованный промежуток времени). Такая большая величина перемещений нити достаточно наглядно говорит о том, на сколько сильно деформируется струнорельс и соответственно понятно, что на это должна тратится определенная энергия.

Очевидно, что при столь большом наклоне кабины стоять в Юнибусе будет невозможно

Следующий график (х1 2479) дает горизонтальную скорость Юнибуса. Как видно, в нижней точке она достигает при движении направо 34,5 м/сек (124,2 км/час). При движении налево 27,2 м/сек (97,9 км/час).

Верхние два графика в средней колонке дают ускорения точек здания. Можно признать их несущественными.

Ниже в средней колонке приведены графики ускорений узла 829 Юнибуса в горизонтальном и вертикальном направлении. Эти данные являются весьма грубыми, и по этой причине использовать их следует с большой осторожностью, поскольку расчетная схема недостаточно подробна.

Полезную информацию несет график изменения усилия в кабеле. Видно, что добавки от движения экипажа не слишком велики.

Графики усилий в элементах здания (на рис. 3.5 они не поместились из за масштаба) показывают что динамическая добавка невелика.

Одним из основных практических результатов является получение геометрии струны для того момента, когда Юнибус подходит к станции. Уклон рельса при подходе Юнибуса к станции, с небольшой скоростью получается примерно таким, как он выглядит на рис. 3.4. Пользуясь непосредственно этим рисунком, определим, что он составляет 0,255. Здесь уместно заметить, что на самых критических участках железнодорожных трасс нашей страны максимальный уклон не превышает 0,023. Таким образом, уклон для СТЮ превышает уклон для железных дорог в 10 раз! Поскольку А.Ю. Юницкий предполагает использовать колеса из металла, рельс также имеет стальную головку, сравнение с железной дорогой здесь уместно.

Коэффициент сцепления составляет 0.25. Как видно, имеющийся уклон в данном типе СТЮ превышает и это значение. При реализации этой системы придется иметь дело с проскальзыванием колес, особенно в случае попадания влаги на поверхность рельсов, что неизбежно.

Полученная величина наклона экипажа делает не реальным и перевозку пассажиров на сидениях, пусть даже при использовании пристяжных ремней. Действительно, через минуту на правой станции наклон изменится на противоположный. Необходимо будет еще и покидать экипаж, двигаясь по наклонному полу. Все это, может быть, подходит для развлекательного аттракциона для молодых здоровых людей, но комфортными, и даже просто безопасными, такие условия перевозки пассажиров признать невозможно.

вертикальная (вдоль оси Z) координата узла 820 Юнибуса, метры; горизонтальная координата (координата ) узла 2 здания (верхняя центральная точка здания), метры;

вертикальная координата узла 2 здания, метры;

вертикальная координата центральной точки троса;

скорость по горизонтали узла 827 Юнибуса, м/сек.;

ускорение по горизонтали узла 5 здания, м/сек²;

ускорение по вертикали узла 5 здания;

ускорение по горизонтали узла 829 Юнибуса, м/сек.²;

ускорение по вертикали узла 829 Юнибуса, м/сек.²;

усилие в центральной точке троса, тонны;

усилие в левой нижней стойке здания, тонны (не поместилось из-за масштаба);

усилие в правой нижней стойке здания, тонны (не поместилось из-за масштаба).

Рис. 3.6. Графики изменения искомых факторов во времени. Сверху вниз и слева направо:

Список литературы

1. Зылев В.Б. Вычислительные методы в нелинейной механике конструкций.- М.: НИЦ *Инженер*,1990.- 144 с.

2. Зылев В.Б., Штейн А.В. Численное решение задачи о нелинейных колебаниях системы нитей //Строительная механика и расчет сооружений. -1986.- №6. -с. 58-61.

3. Юницкий А.Э. Обоснование создания в городе Хабаровске участка струнного транспорта Юницкого. СD диск. ООО «СТЮ». 2005 г.

4. Строительные нормы и правила СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы.-М.:Госстрой России, ГУП ЦПП, 2003.- 214 с.

5. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. М., Высшая школа, 2004, 559 с.

Приложение 1. Исходные данные для расчёта Примера 1.

620 627 0 9 11 0 4 0 599 0 0 0 Юницкий 1 24 июня

0 0

0 1 0 0 0

7 20 9.81 0 0 1000.01 0.0008 0 0

0.001 2 202 12 12 420 200

2 1 603

3 0 4 3 0.02 0.5

0.0

1 0 1.2 0

1 -20 0 0 1

2 0 0 0 601 трос

1 0.2 0 0 1

603 140 0 0 1

604 -15 0 0 1 юнитрон

605 -13.5 0 0 3

1 3 0 0 1

608 -6 0 0 1

609 -15.5 0 0.5 2

5 10 0 0 1

610 -15 0 2.5 4

1 3 0 0 1

615 40 0 -1 3 опоры

2 40 0 0 1

616 41 0 0 3

2 40 0 0 1

Приложение 1. Исходные данные для расчёта Примера 1.

1 0 0 0 603 скорости

1 0 0 0 1

604 27.777 0 0 11 СКОРОСТИ ЮНИБУСА

1 0 0 0 1

615 0 0 0 6 опоры

1 0 0 0 1

1 1 1 1 1 закр узлы

2 1 1 1 1

615 6 1 1 1

1 1

603 1 1 1 1

1 2 2 -1 1 0 0 стержни платф

601 601 1

2 3 600 0.199321 1 0 0 трос

1 1 1

604 605 4 -1 2 0 0 низ юниб

1 1 1

609 610 5 -1 2 0 0 верх

1 1 1

609 605 1 -1 2 0 0

607 614 1 -1 2 0 0

610 605 3 -1 2 0 0 раскосы

1 1 1

605 611 3 -1 2 0 0

1 1 1

Приложение 1. Исходные данные для расчёта Примера 1.

604 610 2 -1 3 0 0 пружины

4 3 1

202 616 3 -1 4 0 0 опоры гор

200 2 1

202 615 3 -1 4 0 0 верт

200 2 1

3 2 4 599 1109.872 упругие шарниры в пр балке

1 1 1 1

609 6 1.09 узловые массы Юнибуса

1 1

605 3 1.09

1 1

604 2 0.1 колеса

4 1

604 1 внешние узлы

608 1

Приложение 1. Исходные данные для расчёта Примера 1.

5000 5000 0.8 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

101 102 103 104 105 106 107 108 109 110

111 112 113 114 115 116 117 118 119 120

121 122 123 124 125 126 127 128 129 130

131 132 133 134 135 136 137 138 139 140

141 142 143 144 145 146 147 148 149 150

151 152 153 154 155 156 157 158 159 160

161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

171 172 173 174 175 176 177 178 179 180

181 182 183 184 185 186 187 188 189 190

191 192 193 194 195 196 197 198 199 200

201 202 203 204 205 206 207 208 209 210

211 212 213 214 215 216 217 218 219 220

221 222 223 224 225 226 227 228 229 230

231 232 233 234 235 236 237 238 239 240

241 242 243 244 245 246 247 248 249 250

251 252 253 254 255 256 257 258 259 260

261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

281 282 283 284 285 286 287 288 289 290

291 292 293 294 295 296 297 298 299 300

301 302 303 304 305 306 307 308 309 310

311 312 313 314 315 316 317 318 319 320

321 322 323 324 325 326 327 328 329 330

331 332 333 334 335 336 337 338 339 340

341 342 343 344 345 346 347 348 349 350

351 352 353 354 355 356 357 358 359 360

361 362 363 364 365 366 367 368 369 370

371 372 373 374 375 376 377 378 379 380

381 382 383 384 385 386 387 388 389 390

391 392 393 394 395 396 397 398 399 400

401 402 403 404 405 406 407 408 409 410

411 412 413 414 415 416 417 418 419 420

421 422 423 424 425 426 427 428 429 430

Приложение 1. Исходные данные для расчёта Примера 1.

431 432 433 434 435 436 437 438 439 440

441 442 443 444 445 446 447 448 449 450

451 452 453 454 455 456 457 458 459 460

461 462 463 464 465 466 467 468 469 470

471 472 473 474 475 476 477 478 479 480

481 482 483 484 485 486 487 488 489 490

491 492 493 494 495 496 497 498 499 500

501 502 503 504 505 506 507 508 509 510

511 512 513 514 515 516 517 518 519 520

521 522 523 524 525 526 527 528 529 530

531 532 533 534 535 536 537 538 539 540

541 542 543 544 545 546 547 548 549 550

551 552 553 554 555 556 557 558 559 560

561 562 563 564 565 566 567 568 569 570

571 572 573 574 575 576 577 578 579 580

581 582 583 584 585 586 587 588 589 590

591 592 593 594 595 596 597 598 599 600

601 602 603

85696.15 0.0561 0.0000125 1d30 -1d30 0 0 1d-3 0.02 рельсотрос

81000.4 1d-5 0.0000125 1d30 -1d30 0 0 1d-3 0.02 вагон

208.33.01 1d-5 0.0000125 1d30 -1d30 0 0 1d-3 0.6 амортиз

93000 0.2 0.0365 0.0000125 1d30 -1d30 0 0 1d-3 0.02

306 906 1506

1818 1824 1839 1827

103 625 626

50 300 9

50 400 2

50 500 3

400 300 5

400 400 6

400 500 7

400 600 8

800 300 14

800 400 10

800 500 15

Приложение 2 Исходные данные. Монорельсовый переход

829 915 0 8 14 0 9 0 749 0 0 0 Юницкий 1 июля 2006 монорельс

0 0

30 1 0 0 0

131.02 20 9.81 0 1 1000.1 0.008 0 0

10.001 2 820 1.2 1.2 120 150

2 1 751

3 1 4 3 0.02 0.5

0.0

1 0 5 0

1 -10 0 0 3 БАШНИ

1 10 0 0 11

3 0 0 -10 2

33 1480 0 0 1

67 -8 0 0 749 тросс

1 2 0 0 1

816 -0.8 0 0 2 юнитрон

4 0 0 0.5 2

3 4 0 0 1

817 0 0 0 2

4 0 0 0.5 2

1 2.4 0 0 1

826 -1.8 0 -2.5 2

1 6 0 0 1

828 0 0 -3.5 2

-4 0 0 2 2

1 2.4 0 0 1

1 0 0 0 829 скорости

1 0 0 0 1

31 1 1 1 1 Закреплённые узлы

32 1 1 1 1

33 1 1 1 1

64 1 1 1 1

65 1 1 1 1

Приложение 2 Исходные данные. Монорельсовый переход

66 1 1 1 1

816 1 0 0 0 Временное крепление

819 1 0 0 0

1 4 10 -1 2 0 0 стержни стена

3 3 2

2 2 2

33 33 1

2 5 10 -1 3 0 0 перегородка

3 3 2

33 33 1

2 4 10 -1 4 0 0 раскос

3 3 2

33 33 1

2 6 10 -1 4 0 0 раскос

3 3 2

33 33 1

1 2 10 -1 3 0 0 пол

3 3 2

1 1 2

33 33 1

1 67 1 2.0084 1 0 0 тросс

815 36 1 2.0084 1 0 0

67 68 748 2.0084 1 0 0

1 1 1

820 821 3 -1 5 0 0 верх юниб

1 1 2

-4 -4 1

817 821 1 -1 7 0 0 двигатель Сх

818 822 1 -1 5 0 0

820 817 2 -1 5 0 0

1 1 1

818 823 1 -1 5 0 0

Приложение 2 Исходные данные. Монорельсовый переход

817 824 1 -1 8 0 0 подвеска Сх

818 825 1 -1 5 0 0 подвсеска Сх

824 818 1 -1 5 0 0

824 828 1 -1 9 0 0 Стойка кабины Сх 2.3метра

825 829 1 -1 5 0 0 стойка кабины

826 824 2 -1 5 0 0

0 4 1

825 827 2 -1 5 0 0

4 0 1

824 825 2 -1 5 0 0

4 4 1

824 829 1 -1 5 0 0

816 820 2 -1 6 0 0 амортизатор

3 3 1

67 1 68 1 110.9872 упругие шарниры в пр балке

68 67 69 747 110.9872

1 1 1 1

815 814 36 1 110.9872

816 14 0.857 узловые массы

1 1

816 1 внешние узлы

819 1

5000 5000 0.0025 1

Приложение 2 Исходные данные. Монорельсовый переход

1 67 68 69 70

71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

101 102 103 104 105 106 107 108 109 110

111 112 113 114 115 116 117 118 119 120

121 122 123 124 125 126 127 128 129 130

131 132 133 134 135 136 137 138 139 140

141 142 143 144 145 146 147 148 149 150

151 152 153 154 155 156 157 158 159 160

161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

171 172 173 174 175 176 177 178 179 180

181 182 183 184 185 186 187 188 189 190

191 192 193 194 195 196 197 198 199 200

201 202 203 204 205 206 207 208 209 210

211 212 213 214 215 216 217 218 219 220

221 222 223 224 225 226 227 228 229 230

231 232 233 234 235 236 237 238 239 240

241 242 243 244 245 246 247 248 249 250

251 252 253 254 255 256 257 258 259 260

261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

281 282 283 284 285 286 287 288 289 290

291 292 293 294 295 296 297 298 299 300

301 302 303 304 305 306 307 308 309 310

311 312 313 314 315 316 317 318 319 320

321 322 323 324 325 326 327 328 329 330

331 332 333 334 335 336 337 338 339 340

341 342 343 344 345 346 347 348 349 350

351 352 353 354 355 356 357 358 359 360

361 362 363 364 365 366 367 368 369 370

371 372 373 374 375 376 377 378 379 380

381 382 383 384 385 386 387 388 389 390

391 392 393 394 395 396 397 398 399 400

401 402 403 404 405 406 407 408 409 410

411 412 413 414 415 416 417 418 419 420

421 422 423 424 425 426 427 428 429 430

431 432 433 434 435 436 437 438 439 440

441 442 443 444 445 446 447 448 449 450

451 452 453 454 455 456 457 458 459 460

461 462 463 464 465 466 467 468 469 470

471 472 473 474 475 476 477 478 479 480

481 482 483 484 485 486 487 488 489 490

491 492 493 494 495 496 497 498 499 500

501 502 503 504 505 506 507 508 509 510

511 512 513 514 515 516 517 518 519 520

521 522 523 524 525 526 527 528 529 530

531 532 533 534 535 536 537 538 539 540

541 542 543 544 545 546 547 548 549 550

551 552 553 554 555 556 557 558 559 560

561 562 563 564 565 566 567 568 569 570

571 572 573 574 575 576 577 578 579 580

581 582 583 584 585 586 587 588 589 590

591 592 593 594 595 596 597 598 599 600

601 602 603 604 605 606 607 608 609 610

Приложение 2 Исходные данные. Монорельсовый переход

611 612 613 614 615 616 617 618 619 620

621 622 623 624 625 626 627 628 629 630

631 632 633 634 635 636 637 638 639 640

641 642 643 644 645 646 647 648 649 650

651 652 653 654 655 656 657 658 659 660

661 662 663 664 665 666 667 668 669 670

671 672 673 674 675 676 677 678 679 680

681 682 683 684 685 686 687 688 689 690

691 692 693 694 695 696 697 698 699 700

701 702 703 704 705 706 707 708 709 710

711 712 713 714 715 716 717 718 719 720

721 722 723 724 725 726 727 728 729 730

731 732 733 734 735 736 737 738 739 740

741 742 743 744 745 746 747 748 749 750

751 752 753 754 755 756 757 758 759 760

761 762 763 764 765 766 767 768 769 770

771 772 773 774 775 776 777 778 779 780

781 782 783 784 785 786 787 788 789 790

791 792 793 794 795 796 797 798 799 800

801 802 803 804 805 806 807 808 809 810

811 812 813 814 815 36

85696.15 0.0561 0.0000125 1d30 -1d30 0 0 1d-3 0.02 рельсотрос

60000000 10 48 0.0000125 1d30 -1d30 0 0 1d-3 0.02 стена

45000000 0 24 0.0000125 1d30 -1d30 0 0 1d-3 0.02 пол

31800000 0 26.5 0.0000125 1d30 -1d30 0 0 1d-3 0.02 раскос

93000 0 0 0.0000125 1d30 -1d30 0 0 1d-3 0.02 рама

208.033.01 1d-5 0.0000125 1d30 -1d30 0 0 1d-3 0.6 амортиз

93000 0.3 0 0.0000125 1d30 -1d30 0 0 1d-3 0.02 тип 7 для Сх двигатель

93000 0.1 0 0.0000125 1d30 -1d30 0 0 1d-3 0.02 тип 8 для Сх подвеска

93000 2.3 0 0.0000125 1d30 -1d30 0 0 1d-3 0.02 тип 9 для Сх кабина

4 6 1320

13 15 2485 2487

516 37 39

50 400 15

50 500 15

50 600 15

50 750 15

400 400 15

400 500 15

400 600 15

400 700 15

800 400 15

800 500 15

800 600 15

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: