Улучшение взаимодействия пути и состава - Анализ собственных частот и форм модели

Расчет собственных частот и форм выполнен в соответствии с соотношением (2.15) для значений Сш=22 000 кН/м и Сш=76 000 кН/м. Его результаты показаны на рис. 2.4 и 2.5.
Проанализировав результаты расчетов, можно сделать следующие выводы:

1. увеличение жесткости шпалы (более чем в 3 раза) практически не повлияло на первые две низшие частоты и на высшую частоту;
2. более существенным оказалось изменение третьей, четвертой и пятой частот, характеризующих колебания соответственно необрессоренных масс, балласта и самой шпалы;
3. соотношения собственных форм практически не изменились с увеличением жесткости Сш;
   
4. колебания кузова мало связаны с колебаниями необрессоренных масс и практически не связаны с колебаниями пути, рельса, шпалы, балласта, поэтому ожидать существенных изменений в динамических характеристиках кузова в зависимости от изменения параметров шпал нет оснований;
5. ярко проявляется взаимосвязь колебаний колесной пары, рельса и шпалы на третьей (резонансной для колесной пары) частоте;
6. колебания балласта вовлекают в колебательный процесс и шпалу;
7. колебания рельса и шпалы связаны только между собой, их частоты велики за счет малых масс и высоких жесткостей, поэтому есть повод рассмотреть их не раздельно, как отдельные элементы, а присоединенными к элементам модели с большими массами, учитывая при этом их эквивалентные жесткости и диссипативные характеристики.

Частотный анализ системы (Сш = 22 000 кН/с)
Собственные частоты колебаний системы

Рис. 2.4. Результаты расчета собственных частот и форм модели

Частотный анализ системы (Сш = 22 000 кН/с)
Собственные частоты колебаний системы

Рис. 2.5. Результаты расчета собственных частот и форм модели

Рис. 2.6. Амплитудно-частотные характеристики обобщенных координат (начало)

Рис. 2.6. Амплитудно-частотные характеристики обобщенных координат (окончание)

Следует отметить, что наличие демпфирования незначительно влияет на частотный спектр системы, однако на коэффициенты форм это влияние существенно и в большей мере может свидетельствовать о перераспределении энергии колебаний между обобщенными координатами на каждой из частот. Но так как описанной ранее методикой предусмотрен расчет амплитудно-частотных характеристик, что является еще более информативной процедурой, расчет частот и форм с учетом демпфирования не выполнялся.