Подходы к моделированию систем многих тел с соударениями

[maisvendoo]

Имеется механизм, упрощенная схема которого представлена на рисунке. Это автосцепное устройство вагонов и локомотивов: 1 - хвостовик сцепки; 2 - тяговый хомут; 3 - упорная плита; 4 - кузов подвижной единицы; 5 - нелинейный упруго-фрикционный элемент (поглощающий аппарат)



В процессе работы, при восприятии тяговым хвостовиком растягивающего усилия, он тянет за собой тяговый хомут, который давит на дно поглощающего аппарата и сжимает его. Передняя часть поглощающего аппарата, через упорную плиту, давит на кузов.

При работе на сжатие, хвостовик давит на упорную плиту и сжимает поглощающий аппарат, дно которого упирается в тяговый хомут и кузов.

Эту систему можно классифицировать как систему с неудерживающими связями, причем возврат на связь будет происходить постоянно, что сопровождается соударениями деталей.

Вопрос в состоит в следующем - каким образом следует моделировать взаимодействие деталей между собой? Мной, в течении двух лет с переменным успехом использованы различные подходы, начиная от описание соударений классической теорией удара, заканчивая моделированием взаимодействия деталей конечными силами, вычисляемыми по моделям Кельвина-Фохта, модифицированным моделям Герца и т.д. Ни в одном из случаев не получен сколь угодно приемлемый результат.

Может быть кто-то из форумчан сталкивался с подобными задачами, и очертит круг вопросов которые стоит рассмотреть в литературе.

[Oleg Zubelevich]

а что значит, что классическая теория удара не дает приемлемого результата? эксперименту не соответствует? даже коэффициенты восстановления подобрать не удается?

-- Вт авг 11, 2015 19:25:43 --

у нас бьются тела 2 об 4 и 1 об 3?

[maisvendoo]

Oleg Zubelevich писал(а):

а что значит, что классическая теория удара не дает приемлемого результата?

Таких узлов в модели поезда до 200. Оцените порядок дифференциально-алгебраической системы. В таких условиях модель чрезвычайно сложно реализовать, считается она медленно, а учитывая, что в неё добавляются силы типа "сухое трение", может статься число неизвестных превысит число уравнений.

Единственный подход - придти к моделям удара, где реакции при соударениях - конечные активные силы. Тогда система описывается дифференциальными уравнениями. Вопрос лишь в том, какова должна быть модель таковых сил.

Соударяются тела 1 и 2, 1 и 3, 2 и 4.

[Oleg Zubelevich]

меня как-то воспитывали наоборот в том духе, что силы реакций (ударных в том числе) надо пытаться исклюать из уравнений , а не вычислять. Посмотрите, может это поможет Козлов В.В., Трещев Д.В. Биллиарды. Генетическое введение в динамику систем с ударами. - М.: Изд-во МГУ, 1991. - 168стр.
-- Вт авг 11, 2015 20:46:05 --

"Введение" Вам нужно

[maisvendoo]

Oleg Zubelevich в сообщении #1044605 писал(а):

меня как-то воспитывали наоборот в том духе, что силы реакций (ударных в том числе) надо пытаться исклюать из уравнений , а не вычислять.

Конечно, их надо исключать. Но здесь - неудерживающие связи, поэтому реакции вычислять приходится. И главная задача - определение усилий в хвостовике и деталях механизма при торможении поезда.

Книгу посмотрю, спасибо )

[Zai]

В Вашей схеме небольшая неточность. В случае ускорения тягового локомотива влево деталь 2 вылетит из детали 4. Там должна быть упорная деталь, предотвращающая это.

[rockclimber]

А деталь 3 - разве не она?

[Singular]

Может быть что-то полезное здесь?
Моделирование продольного удара в стержневых системах неоднородной структуры / В. К. Манжосов, В.В. Слепухин. – Ульяновск:УлГТУ, 2011. – 208 с.

[maisvendoo]

Zai в сообщении #1047946 писал(а):

В Вашей схеме небольшая неточность. В случае ускорения тягового локомотива влево деталь 2 вылетит из детали 4. Там должна быть упорная деталь, предотвращающая это.

Она там есть - корпус поглощающего аппарата, у которого ограниченный ход (70-110 мм). При полном сжатии хомут 2 через корпус поглощающего аппарата и упорную плиту 3 передает усилие на кузов 4