The technical pendulum as a sub-model of the UIC link suspension with worn joints

• Autorzy: Grzelak A. , Piotrowski J.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The UIC suspension consists of the leaf springs and elements composing the linkages connecting the frame and the axleboxes of the wheelsets. The leaf spring may be considered as the element of the linkage. The pivoted link can be considered of as the so-called technical pendulum. The linkages of the UIC suspension may be considered as composed of a number of connected technical pendulums. The nominally cylindrical joints of the linkages become non-cylindrical due to wear. The non-cylindrical joints influence of the non-cylindrical joints of the technical pendulum on its characteristic. To this end the model of the technical pendulum with non-cylindrical joint has been built. The model has the form of the 3-parameter, elastic element with dry friction. The constraints describing interaction between rolling/sliding elements of the joint have been determined numerically by proposed method suitable for the description of real, measured elements. The mathematical description of the model involves some notion of the non-smooth mechanics. The properties of the joint have been analysed after calculation of the hysteresis loops of restoring force for various profiles of rolling/sliding elements of the joint. The paper is an introduction to modelling of the entire UIC suspension with worn elements of the joints.

PL

Zawieszenie typu UIC do wagonów towarowych składa sie z resoru piórowego i elementów tworzących mechanizm wieszakowy. Mechanizm wieszakowy wiąże korpusy łożysk zestawów kół z ramą wagonu (lub wózka). Resor piórowy może być rozpatrywany jako element mechanizmu. Wieszak może być potraktowany jako tzw. wahadło techniczne. Zawieszenie UIC można więc rozpatrywać jako złożone z szeregu połączonych wahadeł technicznych. Nominalnie cylindryczne przeguby wieszków stają się niecylindrycznymi wskutek zużycia. Zużyte, niecylindryczne przeguby wpływają na mechaniczne właściwości zawieszenia. W artykule omówiono wpływ niecylindryczności przegubu wahadła technicznego na jego charakterystykę mechaniczną. W tym celu zbudowano model wahadła technicznego w postaci trójelementowego elementu podatnego z tarciem suchym . Więzy geometryczne opisujące współpracę elementów przegubu zostały wyznaczone oryginalną metoda numeryczną dostosowaną do opisu rzeczywistych, zmierzonych elementów przegubów. Matematyczny opis modelu odwołuje się do mechaniki niegładkiej. Właściwości wahadła technicznego zostały przeanalizowane przy różnych postaciach niecylindryczności przegubu, po obliczeniu petel histerezy siły zwrotnej. Niniejsza praca jest wstępem do modelowania zawieszenia typu UIC o zużytych przegubach.

Słowa kluczowe

EN

technical pendulum; UIC link suspension

PL

wahadło techniczne; zawieszenie UIC

• Wydawca: Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Zeszyty Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska
• Rocznik: 2004
• Tom: z. 1-2/52-53
• Strony: 71--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., wykr.

Twórcy

autor

Grzelak A.

• Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej

autor

Piotrowski J.

• Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej

Bibliografia

• 1. Kalker, J.J.: Three-Dimensional Elastic Bodies in Rolling Contact. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht/ Boston/London 1990
• 2. Piotrowski, J.: Model of the UIC link suspension for freight wagons. Archive of Applied Mechanics 73(2003), 517-532
• 3. Piotrowski, J.: Eksperymentalna weryfikacja modelu wahadła technicznego jako elementu modelu zawieszenia UIC do wagonów towarowych. (Experimental verification of the model of the technical pendulum as the element of the model of UIC link suspension). Warsaw University of Technology, Institute of Vehicles. Internal report 504Gb/1153/2390, 2002.
• 4. Piotrowski, J.: Application of the rolling contact theory for modelling of the UIC link suspension for freight wagons. Zeszyty Naukowe Instytu Pojazdów 3(2003).