Engineering
Wózek kolejowy
Puść zestaw kołowy o stożkowych kołach po torze próbnym i patrz, jak droga rysuje się na podsypce, trzydzieści razy powiększona. Swobodny zestaw toczy się po sinusoidzie Klingela długości 2 pi sqrt(b r0/lambda); na sprężynach poprzecznych i skrętnych wózka jest stateczny do prędkości krytycznej z testu Routh-Hurwitz, a pchnięcie zanika – o dziesięć procent szybciej to samo pchnięcie rośnie w wężykowanie od obrzeża do obrzeża. Zużyj koła do bardziej stromego stożka, a prędkość krytyczna spada; usztywnij sprężynę skrętną, a rośnie; daj łuk, a zestaw ustala się tam, gdzie pełzanie i zawieszenie się równoważą.
Co się dzieje
Zestaw kołowy 1250 kg o profilu stożkowym 1:6,7 (lambda 0,15) i promieniu koła 0,46 m, związany z wózkiem sprężyną poprzeczną 1 MN/m i skrętną 2 MN·m/rad. Liniowe współczynniki pełzania Kalkera 8 MN dają siły wzdłużne i poprzeczne, nasycające się gładko na granicy przyczepności; obrzeża zatrzymują go 7,5 mm od osi sztywną sprężyną. Swobodny zestaw toczy się po sinusoidzie Klingela 2 pi sqrt(b r0/lambda); wielomian czwartego stopnia zawieszonego zestawu daje prędkość krytyczną z testu Routh-Hurwitz. W łuku zestaw ustala się w równowadze pełzania i zawieszenia. RK4 co 0,5 ms; drogę rysuje się trzydzieści razy powiększoną.
Co wypróbować
Pchnij zestaw poniżej prędkości krytycznej i patrz, jak się uspokaja; jedź o dziesięć procent szybciej i zobacz wężykowanie; zużyj powierzchnie toczne do bardziej stromego stożka; usztywnij sprężynę skrętną; wprowadź tor w łuk.
Model i jego ograniczenia
Pojedynczy zestaw kołowy z liniowym pełzaniem i gładkim nasyceniem, stała stożkowatość, sprężynowe obrzeże, bez dynamiki ramy wózka i drugiego zestawu. Prędkości krytyczne są te tego wyidealizowanego zestawu.
Równania modułu
Równania m·a_y = −2f22·(v_y/V − ψ) − k_y·y − F_flange I·α_ψ = −2b·f11·(b·ω_ψ/V + λ·y/r0 − b/R_c) − k_ψ·ψ λ_K = 2π·√(b·r0/λ) a3·a2·a1 − a3²·a0 − a1²·a4 = 0 → V_crit
