3327-p

Порядок задания параметров таков:

Задание числа разных по количеству вершин видов частиц (Число вариантов количества вершин). Например, если гранулярная среда состоит только из треугольников, то это число равно 1. Если кроме треугольников есть еще и четырехугольники, то число вариантов количества вершин равно 2 и т. д., см. рис. 5. Для каждого варианта количества вершин задается плотность материала фракции в кг/м3 (мы принимаем 2400 кг/м3). В нашем случае число видов частиц по количеству вершин будет равно 1.

Рис. 5. Задание числа вариантов количества вершин

После определения числа вариантов форм частиц щебня по количеству вершин, переходим к заданию Количества вершин и Частоты, см. рис. 6. В нашем случае мы рассматриваем два варианта количества вершин: частицы с четырьмя вершинами (кубовидный щебень) и частицы с пятью вершинами (лещадный щебень). Частота будет равна 1 (однородная).

Рис. 6. Задание Количества вершин и Частоты

41

Далее переходим к задаче характерных размеров щебеночного балласта, см. рис. 7. Выбираем Количество элементов для вертикального и горизонтального размера. В

нашем случае Количество элементов равно 2.

Рис. 7. Задание характерных размеров щебеночного балласта

Задание выпуклости

Флажок Выпуклость отвечает за возможность генерации невыпуклой частицы с соответствующим количеством вершин. Ставим флажок Выпуклость.

Задание нерегулярности формы частиц

Этот параметр определяет, как близка будет форма частицы к правильной (0 – правильная форма, 1 – близка к правильной и т. д.). В нашем случае форма близка к правильной.

На заключительном этапе в гистограмме характерных размеров вбиваем по диагонали процентное содержание обеих фракций щебня в общей пробе и нажимаем ОК, см. рис. 8. В нашем случае ставим 50/50.

Рис. 8. Процентное содержание щебня характерного размера в общей пробе

42

На закладке Заполнение указываем количество частиц m, нажимаем Enter и кнопку

обновить . Ставим количество частиц 200 и после обновления доводим количество частиц до такого числа, чтобы верхний ряд щебня был заполнен полностью.

Моделирование во временной области

Моделирование работы балластного слоя проходит в два этапа:

–сброс балласта в жесткий ящик;

–моделирование взаимодействия балласта с различными внешними объектами (шпалой).

Для сброса щебня в жесткий ящик (формирования балластного слоя) делаем следующее.

Выбираем пункт меню Анализ/Моделирование. Появится Инспектор моделирования объекта.

Переходим в Инспектор моделирования объекта и выбираем закладку

Идентификаторы.

Значение параметра y0_sleeper устанавливаем равное 10 – это необходимо, чтобы первоначальное положение шпалы было выше сбрасываемого балласта. Далее нажимаем

Enter и запускаем Интегрирование.

После того как щебень сформируется в балластный слой, нажимаем Паузу и

сохраняем результаты моделирования кнопкой Сохранить на диалоге Параметры

балласта. Далее прерываем моделирование и открываем сохраненный файл .

Переходим в Инспектор моделирования объекта и выбираем закладку

Идентификаторы.

Устанавливаем значение параметраy0_sleeper, чтобы шпала находилась на балластном слое (укладываем шпалу на балластный слой). Далее нажимаем Enter.

Перед началом моделирования откройте новое графическое окно

Инструменты/Графическое окно.

Откройте мастер переменных Инструменты/Мастер переменных.

Перейдите на закладку Лин. перем. (линейные переменные), в списке тел выберите Sleeper, в поле Тип выберитеr (координата), в поле Компонента выберитеZ. Кнопкой

поместите описанную переменную в контейнер переменных и перетащите созданную переменную в Графическое окно. Закройте Мастер переменных.

Запускаем Интегрирование. Моделирование ведем до 2–5 с модельного времени. После окончания моделирования делаем экспорт полученных графиков в активную книгу Excel.

Лабораторная работа № 6

АНАЛИЗ ПРОДОЛЬНОЙ ДИНАМИКИ ПОЕЗДА

Исходные данные для выполнения лабораторной работы указаны в табл. 4 Приложения.

Цель работы:

–создать модель поезда;

–выполнить моделирование модели с экспортом в активную книгу Excel;

43

–провести анализ устойчивости каждой колесной пары в вагоне;

–определить экспериментальным путем критическую скорость, при которой происходит сход колеса.

Создание модели поезда

Первый этап при создании модели поезда – вызов окна Мастер создания поезда,

используя пункт меню Инструменты | Создание модели поезда, см. рис. 1.

Рис. 1. Первый этап при создании модели поезда

В окно Количество экипажей установите 7 (из них 1 – локомотив и 6 вагонов). Создайте модель поезда из набора локомотива (модель локомотива выбирается по заданию) и 6 вагонов (по заданию), для этого из контекстного меню выбранной модели вагона нажмите Назначить выборочно, см. рис. 2.

Рис. 2. Установка экипажей

44

Таким же образом назначьте всем Поглощающий аппарат (выбирается по заданию). Добавьте из базы данных модель локомотива (по заданию). Лишние или неверно добавленные экипажи в списке можно удалить клавишей Del.

Для добавления составленной модели поезда нажмите . Сохраните модель поезда. Модель готова.

Запустите моделирование.

Откройте редактор макрогеометрии пути (Инструменты/Создание макрогеометрии…). Задайте параметры макрогеометрии пути в плане и профиле по заданию, см. рис. 3. Сохраните созданную макрогеометрию пути.

Рис. 3. Ввод параметров макрогеометрии пути в плане и профиле

Откройте Инспектор моделирования.

Перейдите на закладку Поезд/Настройки/Путь. Укажите путь к сохраненному файлу макрогеометрии пути.

Перейдите на закладку Идентификаторы и задайте начальную движения из задания. Обратите внимание, что скорость вводится в единицах измерения м/с.

Откройте Графическое окно и добавьте туда из Мастера переменных силу в межвагонном соединении для локомотива FCoupling и путь, пройденный с момента начала движения Distance (Мастер переменных/Поезд).

Перейдите в Графическое окно. Из контекстного меню (нажатие правой кнопкой мыши) добавленной переменной Distance отложите переменную по абсциссе.

Настройте модель для записи анимации.

Перейдите в Инспектор моделирования. Задайте время моделирования таким образом, чтобы поезд проехал весь путь, заданный макрогеометрией.

Выполните моделирование. Сохраните график силы в межвагонном соединении в активную книгу Excel и выполните запись анимации движения поезда.

45

Лабораторная работа № 7

ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ВАГОНА

Исходные данные для выполнения лабораторной работы указаны в табл. 5 Приложения.

Цель работы:

–задать параметры балласта и жесткого ящика;

–построить графики макрогеометрии пути в плане и профиле;

–построить график силы в межвагонном соединении, с экспортом в активную книгу

Excel;

–выполнить запись анимации движения поезда;

Загрузите готовую модель в UMSimul, расположенную по адресу

C://Progamfiles/UMSoftwarLab/UM 6.0.0/Samples/rail_vehicles/simple_18_100.

Откройте окно Инспектор моделирования, далее закладку Путь/Макрогеометрия.

Задайте параметры кривого участка пути по заданию, см. рис. 1.

Рис. 1. Ввод параметров кривого участка пути

Перейдите на закладку Неровности. Выберите Тип пути – Ровный.

Перейдите на закладку Профили/Колеса/Профили и задайте всем колесам профиль newwagn, см. рис. 2.

Рельсам задайте профили r65old13 (соответствует типу рельса Р65 с боковым износом 13 мм), для этого перейдите на закладку Профили/Рельсы, см. рис. 3.

Перейдите на закладку Профили/Форма колес и установите Тип дефекта – Ползун. Задайте длину ползуна (L) по заданию на все четыре колеса, порядок кривой сглаживания равен 3.

Нажмите изображение графика на строке Показать форму колес, см. рис. 4.

46

Рис. 2. Ввод профиля newwagn для колеса

Рис. 3. Ввод профиля r65old13для рельса

Рис. 4. Отклонение формы колеса от окружности

47

Перейдите на закладку Контакт/Трение. Поставьте галочку на Лубрикация боковой поверхности значение коэффициента трения для левого рельса по заданию, см. рис. 5.

Рис. 5. Инспектор моделирования объекта

Перейдите на закладку Идентификаторы и в строке v0 (начальная скорость движения) введите скорость движения из задания (обратите внимание, что скорость в идентификаторах вводится в м/с). В строке mcarbody (масса кузова) введите значение из задания в килограммах, см. рис. 6.

Рис. 6. Ввод начальной скорости движения и массы кузова

48

Откройте Графическое окно и добавьте в него следующие переменные из Мастера переменных: Коэффициент запаса устойчивости от всползания (RUS) для всех четырех колесных пар.

Выполните моделирование настроенной модели. Скопируйте полученные значения в книгу Excel. На основании полученных графиков проведите анализ устойчивости каждой колесной пары в вагоне.

Изменяйте скорость движения вагона таким образом, чтобы произошел сход какойлибо его колесной пары. Определите экспериментальным путем критическую скорость, при которой происходит сход колеса.

Установите скорость в исходное значение (по заданию). Изменяйте параметры скорости, возвышения наружного рельса, радиуса кривой, коэффициента трения и по полученным графикам определите наиболее значимые факторы, влияющие на устойчивость колеса на рельсе.

Лабораторная работа № 8

ОЦИФРОВКА ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ НА БУМАЖНЫХ НОСИТЕЛЯХ

Цель работы:

–отсканировать исходную бумажную карту;

–подготовить полученное растровое изображение к векторизации.

Сшивка фрагментов

Для сшивки карты было заранее выполнено сканирование карты на отдельные фрагменты. После чего фрагменты необходимо объединить в единый растр. Сшивку производим в среде Easy_Trace (с рабочего стола запускаем Easy_Trace).

Открываем первый растровый фрагмент, воспользовавшись командой Файл/Открыть растр., и указываем путь к первому растровому фрагменту, см. рис. 1.

Рис. 1. Открытие растровых фрагментов

Для открытия соседнего фрагмента выбираем операцию Редактирование/Сшивка. И указываем путь к фрагменту, с которым необходимо сшить первый, см. рис. 2. Процесс сшивки происходит в 3 этапа. Первый – указываем растры, которые надо

сшить. Второй – определяем две пары точек, общие для растров, расположенные в зоне перекрытия, см. рис. 3.

49

Рис. 2. Мастер сшивки растров (Шаг 1)

Рис. 3. Мастер сшивки растров (Шаг 2)

Задайте первую пару точек, для этого в окне Мастер сшивки растворов нажмите на кнопку с номером 1, и на каждом из двух растров укажите первую точку сшивки из зоны перекрытия. Затем, нажав в окне кнопку с номером 2, задайте на растровых фрагментах вторую точку для сшивки. Нажмите кнопку Далее и происходит сшивка первых двух растров (третий этап). Если результат сшивки вас устраивает, нажмите кнопку Готово. Сохраните полученное изображение как растр12.

Аналогичным образом сшейте все растровые фрагменты, создавая растры 123, 45, 456 и 1-6.

Инверсия растра

При обработке монохромных изображений в EasyTrace необходимо, чтобы цвет фона был черным. Для этого при работе с черно-белыми растрами может понадобиться выполнить операцию Инверсия. Без этого автоматическая оцифровка таких изображений невозможна. Сохраняем полученный ВМР-файл (растр1-6и) и закрываем окно с растром.

Добавление растров к проекту

Отредактировав растр, мы должны поместить его на бесконечном растрововекторном поле. Для этого воспользуемся командой Файл/ Новый проект. В появившемся окне галочку оставляем только напротив строки Открыть диалог/ Свойства проекта. Закройте окно, нажав кнопку OK. Создать проект также можно по шаблону и по растровому фрагменту, для этого необходимо поставить галочку напротив соответствующей строки. Далее можем корректировать свойства проекта, см. рис. 4.

50