Рассмотрена задача исследования нестационарных случайных процессов колебаний рельсовых экипажей при действии многомерного случайного возмущения в виде вертикальных и горизонтальных неровностей левой и правой рельсовых нитей. Показана необходимость при изменении скорости движения изменять количество и состав слагаемых аналитического выражения импульсной характеристики формирующего фильтра для генерирования случайного процесса эквивалентной геометрической неровности рельсового пути. Получены трехмерные реализации таких случайных процессов колебаний для рассматриваемой модели рельсового экипажа. Показано, что отдельные реализации таких процессов значительно отличаются друг от друга, что свидетельствует о нестационарности этих процессов колебаний. Получены двумерные плотности распределения мгновенных значений случайных процессов колебаний относа кузова, тележек и колесных пар экипажа, которые могут быть сглажены двумерным законом распределения Гаусса. Корреляционные функции и спектральные плотности этих колебаний оказались трехмерными. При этом поверхность функций спектральной плотности является неотрицательной с рядом максимумов, наибольшие ординаты которых находятся в главной диагональной плоскости. Обосновано появление основных и боковых максимумов спектральной плотности. Показано, что частоты, соответствующие боковым максимумам, находятся в отношениях 2:1 и 3:1 к частоте соответствующего диагонального максимума. Это свидетельствует о появлении в составе реализаций соответствующих колебательных процессов ультрагармонических составляющих, свойственных нелинейным системам. Рассчитано распределение абсолютных максимумов этих процессов и найдены средние значения этих распределений, характеризующие величины показателей динамических качеств.
There is considered about the problem of nonsteady random processes as related to rail vehicle oscillations under action of multidimentional random forcing process in the form of vertical and horizontal irregularities of the left and right rail lines. In terms of vehicle movement speed variations it is necessary to change the number and consist of summands in the analytical expression describing pulse-response characteristic of the shaping filter involved in the random process generation of the in-track equivalent geometric irregularity. There are obtained 3-D implementations of such random oscillation processes for the discussed rail vehicle model. Also it is shown that individual implementations of such processes are much different from each other which is evidence of unsteadiness of these oscillation processes. There are obtained 2-D distribution densities of random processes’ instantaneous values of the vehicle body, bogie and wheelset swaying oscillations, which can be smoothed out by the 2-D Gaussian law. Correlation functions and Fourier densities of these oscillations proved to be 3-D ones. At that Fourier density functions’ surface turns to be a nonnegative one with a number of maximums, which highest y-coordinates are located in the principal diagonal plane. There is justified the emergence of principal and side spectral density maximums and it is indicated that the frequencies corresponding to side maximums are in the ratios 2: 1 and 3: 1 with the respective diagonal maximum frequency. This is evidence of the presence of ultraharmonic constituents, characteristic to nonlinear systems, within the respective oscillation processes’ implementations. There is calculated distribution of the processes absolute maximums and are found average values of distributions, characterizing ability rating values.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.