Параметри ТО можна отримати і проаналізувати на основі розрахунків за формулами. Даний метод реалізується при мінімумі додаткових витрат та засобів, але в ряді випадків є досить трудомістким і потребує високої кваліфікації конструктора, оскільки необхідні методики не завжди є в наявності. При використанні методу можливо дослідження зміни параметрів в часі або в залежності від інших параметрів. Останнє найбільш зручно реалізується за допомогою графіків.
Останнім часом, у зв’язку із інтенсивним розвитком комп’ютерної техніки досить широко застосовується окремий вид розрахункового методу – моделювання.
Модель – це представлення реального ТО або ТП доступними фізичними або математичними засобами. Залежно від умов задачі та стадії розробки ТО при створенні моделі приймається більша або менша кількість припущень.
Моделювання і, зокрема, математичне моделювання дозволяють зекономити час та кошти і проаналізувати велику кількість варіантів ТО. З іншого боку, дослідження абстрактної моделі інколи набагато складніше за дослідження реального зразка.
Перш за все слід з’ясувати, якого роду подоба між моделлю та оригіналом нас цікавить, які параметри останнього повинні бути враховані в моделі і що є метою дослідження. На відміну від дослідного зразка ТО, у якого можуть бути обмірювані або обчислені більшість параметрів, модель відображує лише деякі з них: функціональні, принципові або конструктивні. Відповідно розробляються ФС, ПС або КС технічного об’єкта.
Модель завжди має певне призначення. І мова тут йде не лише про конкретні параметри ТО – вона часто служить засобом контролю, інструктажу, навчання або передачі інформації.
Для відображення зовнішнього вигляду ТО в дво- або тривимірному вимірі служать креслення загального вигляду, проекції, ізометричні рисунки, фотографії, об’ємні моделі.
Динамічні і математичні моделі, як правило, відтворюють динаміку робочих процесів ТО під час експлуатації. При цьому деталі, механізми і вузли, наприклад, металорізального верстата, а також впливи між ними представляються і розглядаються як інерційні, пружні, дисипативні елементи, а також елементи сухого тертя, пов’язані між собою механічними передаточними структурами. Параметри елементів моделі і впливів між ними визначаються як приведені.
На рис. 7.11 наведений приклад динамічної моделі залізничного товарного вагона, що перевозить ламкий вантаж, для захисту якого від пошкоджень застосовуються пружні елементи. На моделі позначені: приведені маси вантажу mв і вагона mваг; їх швидкості vв, vвагі прискорення ав, аваг; жорсткість пружних елементів спрі коефіцієнт сухого тертяRв.пміж нижньою поверхнею вантажу і поверхнею підлоги у вагоні. З використанням даної динамічної моделі можуть бути складені рівняння руху і рівняння імпульсу для мас вантажу і вагона - математична модель ТО і визначені значення швидкості і прискорення вантажу, а також його переміщень при зміні швидкості вагона (початку руху або гальмуванні), ударах об інший вагон під час зчіпки і в інших ситуаціях.