диплом Ильязов ЮЖСАХ (1193759), страница 3
Текст из файла (страница 3)
- расстояние между центрами осей колесных пар тележки экипажа;
- конструкционная скорость
Таблица 2.1 – Характеристика подвижного состава
Тип и серия подвижного состава | кН | кН | МН/м | м | d, м | м | м/с |
ТГ-16 | 105,00 | 23,3 | 1,40 | 0,117 | 0,95 | 1,85 | 85,0 |
Вагон 4-х осный ЦНИИ-ХЗ | 110,00 | 9,95 | 2,00 | 0,048 | 0,95 | 1,85 | 27,7 |
2.2.4 Характеристики верхнего строения пути
Характеристики элементов верхнего строения пути (рельсы Р65, железобетонные шпалы, балласт щебеночный) приняты следующие:
U=150 МПа; k= 1,536 ;
=0,50м; Jв=3208.10-8 м4 ; Wn= 0,403.10-6 м3;
= 0,403;
=0,931;
=0,322;
=0,87;
=1; w=0,2975.10-4; b=0,27 м;
F=78,24.10-4; а=0,27 м; =0,302;
=0,142;
=0,194.
Расчет:
Определение динамической нагрузки от колес подвижного состава на рельс. Максимальное значение сил инерции, Н, от колебания кузова на ресорах определяется
(2.5)
где - определяем по формуле 7,9+8,∙10-4∙V2(для тепловозов).
Средняя динамическая нагрузка колеса на рельс , Н
(2.6)
Средняя величина вертикальной нагрузки, Н, от колеса на рельс
; (2.7)
Среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс
. (2.8)
Среднее квадратическое отклонение нагрузки, Н, от вертикальных колебаний надрессорного строения:
. (2.9)
Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс , Н, вызванных неровностью пути
. (2.10)
Среднее квадратическое отклонение нагрузки, Н, от сил инерции, вызванных изолированной неровностью на колесе:
. (2.11)
Среднее квадратическое отклонение нагрузки, Н, от сил инерции необрессоренной массы при движении колеса с непрерывной неровностью катания
. (2.12)
Среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки от колеса на рельс в прямом участке пути
. (2.13)
Расчетная нагрузка, Н, колеса на рельс определяется по формуле
. (2.14)
Определение расчетных осей тележек
; (2.15)
; (2.16)
; (2.17)
. (2.18)
Напряжения в рельсах, прокладках и в балласте от воздействия тепловозов
; (2.19)
; (2.20)
. (2.21)
Напряжения на основной площадке от расчетной шпалы от воздействия тепловозов
. (2.22)
2.3 Результаты расчета верхнего строения пути на прочность
Для рассмотриваемого участка пути Сахалинское Советское – Арсентьевка выполнены многовариантные расчеты пути на прочность. Для этого выполнены расчеты при разных величинах нагрузки от поезда (от 150 кН/ось до 300 кН/ось), разной скорости движения от 10 км/ ч до 90 км/ч, при толщине балласта 20 см, эпюре шпал 1840 шт./км и 2000 шт./км, разном модуле упругости подрельсового основания (от 50 МПа до 150 МПа). Все расчеты выполнены, предполагая, что на протяжении всего участка здоровое земляное полотно.
Результаты расчетов приведены в таблицах 2.2 – 2.9.
Таблица 2.2 – Напряжения в кромках подошвы рельса в зависимости от модуля упругости подрельсового основания
Подвижной состав ТГ-16 | ||||
Шпалы железобетонные, рельсы Р65 | ||||
Балласт щебеночный, толщиной 20 см | ||||
скорость, км/ч | Модуль упругости подрельсового основания | |||
U=50 МПа | U=100 МПа | U=130 МПа | U=150 МПа | |
10 | 71,544 | 61,322 | 56,335 | 54,646 |
20 | 73,318 | 62,946 | 57,776 | 56,051 |
30 | 75,33 | 64,865 | 59,534 | 57,784 |
40 | 77,462 | 66,945 | 61,476 | 59,71 |
50 | 79,673 | 69,127 | 63,538 | 61,764 |
60 | 81,945 | 71,384 | 65,686 | 63,91 |
70 | 84,27 | 73,705 | 67,907 | 66,131 |
80 | 86,644 | 76,083 | 70,19 | 68,418 |
90 | 89,065 | 78,516 | 72,532 | 70,766 |
Таблица 2.3 – Напряжения в шпальных прокладках в зависимости от модуля упругости подрельсового основания
Подвижной состав ТГ-16 | ||||
Шпалы железобетонные, рельсы Р65 | ||||
Балласт щебеночный, толщиной 20 см | ||||
скорость, км/ч | Модуль упругости подрельсового основания | |||
U=50 МПа | U=100 МПа | U=130 МПа | U=150 МПа | |
10 | 0,759 | 0,932 | 0,922 | 0,963 |
20 | 0,778 | 0,957 | 0,946 | 0,988 |
30 | 0,8 | 0,986 | 0,975 | 1,019 |
40 | 0,823 | 1,018 | 1,007 | 1,053 |
50 | 0,847 | 1,052 | 1,041 | 1,089 |
60 | 0,871 | 1,086 | 1,076 | 1,127 |
70 | 0,896 | 1,122 | 1,113 | 1,166 |
80 | 0,922 | 1,158 | 1,15 | 1,207 |
90 | 0,948 | 1,196 | 1,189 | 1,249 |
Таблица 2.4 – Напряжения в балласте под шпалой в зависимости от модуля упругости подрельсового основания
Подвижной состав ТГ-16 | ||||
Шпалы железобетонные, рельсы Р65 | ||||
Балласт щебеночный, толщиной 20 см | ||||
скорость, км/ч | Модуль упругости подрельсового основания | |||
U=50 МПа | U=100 МПа | U=130 МПа | U=150 МПа | |
10 | 0,161 | 0,155 | 0,156 | 0,127 |
20 | 0,166 | 0,159 | 0,16 | 0,13 |
30 | 0,171 | 0,163 | 0,165 | 0,134 |
40 | 0,176 | 0,169 | 0,171 | 0,138 |
50 | 0,182 | 0,174 | 0,176 | 0,142 |
60 | 0,189 | 0,18 | 0,182 | 0,146 |
70 | 0,195 | 0,186 | 0,188 | 0,15 |
80 | 0,202 | 0,193 | 0,194 | 0,154 |
90 | 0,209 | 0,199 | 0,2 | 0,159 |
Таблица 2.5 – Напряжения на основной площадке в зависимости от модуля упругости подрельсового основания
Подвижной состав ТГ-16 | ||||
Шпалы железобетонные, рельсы Р65 | ||||
Балласт щебеночный, толщиной 20 см | ||||
скорость, км/ч | Модуль упругости подрельсового основания | |||
U=50 МПа | U=100 МПа | U=130 МПа | U=150 МПа | |
10 | 0,047 | 0,048 | 0,074 | 0,077 |
20 | 0,048 | 0,05 | 0,076 | 0,079 |
30 | 0,049 | 0,051 | 0,078 | 0,081 |
40 | 0,05 | 0,053 | 0,081 | 0,084 |
50 | 0,051 | 0,055 | 0,084 | 0,087 |
60 | 0,053 | 0,056 | 0,087 | 0,09 |
70 | 0,054 | 0,058 | 0,09 | 0,093 |
80 | 0,056 | 0,06 | 0,093 | 0,096 |
90 | 0,057 | 0,062 | 0,096 | 0,099 |
Таблица 2.6 –Напряжения в кромке подошвы рельса от эпюры шпал и осевой нагрузки
Подвижной состав ЦНИИ-Х3 | ||
Шпалы железобетонные, рельсы Р65 | ||
Балласт щебеночный, толщиной 20 см | ||
Осевая нагрузка, кН/ось | Эпюра шпал, шт/км | |
1840 | 2000 | |
150 | 51,001 | 50,538 |
200 | 67,736 | 67,068 |
250 | 84,604 | 83,735 |
300 | 101,546 | 100,479 |
Таблица 2.7 –Напряжения в шпальных прокладках от эпюры шпал и осевой нагрузки
Подвижной состав ЦНИИ-Х3 | ||
Шпалы железобетонные, рельсы Р65 | ||
Балласт щебеночный, толщиной 20 см | ||
Осевая нагрузка, кН/ось | Эпюра шпал, шт/км | |
1840 | 2000 | |
150 | 0,931 | 0,856 |
200 | 1,237 | 1,137 |
250 | 1,546 | 1,419 |
300 | 1,856 | 1,703 |
Таблица 2.8 –Напряжения в балласте под шпалой от эпюры шпал и осевой нагрузки
Подвижной состав ЦНИИ-Х3 | ||
Шпалы железобетонные, рельсы Р65 | ||
Балласт щебеночный, толщиной 20 см | ||
Осевая нагрузка, кН/ось | Эпюра шпал, шт/км | |
1840 | 2000 | |
150 | 0,156 | 0,143 |
200 | 0,207 | 0,19 |
250 | 0,259 | 0,238 |
300 | 0,311 | 0,285 |
Таблица 2.9 –Напряжения на основной площадке от эпюры шпал и осевой нагрузки
Подвижной состав ЦНИИ-Х3 | ||
Шпалы железобетонные, рельсы Р65 | ||
Балласт щебеночный, толщиной 20 см | ||
Осевая нагрузка, кН/ось | Эпюра шпал, шт/км | |
1840 | 2000 | |
150 | 0,079 | 0,074 |
200 | 0,104 | 0,097 |
250 | 0,128 | 0,12 |
300 | 0,153 | 0,142 |
На рисунках 2.1 – 2.8 построены зависимости напряжений в элементах ВСП, полученных при разных условиях эксплуатации