Glaz Mihail Konstantinovich 2016 (1199192), страница 2
Текст из файла (страница 2)
1.2.1 Исходные предпосылки для расчета
-тип подвижного состава: вагоны четырехосные, на тележках
- приведенный износ рельсов – 9 мм;
- шпалы железобетонные ШЗ, скрепление ЖБР-65;
-балласт щебеночный, толщиной под шпалой 40 см;
- тип рельсов Р65;
- плети;
- диаметр колеса 95 см;
- эпюра шпал в прямых 1840 шп/км, в кривых 2000 шп/км.
Характеристики электровоза ВЛ 80 приведены в таблице 1.
Характеристики электровоза ВЛ 80.
Таблица 1.1
| Тип и серия подвижного состава | Рст,кг | q ,кг | Ж,кг/мм | d ,см | n,шт. | fст,мм | Li,см | l0 | Vконстр.км/ч |
| Электровоз ВЛ 80 | 12000 | 2760 | 116 | 125 | 2 | 28 | 300 | 50 | 110 |
Расчетные параметры, необходимые для определения нагрузок на путь и напряжений в элементах верхнего строения пути приведены в табл. 1.2.
Таблица 1.2
| Харакеристика конструкции пути | U, кг/ | k, |
| L | W(0) | | ω, | α, |
| Р65-2000-ЖБ-Щ | 1670 | 0,014 | 51 | 0,261 | 435 | 0,403 | 185 | 518 |
Параметры верхнего строения пути приведены в таблице 1.3
Таблица 1.3 Расчетные параметры верхнего строения пути
| Наименование расчетных параметров | Условное обозначение | Единица измерения | Величина | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Приведенный износ | hпр | Мм | 9 | |
| План линии | R | М | 600 | |
| Модуль упругости подрельсового основания | U | кг/см2 | 12000 | |
| Коэффициент относительной жесткости рельсового основания | K | см -1 | 0,014 | |
Продолжение таблицы 1.3
| Момент инерции рельса относительно его центральной горизонтальной оси | Jв | см4 | 3208 |
| Расстояние от горизонтальной нейтральной оси до крайних волокон соответственно головки и подошвы рельса. | Zг | См | 9,71 |
| Zп | См | 7,69 | |
| Ширина головки и подошвы рельса. | bг | См | 7,5 |
| bn | См | 15 | |
| Момент сопротивления поперечного сечения рельса относительно наиболее удаленного волокна на подошве. | Wn | см3 |
417 |
| Коэффициент, учитывающий влияние на образование динамической неровности пути. | L | - | 0,261 |
| Коэффициент, учитывающий отношение необрессоренной массы подвижного состава, приходящегося на одно колесо, и массы пути, участвующих во взаимодействии. | α0 | - | 0,403 |
Продолжение таблицы 1.3
| Расстояние между осями шпал. | lш | См | 51 |
| Площадь рельсовой подкладки. | ω | см2 | 518 |
| Площадь полушпалы с поправкой на изгиб. | Ωα | см2 | 3092 |
1.2.2 Определение динамической нагрузки от колеса на рельс
Вертикальная динамическая максимальная нагрузка
, кг, колеса на рельс [9] определяется по формуле
, (1.1)
где Рср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг;
λ – нормирующий множитель, определяющий вероятность появления
, для расчетов принимаем λ = 2,5;
S – среднееквадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг.
Среднее значение вертикальной нагрузки Рср, кг, колеса на рельс определяется по формуле
, (1.2)
где Рст – статическая нагрузка колеса на рельс, кг (см. табл. 1.2);
- динамическая максимальная нагрузка колеса на рельс, возникающая за счет колебания кузова на рессорах, кг.
Динамическая максимальная нагрузка колеса на рельс
, кг, возникающая за счет колебания кузова на рессорах определяется по формуле
, (1.3)
где Ж – жесткость рессорного подвешивания, приведенная к колесу, кг/мм(см. табл. 1.2);
zмах – динамический прогиб рессорного подвешивания для 4-осного вагона определяется по формуле
(1.4)
Среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний S, кг, определяется по формуле
, ( 1.5)
где Sp – среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения, кг;
Sнп- среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс при прохождении колесом изолированной неровности пути, кг;
Sннк - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс, возникающих из-за, кг;
Sинк - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс, возникающих из-за наличия на поверхности катания колес плавных изолированных неровностей, кг.
Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения
, кг, определяется по формуле
. (1.6)
Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс
, кг, при прохождении колесом изолированной неровности пути определяется по формуле
, (1.7)
(1.8)
где L - коэффициент, учитывающий влияние на образование динамической неровности пути, типа шпал, типа рельсов, род балласта, материала шпал (см. табл. 1.3);
lш – расстояние между осями шпал: при эпюре шпал 1840 шт./кмlш =55см; при 2000 шт./км - lш =51 см;
U - модуль упругости рельсового основания, (см. табл. 1.3);
К – коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса, см-1;
, (1.9)
где E – модуль упругости рельсовой стали, E=2,1∙106 кг/см2;
Jв – момент инерции поперечного сечения рельса относительно его центральной горизонтальной оси, проходящей через его центр тяжести, см4 (см. табл. 1.3)
q - веснеобрессоренных частей экипажа, отнесенный к одному колесу, кг (см. табл. 1.2);
Рср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг;
V – скорость движения экипажа, км/ч.
Среднее квадратическое отклонение Sннк, кг, динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс
, кг, при движении колеса с плавной непрерывной неровностью поверхности катания определяется по формуле
, (1.10)
, (1.11)
где α0 – коэффициент, характеризующий отношение необрессоренной массы колеса к участвующей во взаимодействии массе пути (см. табл. 1.3);
β1 - коэффициент, характеризующий степень неравномерности образования проката поверхности катания, β1 = 0,23;
U - модуль упругости рельсового основания, кг/см2,
d – диаметр колеса, см (см.табл.1.2).
Расчетная формула после подстановки известных численных значений приобретет вид
. (1.12)
Среднее квадратическое отклонение Sинк, кг, динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс
, кг, при движении колеса с плавной изолированной неровностью на поверхности катания определяется по формуле
, (1.13)
, (1.14)
где е – расчетная глубина плавной изолированной неровности на поверхности катания колеса, принимается равной 2/3 от предельной допускаемой глубины неровности, е=0,067 см;
умах – максимальный дополнительный прогиб рельса при прохождении колесом конусоидальной неровности, отнесенной к единице глубины неровности, умах = 1,47, см.
Максимальная эквивалентная нагрузка
, кг, для расчетов напряжений в рельсах от изгиба и кручения определяется по формуле
, (1.15)
где
- динамическая максимальная нагрузка от колес на рельс, кг;
μi – ординаты линии влияния изгибающих моментов рельса в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью (см. табл. 1.4);
Рср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг.
Максимальная эквивалентная нагрузка
, кг, для расчетов напряжений и сил в элементах подрельсового основания определяется по формуле
,















