Korenyok YUliya Anatol'evna 2016 (1199212), страница 3
Текст из файла (страница 3)
При сравнении полученных результатов с допускаемыми оценочными критериями прочности определили, что полученные результаты не превышают максимально допустимых норм.
Из этого следует, что конструкция пути соответствует всем нормам прочности пути и не требует каких либо изменений.
1.3 Выполнение многовариантных расчетов пути на прочность с помощью ЭВМ
Результаты расчетов приведены в таблицах 1.2-1.8.
Таблица 1.2 - Расчет верхнего строения пути ЭВМ
Таблица 1.3 - Расчет верхнего строения пути ЭВМ
Таблица 1.4 - Расчет верхнего строения пути ЭВМ
Таблица 1.5 - Расчет верхнего строения пути ЭВМ
Таблица 1.6 - Расчет верхнего строения пути ЭВМ
Таблица 1.7 - Расчет верхнего строения пути ЭВМ
Таблица 1.8 - Расчет верхнего строения пути ЭВМ
Рисунок 1.3 – График зависимости напряжений от статической нагрузки на колесо (ϬP - напряжение в рельсе, ϬШ -напряжение в шпале ,ϬБ- напряжение в балласте, Ϭ h -напряжение в балласте на глубине h).
Рисунок 1.4 – График зависимости напряжений от скорости подвижного состава (ϬP - напряжение в рельсе, ϬШ -напряжение в шпале ,ϬБ- напряжение в балласте, Ϭ h -напряжение в балласте на глубине h).
Рисунок 1.5 – График зависимости напряжений в элементах верхнего строения пути от модуля упругости (ϬP - напряжение в рельсе, ϬШ -напряжение в шпале ,ϬБ- напряжение в балласте, Ϭ h -напряжение в балласте на глубине h).
1.4 Анализ результатов расчета
В данном пункте были выполнены расчеты зависимости допускаемых напряжений в элементах верхнего строения пути ϬP , ϬШ , ϬБ , Ϭ h .Были построены графики зависимости от скоростей движения, от модуля упругости подрельсового основания, от статической нагрузки на колесо.
Во всем диапазоне осевых нагрузок напряжения не превышают допускаемых, поэтому возможно применение рельсов типа Р65 на данном участке. Напряжения на шпале под подкладкой изменяется по линейному закону.
Для того чтобы выяснить, влияние модуля упругости на значение напряжения в элементах верхнего строения пути выполнены расчеты при значениях модуля 50, 100,120 и 150 МПа. Эти расчеты позволяют учесть повышение модуля при замерзании зимой и снижения его в результате применения различных конструкций. Все построенные зависимости имеют не линейный характер. Увеличение модуля ведет к снижению напряжений в кромке подошвы рельса.
Напряжения в остальных элементах растут по зависимости близкой к параболе. Напряжения на шпале меньше допускаемых при модуле 120 МПа. Напряжения на балласте не превышает допускаемых при модуле 120 МПа. Напряжения на основной площадке меньше допускаемых.
Таким образом, для снижения напряжения в элементах верхнего строения пути рекомендуется модуль упругости близкий к среднему значению 120 МПа. Движение подвижного состава с нормативными нагрузками 23 тонн на ось возможна во всем диапазоне скоростей движения.
В выполненном расчете зависимости ϬP - напряжение в рельсе, ϬШ -напряжение в шпале ,ϬБ- напряжение в балласте, Ϭ h -напряжение в балласте на глубине h , значения близки к линейным. Напряжения возрастают с увеличением скорости, однако не превышают допустимых.
2. РАСЧЕТ УСЛОВИЙ УКЛАДКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ
2.1 Расчет бесстыкового пути на прочность и устойчивость
Основное отличие в работе бесстыкового пути от обычного звеньевого состоит в том, что в рельсовых плетях бесстыкового пути, кроме изгибных и других напряжений от воздействия колес подвижного состава, испытывают значительные температурные напряжения – сжимающие летом и растягивающие зимой.
Расчет прочности бесстыковой рельсовой плети основан на условии, что наибольшие напряжения от воздействия на путь подвижного состава и изменений температуры рельсов не превысят допустимые значения
летом
, (2.1)
зимой
, (2.2)
где Кп - коэффициент запаса прочности (1,3);
- максимальные вероятные кромочные напряжения от колес подвижного состава соответственно в головке при летних условия эксплуатации и в подошве – при зимних, МПа;
- температурные напряжения в поперечном сечении рельса от действия температурных сил, возникающих соответственно при повышении и понижении температуры рельсовой плети относительно нейтральной температуры t0, МПа;
[]- допускаемое напряжение в рельсах (400), МПа.
Так как температурные напряжения зависят от температуры закрепления, то основной задачей расчета бесстыкового пути является определение расчетного интервала температур закрепления плетей, исключающего возникновение напряжений, превосходящих допускаемые и обеспечивающего устойчивость пути. Кроме этого рассчитывается режим работы бесстыкового пути в заданной климатической зоне, то есть определяется, если в этом есть необходимость, допускаемые скорости движения поездов в период действия низких температур рельсов.
Конструкция верхнего строения пути и экипажной части подвижного состава должны находиться в исправном состоянии, соответствующем требованиям "Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации" и действующим техническим нормам.
Всё многообразие сил, действующих на путь, делят на:
-
вертикальные силы;
-
горизонтальные: поперечные (боковые) силы;
продольные силы.
Расчет пути на прочность выполняется с целью определения величины понижения температуры рельсов относительно температуры закрепления [∆tр] исходя из условия обеспечения прочности подошвы рельсов в зимний период эксплуатации при разных значениях модуля упругости подрельсового основания для кривой минимального радиуса на расчётном перегоне .
Расчет выполнен с использованием ЭВМ (программа SYGMA) .
По формуле (2.2) находим допускаемые напряжение в рельсе, возникающее при изменении его температуры относительно температуры закрепления
. (2.3)
Допускаемые напряжение в рельсе, возникающее при изменении его температуры относительно температуры закрепления также можно определить по формуле
, (2.4)
где tпп – допускаемое изменение температуры рельса по прочности подошвы в сторону понижения, 0С.
Откуда
. (2.5)
Таблица 2.1 – Кромочные напряжения по условию прочности рельсов при модуле упругости 100 МПа
| Минимальный радиус кривой, м | кзим при V, км/ч | |
| 80 | 100 | |
| 378 | 105,34 | 109,78 |
Таблица 2.2 – Кромочные напряжения по условию прочности рельсов при модуле упругости 150 МПа
| Минимальный радиус кривой, м | кзим при V, км/ч | |
| 80 | 100 | |
| 378 | 101,99 | 106,82 |
Таблица 2.3 – Кромочные напряжения по условию прочности рельсов при модуле упругости 200 МПа
| Минимальный радиус кривой, м | кзим при V, км/ч | |
| 80 | 100 | |
| 378 | 97,15 | 102,13 |
Таблица 2.4 – Кромочные напряжения по условию прочности рельсов при модуле упругости 250 МПа
| Минимальный радиус кривой, м | кзим при V, км/ч | |
| 80 | 100 | |
| 378 | 93,65 | 98,75 |
По формуле получаем напряжение в рельсе, возникающее при изменении его температуры относительно температуры закрепления:
. (2.6)
, (2.7)
где [tр] – допускаемое понижение температуры по условию прочности, 0С.
, (2.8)
Таблица 2.5 - Допускаемое по условию прочности рельсов понижение температуры рельсовой плети [tр], 0С (ТУ – 2000)
| Радиус кривой, м | [tр] 80 км/ч | [tр] 100 км/ч |
| 378 | 90 | - |
Вывод:
Сравнивая полученные результаты расчетов с нормативными, полученными по «Техническим указаниям по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути» ТУ-2000, видно, что допускаемое по условию прочности понижение температуры [tр], 0С меньше, чем расчетное. В последующих расчетах принимаем допускаемые понижение температуры [tр], 0С по условию прочности рельса по «Техническим указаниям по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути».
2.1.1 Определение расчетных интервалов закрепления плетей
Расчетные интервалы определены для радиусов 350, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200, 2000 м, для пути уложенного в климатических условиях 7-й Бикинской дистанции пути.
Климатические условия:














