Zubko Nikolaj Sergeevich 2016 (1199213), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Рисунок 1.1 – Схема передачи вертикальной нагрузки от колеса на основание пути: Р – вертикальная сила; σпк – в кромках подошвы рельса; σш – в шпале (в подкладке); σб – в балласте под шпалой; σh – на основной площадке земляного полотна.

Напряжения в балласте под соседними с расчетной шпалами определяется из условия максимальной динамической нагрузки расчетного колеса, расположенного над расчетной шпалой, и средних нагрузок от остальных колес.

Для расчета верхнего строения пути на прочность принимаем грузовой тепловоз 3ТЭ10М. Характеристики локомотива приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Характеристика локомотива

Вертикальная динамическая максимальная нагрузка , кг, колеса на рельс определяется по формуле:

= P_ср + λS, (1.1)

где P_ср - среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг; λ – нормирующий множитель, определяющий вероятность появления ; S – среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг.

Среднее значение вертикальной нагрузки P_ср, кг, колеса на рельс рассчитывается по формуле

P_ср = P_ст + 0, 75 , (1.2)

где P_ст – статическая нагрузка колеса на рельс, кг; – динамическая максимальная нагрузка колеса на рельс, возникающая за счет колебания кузова на рессорах, кг.

Динамическая максимальная нагрузка колеса на рельс, кг, возникающая в результате колебания кузова на рессорах определяется как

= жz_max , (1.3)

где ж – жесткость рессорного подвешивания, приведенная к колесу, кг/мм; z _max – динамический прогиб рессорного подвешивания, мм.

Средне квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний, кг, определяется по формуле композиции законов распределения его составляющих

S = , (1.4)

Среднее квадратическое отклонение , динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения P ^max_р, кг, определяется

= 0.08 (1.5)

Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс , кг, при прохождении колесом изолированной неровности пути

= 0.707 (1.6)

=0.8∙10^-8 , (1.7)

где - коэффициент, учитывающий род шпал; - коэффициент, учитывающий влияние типа рельсов на возникновение динамической неровности; - коэффициент, учитывающий влияние материала и конструкции шпал на образование динамической неровности пути; - коэффициент, учитывающий влияние рода балласта на образование динамической неровности пути; - расстояние между осями шпал; - модуль упругости рельсового основания, кг/см ²; - коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса, см^-1; - вес необрессоренных частей экипажа, отнесенный к одному колесу, кг; - среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг; - скорость движения экипажа, км/ч.

Среднее квадратическое отклонение , кг, динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс , кг, при движении колеса с плавной непрерывной неровностью на поверхности катания определяется по формуле

(1.8)

= (1.9)

где - коэффициент, характеризующий отношение необрессоренной массы колеса к участвующей во взаимодействии массы пути; - коэффициент, характеризующий степень неравномерности образования проката поверхности катания колес; - диаметр колеса, см.

Среднее квадратическое отклонение , кг, при движении колеса с плавной изолированной неровностью на поверхности катания определяется по формуле

(1.10)

, (1.11)

где - расчетная глубина плавной изолированной неровности на поверхности катания колеса; - максимальный дополнительный прогиб рельса при прохождении колесом косинусоидальной неровности, отнесенной к единице глубины неровности [9].

При расчете рельса как балки на упругом основании система сосредоточенных колесных нагрузок заменяется одиночными эквивалентными.

Максимальная эквивалентная нагрузка, кг, для расчетов от изгиба и кручения определяется по формуле

(1.12)

Максимальная эквивалентная нагрузка, кг, для расчетов напряжений и сил в элементах подрельсового основания определяется по формуле

(1.13)

где - динамическая максимальная нагрузка от колеса на рельс, кг; - ординаты линии влияния изгибающих моментов рельса в сечении пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью; - ординаты линии влияния прогибов рельса в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью; - среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг [29].

Рисунок 1.2 Линии влияния прогибов η(х) и моментов μ(х) от действия колесной нагрузки .

Максимальные напряжения под подкладками на деревянных шпалах, кг/см², определяется по формуле

(1.14)

Максимальные напряжения в балласте под шпалой, кг/см²,

(1.15)

где - нагрузка на шпалу от рельса; - площадь подкладки, см²; - площадь полушпалы с поправкой на изгиб, см²; - расстояние между осями шпал, см; - максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений в элементах подрельсового основания, кг.

Получаемые в результате расчета напряжения и сравнивают с допускаемыми и .

Максимальные напряжения изгиба и кручения в рельсах при воздействии вертикальных и горизонтальных поперечных сил от колес подвижного состава определяются

(1.16)

где - осевое напряжение в подошве рельса, кг/см²; - напряжение в кромке подошвы рельса, кг/см²; - напряжение в кромке головки рельса, кг/см²; - момент сопротивления рельса относительно наиболее удаленного волокна в подошве, см³; К- коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса,см^-1; - максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений в рельсах от изгиба и кручения, кг; и - расстояние от горизонтальной нейтральной оси до крайних волокон соответственно головки и подошвы рельса, см; - коэффициент перехода от осевых напряжений к кромочным; - расчетные допускаемые напряжения в рельсах от поездной нагрузки [21,29].

Для трехосной (или четырехосной) тележки расчетным при определении воздействия на балласт на глубине h будет вторе колесо (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 Учет нагрузок от осей экипажа при определении напряжений на основной площадке земляного полотна.

Расчет напряжений в балласте и на основной площадке земляного полотна.

Расчетная формула для определения нормальных напряжений в балласте (в том числе и на основной площадке земляного полотна) на глубине h от подошвы шпалы по расчетной вертикали имеет вид:

(1.17)

где и − напряжения от воздействия соответственно первой и третьей шпал, лежащих по обе стороны от расчетной шпалы (рис. 1.1); − напряжения от воздействия второй шпалы (расчетной) в сечении пути под расчетным колесом.

Рис. 1.4 - Схема передачи давления на земляное полотно от трех смежных шпал.

Нормальные напряжения в балластном слое и на основной площадке земляного полотна определяются на глубине h от подошвы шпалы в сечении пути под расчетным колесом. Расчетное колесо располагается по направлению оси шпалы.

напряжение от воздействия второй шпалы (расчетной) в сечении пути под колесом, определяется по формуле (4.17).

(1.17)

где æ - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения давления вдоль шпалы и пространственность приложения нагрузки, принимается по исследованиям проф. М.Ф. Вериго; m - переходный коэффициент от осредненного по ширине шпалы давления на балласт к давлению под осью шпалы, при принимается , при принимается ; – коэффициенты зависящие от ширины нижней постели шпалы b и глубины h; – расчетное напряжение в балласте в подрельсовом сечении, кг/см².

Переходный коэффициент от осредненного по ширине шпалы давления на балласт к давлению под осью шпалы определяется по формуле (1.19).

(1.18)

Коэффициенты определяются по формулам (4.20, 4.21).

(1.19)

(1.20)

где b – ширина нижней постели шпалы; h – толщина балластного слоя под шпалой.

Напряжения от воздействия первой и третьей шпал, лежащих по обе стороны от расчетной шпалы, определяются по формулам (5.22, 5.23).

Характеристики

Список файлов ВКР