мой диплом (1199226), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Сравнение напряжений в элементах верхнего строения пути, получаемых в процессе динамических испытаний с расчетными значениями, выявило допустимую для практических целей сходимость при скоростях движения поездов до 27,8 – 33,3 м/с (100 – 120км/ч).Под воздействием подвижного состава в элементах верхнего строенияпути возникают напряжения и деформации.

Зависимость их от сил, действующих на путь, сложна и пока не поддается точному определению. Поэтому вПравилах расчета железнодорожного пути на прочность приняты следующиепредпосылки и допущения:- расчет ведется по формулам статического расчета; переменные динамические силы от расчетного колеса принимаются в их максимальном вероятномзначении, от остальных колес – в их среднем значении;- рельс рассчитывается по напряжениям изгиба; контактные, напряженияпод головкой и другие местные напряжения не учитываются. Предполагается,что уровень изгибных напряжений характеризует в известной степени и местные напряжения в рельсах;- характеристики пути (модуль упругости пути и др.) принимаются детерминированными;10- рельс рассматривается как неразрезная балка, лежащая на сплошномупругом основании (рассматривается сечение, удаленное от стыка на 3,5 м идалее);- упругая реакция основания q считается линейно зависящей от осадки y,т.е колеса подвижного состава при движении не отрываются от поверхностикатания рельсов (рассматривается безударное движение);- при действии на путь системы грузов используется закон независимости– напряжения и деформации в рассматриваемом сечении складываются с учетом их величины и знака;- путь и подвижной состав находятся в исправном состоянии, отвечающемтребованиям ПТЭ;- за критерий прочности рельсов принимаются допускаемые напряжения.Исходные данные:Расчетные характеристики подвижного состава представлены в таблице1.2.

Расчетные характеристики пути приведены в таблице 1.3.Таблица 1.2Расчетные характеристики подвижного составаТип и серияподвижного состава2ТЭ10ВРст, кгqк, кгЖр,кг/ммd, мfст,ммn, штLi, смL0, смV, км/ч1150022301091,051026185630100Таблица 1.3Расчетные характеристики путиТип рельсаПланлинииU, МпаI, см4k, см-1Wп,см3Wr,см3zп, смzr, смР65Прямая27029980,014043107,429,68Окончание таблицы1.3l, смfmβˠεe0, смω, см2551,101,120,87110,0675180,5αab,см22561111.2.3 Определение динамической нагрузки от колеса на рельсРасчет начинается с определения средней динамической нагрузки колесана рельс. Рассчитывается воздействие на путь тепловоза 2ТЭ10В для прямойпри V=60 км/чНайден максимальный дополнительный прогиб комплекта рессор zmax впрямом участке:z max  7,9  8,0 104  V 2 ,мм(1.1)z max  7,9  8,0 104  602  10,78 ммОпределяем вертикальную составляющую нагрузки колеса на рельс, возникающую за счет колебания кузова на рессорах:Р рmax  ж  z max ,кг(1.2)где ж – приведенная к колесу жесткость рессорного подвешивания, кг/м;Динамическая максимальная нагрузка от колеса на рельс определяется поформуле:maxPдин Pcp    S ,кг(1.4)где Рср - среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг;S - среднее квадратическое отклонение динамической вертикальнойнагрузки колеса на рельс, кг; - нормирующий множитель, определяющий вероятность события, т.е.

появление максимальной динамической вертикальной нагрузки.maxВероятность события (возникновения Рдин ) равна 0,994, при этом значе-ние =2,5.Среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузкиколеса на рельс S определяется по формуле композиции законов распределения его составляющих:St  2t22S p2  S нп 1  S инк  S ннк 100 100 , кг(1.5)12где S р - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колесана рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения, кг;S нп - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колесана рельс от сил инерции необрессоренных масс, при прохождении колесомизолированной неровности пути, кг;S ннк - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса нарельс от сил инерции необрессореных масс, при движении колеса с плавнойнепрерывной неровностью на поверхности катания, кг;S инк - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колесана рельс от сил инерции необрессоренных масс, возникающих из-за наличияна поверхности катания колес плавных изолированных неровностей, кг;t - количество колес рассчитываемого типа, имеющих изолированныеплавные неровности на поверхности катания, отнесенные к общему числу таких колес (в %), эксплуатируемых на участке;1  t  - количество колес (в %), имеющих непрерывную плавную неров-ность на поверхности катания.Подавляющая часть неровностей на колесах принимается в виде непрерывных, доля их составляет 95% [5].

С учетом этого допущения формула (1.5) приобретает вид:S 222S p2  S нп 0,95  S ннк 0,05  S инк(1.6)Определены средние квадратические отклонения составляющих динамической нагрузки колеса на рельс:S p  0,08  Р р , кг(1.7)где S р – среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения:S p  0,08 1175,02  94,00 кг13Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса наmaxрельс S нп от сил инерции необрессоренных масс Pдин возникающих при про-ходе изолированной неровности пути определяется по формуле:maxS нп  0,707  Рнп, кгPнпmax  0,8  108   1        l ш U q  Pcp  V , кгk(1.8)(1.9)Подставляя выражение (1.8) в (1.9) получаем:Pнпmax  0,565  108   1        lш U q  Pcp  V , кгk(1.10)где  1 - коэффициент, учитывающий род шпал;В свою очередь  0 определяется как:0 mkmk  mn(1.11)где m k - отнесенная к колесу масса необрессоренных частей экипажа;m n - масса пути, приведенная к контакту с колесом.Для деревянных шпал  0  0,433 , а 1  1,00 .- коэффициент, учитывающий влияние типа рельсов на возникновениединамической неровности, определяется соотношением: 4J0,J(1.12)где J 0 - момент инерции рельса типа Р65 относительно нейтральной оси,равный 2998 см4 (при износе 9 мм);Значение коэффициента  для рельсов типа Р-65  = 0,87J – момент инерции рельса Р65, J = 3547 см4 - коэффициент, учитывающий влияние материала и конструкции шпалына неровности на пути, принимается для деревянных шпал равным 1.14V - коэффициент, учитывающий влияние рода балласта на образованиединамической неровности пути, принимается для щебня, асбеста и сортированного гравия равным - 1,0;l ш - расстояние между осями шпал, см;U - модуль упругости рельсового основания, кг/см2.В зависимости от типа конструкции верхнего строения пути формула(1.10) получает вид:S нп  0,565  108  0,870  55 270 2230  12381,26  60  1558,30 кг0,01Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса наmaxрельс S ннк от сил инерции необрессоренной массы Рннк при движении колеса сплавной непрерывной неровностью на поверхности катания определяется поформуле:maxS ннк  0,225 Рннк, кгmaxPннкα 0 BU V 2 qd 2 KU  3.26 K 2 q, кг(1.13)(1.14)где  0 - коэффициент, характеризующий отношение необрессоренноймассы колеса и участвующей во взаимодействии массы пути;K1- коэффициент, характеризующий степень неравномерности образова-ния проката;d - диаметр колеса, см;q - отнесенный к колесу вес необрессоренных частей;k - коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса,см-1:kU,4 E  J(1.15)E - модуль упругости рельсовой стали, равный 2,1106 кг/см2.Расчетная формула (1.13) после подстановки известных численных значений приобретает вид:15S ннк S ннк 0,052   0  U  V 2  qd 2  K  U  3,26  K 2  q, кг0,052  0,433  270  602  22301052  0,01 270  3,26  0,012  2230(1.16) 1176,46 кгСреднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса наmaxрельс S инк от сил инерции необрессоренной массы Ринк , возникающих из-заналичия на поверхности катания плавных изолированных неровности определяется по формуле:maxSинк  0,25  Ринк, кгmaxPинк  0  y max 2 Uk(1.17), кг(1.18)где y max - наибольший дополнительный прогиб рельса при вынужденныхколебаний катящегося по ровному рельсу колеса с изолированной неровностью на поверхности катания, см.Для подавляющего числа расчетных случаев при скорости движения V  20км/ч y max  1,47  e , где e - расчетная глубина плавной изолированной неровностина поверхности катания колеса, принимаемая равной 2/3 от предельной допускаемой глубины неровности, e = 0,067.Окончательно формула для определения S инк приобретает вид:S инк  0,735   0 S инк  0,735  0,433U e , кгk(1.19)270 0,0446  383,24 кг0,01S  94,002  1558,302  0,95  1176,462  0,05  383,242  1938,9 кгmaxPдин 12381,26  2,5  1938,9  17228,527 кг1.2.4 Определение эквивалентной нагрузки на путьМаксимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений в рельсахот изгиба и кручения определяется по формуле:161maxРэкв Pдин Pcp   i , кг(1.20)где  i - ординаты линии влияния изгибающих моментов рельсов в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью.Значения  и  в зависимости от  l для четырехосного вагона приведеныв таблице 1.4.Таблица 1.4Значения  и  в зависимости от  l для четырехосного вагонаV,k,li ,Км/чсм-1см600,01185k li,1,85-0,19450,10781Рэкв 17228,527  12381,265  0,1945  14820,37 кгМаксимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений и сил вэлементах рельсового основания определяется по формуле11maxРэкв Pдин Pcp   i , кг(1.21)Рисунок 1.1- Эпюры μkx (а) и ηkx (б) для определения наименее выгодногоположения нагрузки μ = 0 и η = 0где  i - ординаты линии влияния прогибов рельса в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетнойосью:17i  e kl  Coskli  Sinkli i(1.22)1  0,1078;11Рэкв 17228,527  12381,265 0,1078  18563,22 кг1.2.5 Определение показателей напряженно-деформированногосостояния элементов конструкции верхнего строения пути.Изгибающий момент в рельсах от воздействия эквивалентной нагрузки1PэквM, кг см4k(1.23)Максимальная нагрузка на шпалуQk  lш11 , Pэкв2кг(1.24)Максимальный прогиб рельсаyk11, Pэкв2 Uсм(1.25)Максимальное напряжение в элементах верхнего строения пути определяются по формулам:- в подошве рельса от его изгиба под действием момента M :0 P1M экв , кг/см2W 4  k W(1.26)- в кромках подошвы рельса: к  f   0 , кг/см2(1.27)- в шпале на смятие под подкладкой (при деревянной шпале) и в прокладкепри железобетонной шпале:ш Qk  lш11 , Рэкв2 кг/см2(1.28)- в балласте под шпалой:ш Qk  lш11 Рэкв, кг/см22  (1.32)где W - момент сопротивления рельса относительно его подошвы, см3;18f - коэффициент перехода от осевых напряжений в подошве рельса к кромочным, учитывающий действие горизонтальных нагрузок на рельс и эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки;ω - площадь рельсовой подкладки, см2;Ω - площадь полушпалы с поправкой на изгиб, см2;0 14820,37 917,1 кг/см24  0,01 404 к  917,1  1,10  1008,81 кг/см2ш 0,01  55 18563,22  8,34 кг/см22  612б 0,01 55 18563,22  1,32 кг/см22  3853Вывод: В данном пункте были произведены расчеты пути на прочностьи при сравнении данных результатов с допускаемыми оценочными критериями прочности получается: к[к] (1008,813400 кг/см2), ш[ш] (8,3430кг/см2), б[б] (1,325,0 кг/см2) – условие выполняется.

Характеристики

Список файлов ВКР