Диплом (1203508), страница 8

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

Текст из файла (страница 8)

На приведенной расчетной схеме расчетная полуширина рамы определяется по формуле:

, (5.1)

где - внутренняя ширина вагона, мм.

Длины пролетов l₁, l₂, l₃, l₄ соответствуют разработанной конструктивной схеме вагона.

В узлах 2 и 3 располагаются соответственно передние и задние упоры, соответственно длины l_пу, l_зу это расстояния от центра тяжести сечения концевой балки до этих упоров.

Закрепления узлов расчетной схемы на рисунке 5.1:

- узлы 1, 2, 3, 5, 6 – запрещены повороты сечений относительно осей Z, Y и линейное перемещение по оси Х;

- узел 4, 5 (шкворневая балка) – запрещены повороты сечения относительно осей Z, Y и линейные перемещения по оси Х и Z;

- узел 7 – запрещены повороты сечения относительно осей Z, Y, Х и линейные перемещения по оси Х и Y;

- узел 8 – запрещены повороты сечения относительно осей Z, Х и линейное перемещение по оси Y.

Геометрические характеристики сечений элементов рамы рассчитываются с помощью подпрограммы, входящей в состав АРМ Structure 3D.

При расчете геометрических характеристик хребтовой балки учитывается половина ее сечения относительно вертикальной оси симметрии, так как рассматривается одна четвёртая часть констру кции и эта балка мысленно разрезается вдоль пополам.

Шкворневая балка представлена двумя балками по осиY, связанно это с тем, что данная балка имеет переменное сечение и описана с помощью пластин.

5.2 Расчёт рамы по первому и третьему режимам нагружений

Расчет производится по I и III режимам нагружений при действии растягивающих и сжимающих продольных нагрузок с вариантом размещения двух двадцатифутовый контейнеров, а также одного сорокафутового. В конечном итоге получаем восемь вариантов расчёта.

При расчете по I режиму продольная квазистатическая сила N при сжатии для фитинговой грузовой платформы равняется 3 МН (300 т), а при растяжении 2,5 МН. При расчете по III режиму - 1 МН как при растяжении, так и при сжатии.

Продольная растягивающая сила прикладывается к передним упорам автосцепного устройства, а сжимающая - к задним.

Статическая и динамическая нагрузки от веса контейнеров представляются в виде сосредоточенных сил, приложенных к боковой балке в двух точках при постановке двух двадцатифутовых контейнеров и одной точки в месте соединения концевой и боковой балок для сорокафутового контейнера.

С татическая нагрузка, приходящаяся на боковую балку рассчитывается по формуле:

, (5.2)

, (5.2)

где и - вес соответственно двадцатифутового и сорокафутового гружённых контейнеров, т.

В соответствии с нормами вертикальную динамическую нагрузку при III расчетном режиме нагружения определяют умножением силы тяжести (веса) бруттона коэффициент вертикальной динамики, величина которого зависит от степени обрессоренности элемента вагона, для которого рассчитывается эта нагрузка.

Динамическая нагрузка для боковой балки вагона определяется:

, (5.3)

, (5.4)

где - коэффициент динамики.

Коэффициент динамики определяется по формуле:

, (5.5)

где - среднее вероятное значение коэффициента вертикальной динамики.

- параметр распределения, для грузовых вагонов при существующих условий эксплуатации ;

- доверительная вероятность, при оценке прочности по допускаемым напряжениям .

Среднее вероятное значе ние коэффициента вертикальной динамики определяется по формуле:

(5.6)

где - коэффициент, принимаемый на основании обработки результатов экспериментов и теоретических исследований равным 0,05 для боковой балки;

- коэффициент, учитывающий влияние числа осей в тележке или группе тележек под одним концом вагона на величину коэффициента динамики;

v - расчетная скорость движения вагона, м/с;

- статический прогиб рессорного подвешивания, равный 0,051 м для выбранной тележки.

Коэффициент учитывающий влияние осей определяется по формуле:

, (5.7)

где - число осей в грузовой тележке

Производим расчёт по формулам 5.2-5.7

Статическая нагрузка равняется:

Н.

Н.

Коэффициент зависящий от числа осей в тележке равняется:

Среднее вероятное значение коэффициента динамики равняется:

Коэффициент динамики равняется:

Динамическая нагрузка для боковой балки рассчитывается:

Н.

Н.

5.3 Результаты расчета рамы

На рисунке 5.2 и в графической части ДП 23.05.03.В.155.07 представлен общий вид рамы, проектируемой с помощью программного обеспечения А РМ Structure3D.

В качестве материала, используемого в изготовлении всех балок рамы фитинговой платформы, используется сталь марки 14ГСДФ. Выбор данной стали производится благодаря соответствию предела текучести необходимому.

Рисунок 5.2 – Общий вид одной четвёртой части рамы проектируемой платформы

Механические свойства и химический состав стали приведены в таблицах 5.1 и 5.2.

Таблица 5.2 - Механические свойства стали

Таблица 5.3–Химический состав стали

Расчёт рамы производится по двум режимам нагружения для растяжения и сжатия при нагрузке, как двух двадцатифутовых, так и одного сорокафутового контейнера. Результаты расчётов представлены в графической части ДП 23.05.03.В.155.08 и ДП 23.05.03.В.155.09. При первом режиме нагружения с приложением растягивающей силы мы наблюдаем следующую картину напряжённо-деформированного состояния:

- при нагрузке рамы платформы двадцатифутовым контейнером общий уровень напряжения не превышает 100 МПа. Локальные напряжения равные 220 МПа приходятся на хребтовую балку в месте крепления переднего угольника. Наибольшие перемещения, не превышающие 3 миллиметров, наблюдаются в районе соединения концевой и боковой балок;

- при нагрузке рамы сорокафутовым контейнером, общий уровень напряжения также не превышает 100 МПа. Локальное напряжение, не превышающее 314 МПа приходится на место соединения шкворневой балки и хребтовой. Наибольшие значения перемещения наблюдаются в месте соединения концевой и боковой балок и составляют 7 миллиметров.

При первом режиме нагружения с приложением сжимающей силы возникает следующая картина напряжённо-деформированного состояния:

- при нагрузке рамы двадцатифутовым и сорокафутовым контейнером возникает одинаковое наибол ьшее локальное напряжение 240 МПа в месте крепления надпятниковой коробки и хребтовой балки. В целом уровень напряжения по конструкции не превышает 100 МПа. Перемещение равное 10 миллиметрам в месте крепления боковой и средней поперечной балок.

При расчёте рамы по третьему режиму нагружения с приложением растягивающей силы наблюдается следующая картина напряженно-деформированного состояния:

- при нагрузке рамы двадцатифутовым контейнером возникает наибольшее локальное напряжение равное 180 МПа, а также наибольшее локальное перемещение равное 10 миллиметрам в месте крепления боковой балки и средней поперечной балок. Общая картина напряжения не превышает 100 МПа;

- при нагрузке рамы сорокафутовым контейнером возникает наибольшее локальное напряжение равное 300 МПа в месте крепления надпятниковой коробки и хребтовой балки.

Наибольшее локальное перемещение равное 8 миллиметрам возникает в месте соединения концевой и боковой балок. Общий уровень напряжения не превышает 120 МПа.

При расчёте рамы по третьему режиму нагружения с приложением сжимающей силы наблюдаются следующие картина напряжённо-деформированного состояния:

- при нагрузке рамы двадцатифутовым контейнером возникает наибольшее локальное напряжение равное 200 МПа, а также наибольшее локальное перемещение равное 8 миллиметрам в месте крепления боковой и средней поперечной балок. Общий уровень напряжения не превышает 100 МПа;

- при нагрузке рамы сорокафутовым контейнером возникает наибольшее локальное напряжение равное 300 МПа в месте крепления концевой и боковой балок. Наибольшее перемещение равное 7 миллиметрам возникает в месте соединения концевой и боковой балок. Общий уровень напряжения не превышает 100 МПа.

Допустимое напряжение по элементам рамы вагона составляет:

, (5.8)

где - предел текучести материала, МПа.

Подставив в формулу 5.8 предел текучести материала, получим допускаемое напряжение:

МПа.

Таким образом, сравнив допускаемое напряжение с максимальным напряжением, возникающим в элементах рамы делается вывод, что данная конструкция удовлетворяет условиям прочности.

6 ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПЛАТФОРМЫ

6.1 Назначение вагона

Проектируемая платформа предназначе на для перевозок большегрузных контейнеров.

6.2 Маркировка вагона

На платформе с обеих сторон наносится белой краской следующие маркировки:

- номер вагона по системе нумерации заказчика;

- грузоподъемность в тоннах;

- масса тары в тоннах;

Характеристики

Список файлов ВКР