Bondar' Timur Sergeevich 2016 (1207418), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

где - допускаемое напряжение; - температурные напряжения, действующие в рельсе.

За допускаемое напряжение принимается горизонтальный предел текучести рельсовой стали. По данным испытаний на растяжение стандартных образцов из рельсовой стали диаметром 10 мм среднее напряжение при остаточном удлинении образцов 0,2%, а так же их среднеквадратическое отклонение S_σ0,2=50. Температурное напряжение сжатия-растяжения в бесстыковом пути определяется по формуле

σ_t=2,5Δt, (1.2)

где Δt – разница между расчетной и нейтральной (температура закрепления плети при укладке) температурами плетей, МПа.

Исходя из вышесказанного, допускаемое расчетное напряжение в рельсах бесстыкового пути, МПа, (с термоупрочненными рельсами) определяется как

(1.3)

1.2.2 Расчет верхнего строения пути на прочность при изменении модуля упругости рельсового основания, разных величинах статической нагрузки колеса.

1. Вертикальная динамическая максимальная нагрузка , кг, колеса на рельс определяется по формуле [9]

, (1.4)

где Р_ср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг; λ – нормирующий множитель, определяющий вероятность появления для расчетов принимаем λ=2,5; S – среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг.

2. Среднее значение вертикальной нагрузки Р_ср, кг, колеса на рельс определяется по формуле [9]

, (1.5)

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

3. Динамическая максимальная нагрузка колеса на рельс , кг, возникающая за счет колебания кузова на рессорах определяется по формуле [9]

, (1.6)

где Ж – жесткость рессорного подвешивания, приведенная к колесу, кг/мм; z_мах – динамический прогиб рессорного подвешивания, мм.

4. Среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса от вертикальных колебаний S, кг, определяется по формуле [9]

, (1.7)

где S_p – среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения; S_нп - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс; S_ннк - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс; S_инк - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс.

5. Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс , кг, при прохождении колесом изолированной неровности пути определяется по формуле [9]

; (1.8)

( 1.9)

где α₁ – коэффициент, учитывающий род шпал, для ; для железобетонных шпал α₁=0,931; β - коэффициент, учитывающий влияние типа рельсов на возникновение динамической неровности, для пути с рельсами Р65 β=0,87;

ε - коэффициент, учитывающий влияние материала и конструкции шпал на образование динамической неровности, принимаем для железобетонных шпал ε=0,322; γ – коэффициент, учитывающий влияние рода балласта на образование динамической неровности пути, для щебня γ=1; l_ш – расстояние между осями шпал: при эпюре шпал 1840 шт./км l_ш =55см.; при 2000 шт./км - l_ш =51 см.; U - модуль упругости рельсового основания, кг/см²; К – коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса, см^-1; q - вес необрессоренных частей экипажа, относительный к одному колесу, кг; Р_ср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг; V – скорость движения экипажа, км/ч.

6. Среднее квадратическое отклонение S_ннк , кг, динамической нагрузки колеса на рельс то 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; β₁ - коэффициент, характеризующий степень неравномерности образования проката поверхности катания, β₁ = 0,23; U - модуль упругости рельсового основания, кг/см², U = 1670 кг/см²; V – скорость движения экипажа, км/ч; q – вес необрессоренных частей экипажа, относительный к одному колесу, кг; d – диаметр колеса, см.

Расчетная формула после подстановки известных численных значений приобретет вид

, (1.12)

7. Среднее квадратическое отклонение S_инк , кг, динамической нагрузки колеса на рельс то сил инерции необрессоренных масс , кг, при движении колеса с плавной непрерывной неровностью поверхности катания определяется по формуле [9]

, (1.13)

, (1.14)

где е – расчетная глубина плавной изолированной неровности на поверхности катания колеса, принимается равной 2/3 от предельной допускаемой глубины неровности; у_мах – максимальный дополнительный прогиб рельса при прохождении колесом конусоидальной неровности, отнесенной к единице глубины неровности, у_мах = 1,47.

8. Максимальная эквивалентная нагрузка , кг, для расчетов напряжений в рельсах от изгиба и кручения определяется по формуле [9]

, (1.15)

где - динамическая максимальнаянагрузка от колес на рельс, кг; μ_i – ординаты линии влияния изгибающих моментов рельса в сечения пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью; Р_ср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг.

10. Максимальная эквивалентная нагрузка , кг, для расчетов напряжений в элементах подрельсового основания определяется по формуле[9]

(1.16)

где - динамическая максимальнаянагрузка от колес на рельс, кг;

η_i – ординаты линии влияния прогибов рельса в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью; Р_ср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг.

11. Максимальные напряжения изгиба и кручения в рельсах при воздействии вертикальных внецентренно приложенных и горизонтальных поперечных сил от колес подвижного состава определяются по формулам

(1.17)

где σ _п-о – осевое напряжение в подошве рельса, кг/см²;

σ _п-к – напряжение в кромке подошвы рельса, σ _г-к – напряжение в кромке головки рельса, кг/см²; W_n – момент сопротивления рельса относительно наиболее удаленного волокна на 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; z_г и z_n – расстояние от горизонтальной нейтральной оси до крайних волокон соответственно головки и подошвы с учетом износа, см; b_г и b_n – ширина соответственно головки и подошвы рельса, см; - коэффициент перехода от осевых напряжений к кромочным; - расчетное допускаемое напряжение в рельсе от поездной нагрузки.

12. Максимальное напряжение в прокладке при железобетонной шпале σ_ш, кг/см², определяется по формуле [9]

, (1.18)

13. Максимальное напряжение в балласте под шпалой σ_б, кг/см², определяется по формуле

, (1.19)

где - площадь полушпалы с поправкой на изгиб, см²;

ω – площадь подкладки;

l_ш – расстояние между осями шпал, см;

- максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений в элементах подрельсового основания, кг.

Полученные в результате расчета напряжения σ_ш и σ_б сравнивают с допускаемыми [σ_ш] и [σ_б].

14. Нормальные напряжения σ_h, кг/см², в балласте на глубине h от подошвы по расчетной вертикали определяется по формуле [9]

, (1.20)

где и - напряжения от воздействий соответственно 1-й и 3-й шпал, лежащих по обе стороны от расчетной шпалы, кг/см²; - напряжения от воздействий 2-й шпалы (расчетной) в сечении пути под колесом кг/см².

Нормальные вертикальные напряжения под расчетной шпалой определяются на основе решения плоской задачи теории упругости при рассмотрении шпального основания как однородной изотропной среды по формуле [9]

, кг/см² (1.21)

(1.22)

, (1.23)

где σ_бр - напряжения под расчетной шпалой на балласте, осредненное по ширине шпалы, кг/см²; b - ширина нижней постели шпалы, для ж/б шпал b=27,5 см; h - глубина балластного слоя от подошвы шпалы, h=50 см; m - переходный коэффициент от осредненного по ширине шпалы давления на балласт к давлению под осью шпалы, при m<1 принимается m=1;

(1.24)

где σ_Б1 и σ_Б3 - среднее значение напряжений по подошве соседних с расчетной шпал, кг/см²; А - коэффициент, учитывающий расстояние между шпалами , ширину шпалы b и глубину h (см. рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Расчетная схема определения напряжений на основной площадке земляного полотна.

, (1.25)

Углы и (в радианах) между вертикальной осью и направлениями от кромки шпалы до расчетной точки (рисунок 1.1) определяются по формулам

(1.26)

Приведенные выше формулы применимы при h>15 см.

Напряжения в балласте под соседними с расчетной шпалами определяются из условия максимальной динамической нагрузки расчетного колеса, расположенного над расчетной шпалой, и средних нагрузок от остальных колес [9].

, МПа (1.27)

,Н (1.28)

, МПа (1.29)

,Н (1.30)

Характеристики

Список файлов ВКР