Erofeev Vladislav EHduardovich 2016 (1207420), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

Y_б – боковая сила;

Q₁ и Q₂ – давление рельсов на шпалу;

Н_ш-1 и Н_ш-z – поперечные силы, действующие на шпалу от двух рельсов;

С₀ – начальное сопротивление смещению шпалы;

F_тр – сила трения шпалы по балласту;

f_р – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу.

Из расчета на прочность известно, что

, (1.45)

где к_в – коэффициент относительной жесткости подрельсового основания и рельса, м^-1;

l – расстояние между осями шпал, м.

Удерживающая от сдвига шпал сила – сопротивление их поперечному перемещению в балласте определяется по формуле:

, (1.46)

где С₀ – начальное сопротивление смещению шпал при отсутствии вертикальной нагрузки, С₀ = 2…6 кН;

F_тр – сила трения шпалы по балласту при наличии вертикальной нагрузки;

f_ш - коэффициент трения шпалы по балласту.

Поперечная сдвигающая сила является равнодействующей двух сил, приложенных к рельсам и определяется по формуле:

, (1.47)

где f_p – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу, f_p=0,25…0,45.

Поскольку наибольшие боковые силы передаются, как правило, от первых направляющих колес, сила трения принимается со знаком минус.

Поперечна сдвигающая сила Н_ш-1, действующая на шпалу от наружного рельса, и поперечная сила Н_ш-2, действующая на шпалу от второго (внутреннего) рельса и препятствующая сдвигу, определяется по формуле:

, (1.48)

, (1.49)

где к_г – коэффициент относительной жесткости подрельсового основания и рельса в горизонтальной плоскости, м^-1.

Коэффициент относительной жесткости подрельсового основания и рельса в горизонтальной и вертикальной плоскости, определяется по формуле:

(1.50)

U– модуль
упругости рельсового основания, 1100 кг/см²

Е – модуль упругости рельсовой стали, Е=2,1•10⁶ кг/см²

J_г – момент инерции поперечного сечения рельса относительно его центральной горизонтальной оси, проходящей через его центр тяжести, J_г=550*10^-8, J_г=3208*10^-8;

Суммарная сила, сдвигающая шпалу, определяется по формуле:

, (1.51)

При торможении в кривой возникает дополнительная поперечная сила, которая определяется по формуле:

, (1.52)

где N_т – тормозная сила, т;

L_c – расстояние между центрами автосцепок вагона, м.

Коэффициент устойчивости пути против поперечного сдвига под поездом определяется отношением удерживающих и сдвигающих сил определяется по формуле:

(1.53)

После сокращения на l/2 формула примет вид:

, (1.54)

Рассмотрим случай предельного равновесия, т.е. примем n = 1. При этом получим:

, (1.55)

Отсюда видно, что путь под поездом с осевой нагрузкой Р_ср оказывается в предельном равновесии, если поперечная боковая сила достигает величины:

, (1.56)

После деления левой и правой части на величину Р_ср получим предельно допустимое отношение поперечной боковой силы к вертикальной:

, (1.57)

где f_ш – железобетонные шпалы на щебне, f_ш = 0,45.

Нагрузка от колес груженого вагона на рельсы = 115 кН.

Нагрузка от колес порожнего вагона на рельсы = 56 кН.

Путь можно считать устойчивым, если .

Расчет:

Исходные данные: рельсы Р65 на железобетонных шпалах с эпюрой 2000шт./км, балласт щебеночный, состояние пути удовлетворительное ( =0,45, =0,25, =2кН). Радиус кривой 493 м, возвышение наружного рельса h=93мм.

Характеристика подвижного состава: грузовой поезд, движущийся со скоростью 80 км/ч. Расчетная тормозная сила N_т=0, 700 и 1000 кН. Расстояние между центрами автосцепок вагонов L_с=13,92 м.

по формуле (1.43)

, м/с²;

Величины боковых сил Y_б при расчетном ускорении и расчетных тормозных силах N_m загруженного при а_нп=0,30 м/с² [4] (рис.3.2):

при кН- =72 кН

при кН- =96 кН

при кН- =110 кН

У порожнего вагона в режиме тяги боковая сила определяется по рис. 3.3 и равна .

В режиме торможения >0 к боковой силе добавляется дополнительная поперечная сила определяемая по формуле (3.7):

при кН- = =36,76=37 кН

при кН- = =45,24=45 кН

по формуле (1.50)

=1,421

=2,209

по формуле (1.57)

-загруженный вагон

-порожний вагон

Расчетные значения отношения поперечной боковой силы к вертикальной для загруженного вагона равны:

при кН- = <[ ]=0,86

при кН- = <[ ]=0,86

при кН- = >[ ]=0,86

Расчетные значения отношения поперечной боковой силы к вертикальной для порожнего вагона равны:

при кН- = <[ ]=0,89

при кН- = <[ ]=0,89

при кН- = <[ ]=0,89

Вывод: Устойчивость пути против поперечного сдвига не обеспечивается только под загруженным вагоном в режиме экстренного торможения.

Таблица 1.4 – Расчет напряжений от четырехосной тележки ЦНИИ-ХЗ от модуля упругости рельсового основания U=500 кг/см² (кривая 493 м)

Таблица 1.5 – Расчет напряжений от четырехосной тележки ЦНИИ-ХЗ от модуля упругости рельсового основания U=1000 кг/см2 (кривая 493 м)

Таблица 1.6 – Расчёт напряжений от четырёхосной тележки ЦНИИ-ХЗ от модуля упругости рельсового основания U=1500 кг/см2 (кривая 493 м)

Таблица 1.7 – Расчёт напряжений от четырёхосной тележки ЦНИИ-ХЗ от статической нагрузке Рст=10 т/ось (кривая 493 м)

Таблица 1.8 – Расчёт напряжений от четырёхосной тележки ЦНИИ-ХЗ от статической нагрузке Рст=23 т/ось (кривая 493 м)

Таблица 1.9 – Расчёт напряжений от четырёхосной тележки ЦНИИ-ХЗ от статической нагрузке Рст=30 т/ось (кривая 493 м)

Характеристики

Список файлов ВКР