Козятников Вадим Леонидович 2016 (1207552), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

, (1.5)

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

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

, (1.6)

где S_p – среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения; S_ип - 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.

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

; (1.7)

(1.8)

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.

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

; (1.9)

, (1.10)

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

, (1.11)

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]

, (1.12)

, (1.13)

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.

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

, (1.14)

где - динамическая максимальная нагрузка 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.

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

(1.15)

где - динамическая максимальная нагрузка 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.

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

(1.16)

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.

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

, (1.17)

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

, (1.18)

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].

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

, (1.19)

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 (1.20)

, (1.21)

, (1.22)

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;

, (1.23)

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.

, (1.24)

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

(1.25)

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 (1.26)

,Н (1.27)

, МПа (1.28)

,Н (1.29)

Нормальное напряжение в балластом 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.

Для расчета верхнего строения пути на прочность принимаем четырехосный вагон на тележках ЦНИИ-Х3. Характеристики четырехосного вагона приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Характеристики четырехосного вагона.

Характеристика пути: рельсы типа Р65 новые; шпалы железобетонные; эпюра шпал в кривой 2000 шт./км; в прямой 1840 шт./км; радиус кривой R = 470 м; балласт щебеночный; толщина песчаной подушки 0,20 м; площадь полушпалы 3092 см².

Расчетные параметры, необходимые для определения нагрузок на путь и напряжений в элементах верхнего строения пути сведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Расчетные параметры верхнего строения пути

Продолжение Таблицы 1.2

Продолжение Таблицы 1.2

Расчет по вышеприведенным формулам:

Характеристики

Список файлов ВКР