Козятников Вадим Леонидович 2016 (1207552), страница 3
Текст из файла (страница 3)
, кг;
, кг;
, кг;
, кг;
, кг;
, кг;
, кг;
, кг;
, кг;
Таблица 1.3 - Значения и в зависимости от ( l) для четырехосного вагона
V, Км/ч | k, см-1 | li, см | k li, | | |
80 | 0,01 | 185 | 1,85 | -0,1945 | 0,1078 |
, кг;
, кг;
, кг/см2;
, кг/см2;
, кг/см2;
, кг/см2;
, кг/см2;
Полученные в результате расчета напряжения σш и σб сравнивают с допускаемыми [σш] и [σб]. В соответствии с [1] принимаем [σш]=14 кг/см2, [σб] = 3 кг/см2. Данные расчетов не превышают допустимые значения, следовательно, на данном участке уменьшение скорости не требуется.
, кг/см2
кг
кг
, кг/см2
, кг/см2
, кг/см2
, кг/см2
, кг/см2 < [
] = 3 кг/см2
В пункте были произведены расчеты пути на прочность и при сравнении полученных результатов с допускаемыми оценочными критериями прочности. В результате сравнения определили, что полученные результаты не превышают максимально допустимых норм. Из этого следует, что конструкция пути соответствует всем нормам прочности пути и не требует каких либо изменений.
1.2.3. Расчеты пути на прочность при изменении модуля упругости рельсового основания
Кроме рассчитанных выше напряжений в элементах ВСП определены вертикальные инерционные силы. Их величина приведена в таблице 1.4.
Таблица 1.4- Инерционные силы от неровности на пути и колесах, при различных модулях упругости пути на железобетонных шпалах.
U | Рнп | Рннк | Ринк(е = 0,047) |
400 | 1399,05 | 582,50 | 2018,01 |
600 | 1628,80 | 631,50 | 2735,22 |
800 | 1814,35 | 679,23 | 3393,88 |
1000 | 1972,70 | 723,03 | 4012,16 |
1200 | 2112,30 | 763,17 | 4600,07 |
1400 | 2238,00 | 800,19 | 5163,86 |
1600 | 2352,92 | 834,61 | 5707,80 |
1800 | 2459,17 | 866,82 | 6234,95 |
2000 | 2558,28 | 897,15 | 6747,63 |
2200 | 2651,37 | 925,84 | 7247,62 |
2400 | 2739,31 | 953,11 | 7736,37 |
2600 | 2822,78 | 979,12 | 8215,02 |
2800 | 2902,33 | 1004,01 | 8684,55 |
3000 | 2978,40 | 1027,90 | 9145,76 |
3200 | 3051,36 | 1050,89 | 9599,33 |
3400 | 3121,52 | 1073,05 | 10045,88 |
3600 | 3189,15 | 1094,46 | 10485,90 |
3800 | 3254,47 | 1115,19 | 10919,84 |
4000 | 3317,68 | 1135,28 | 11348,11 |
4200 | 3378,94 | 1154,79 | 11771,06 |
4400 | 3438,40 | 1173,75 | 12189,00 |
4600 | 3496,20 | 1192,21 | 12602,22 |
4800 | 3552,45 | 1210,20 | 13010,97 |
5000 | 3607,25 | 1227,74 | 13415,48 |
По данным таблицы 1.4 построен график приведенный ниже.
Рисунок 1.2- Зависимость вертикальных инерционных сил от модуля упругости подрельсового основания при железобетонных шпалах.
По программе SYGMA, разработанной в ДВГУПС, выполнены расчеты по определению напряжений в элементах ВСП. Их результаты приведены в таблице 1.5 и таблице 1.6.
Таблица 1.5- Результаты расчетов верхнего строения пути от модуля упругости подрельсового основания.
U | Величина напряжений при скорости движения 80 км/ч, МПа | |||
σпр | σш | σσ | σh | |
100 | 93,12 | 1,183 | 0,191 | 0,0577 |
200 | 86,12 | 1,443 | 0,233 | 0,0674 |
300 | 82,33 | 1,655 | 0,268 | 0,0751 |
400 | 76,26 | 1,757 | 0,284 | 0,0781 |
500 | 73,69 | 1,895 | 0,306 | 0,0828 |
По данным таблицы 1.5 построен график приведенный ниже.
Рисунок 1.3- Зависимость напряжений в элементах ВСП от модуля упругости.
Таблица 1.6- Результаты расчетов верхнего строения пути от осевой нагрузки.
P | Величина напряжений при скорости движения 80 км/ч, U=150 МПа, МПа | |||
σпр | σш | σσ | σh | |
50 | 51,68 | 0,766 | 0,124 | 0,0366 |
115 | 88,93 | 1,321 | 0,214 | 0,0629 |
150 | 109,31 | 1,624 | 0,263 | 0,0773 |
По данным таблицы 1.6 построен график приведенный ниже.
Рисунок 1.4- Зависимость напряжений в элементах ВСП от осевой нагрузки на колесо.
По данным расчетов напряжений были построены графики зависимости от модуля упругости подрельсового основания и статической нагрузки на колесо.
Выполнены расчеты при значениях модуля от 100 до 500 для того, чтобы выяснить влияние модуля упругости на значение напряжения в элементах верхнего строения пути. Расчеты позволяют принять во внимание снижение модуля в результате применения различного рода конструкций и повышение его при замерзании зимой. Все построенные зависимости имеют нелинейный характер. Увеличение модуля ведет к снижению напряжений в кромке подошвы рельса.
В остальных элементах напряжения растут по зависимости, сходной к параболе. Напряжения на шпале выше допускаемых, поэтому для снижения напряжений рекомендуется применять упругие прослойки под подошвой шпалы, прослойки из геоматов или пенополистирола под балластным слоем.
Напряжения на балласте не превышают допускаемых при значениях модуля до 500 МПа. Напряжения на основной площадке меньше допускаемых.
Во всем интервале осевых нагрузок напряжения не превышают допускаемых при значениях нагрузки до 200 кН. Величина напряжений превышает допускаемые, для снижения их значений рекомендуется применять те же самые меры, что и при превышении напряжений в зависимости от модуля упругости.
Напряжения на балласте под шпалой и в уровне основной площадки изменяются также по линейному закону. Для снижения величин напряжений рекомендуется укреплять основную площадку земляного полотна прослойками из сортированного гравия, мелкозернистого песка.
1.3. Расчет коэффициента устойчивости против вкатывания гребня колеса на рельс.
При набегании колеса на рельс оно не должно накатываться своим гребнем на него, т.е. необходимо предотвратить вкатывание колеса на головку рельса.
Рисунок 1.5 – Расчетная схема определения устойчивости колеса на рельсе.
Р1-ш и Р2-ш – нагрузка от кузова на шейки оси колесной пары; Р1-р и Р2-р - нагрузка от колес на рельсы; М1 и М2 – моменты, действующие не шейки оси; а1 и а2 – расчетные консоли шеек оси; Yр – рамная сила; lр – расстояние от головки рельса до приложенной рамной силы; Jн – центробежная сила; Нц – расстояние от головки рельса до места приложения центробежной силы; F1 и F2 – силы трения гребня и поверхности катания колес по рельсам; N1 и N2 – реакции рельсов; S1 – расстояние между точками контакта колес с рельсами; Sш - расстояние между точками приложения сил к шейкам оси.
М оменты действующие на шейки оси определяется по формуле
(1.22)