Kudinov Ivan Evgen'evich 2016 (1207554), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Среднее значение вертикальной нагрузки кг, колеса на рельс рассчитывается по формуле

, (1.6)

где - статическая нагрузка колеса на рельс, кг;

- динамическая максимальная нагрузка колеса на рельс, возникающая за счет колебаний кузова на рессорах, кг.

Динамическая максимальна нагрузка колеса на рельс, кг, возникающая в результате колебания кузова на рессорах определяется как

, (1.7)

где - жесткость рессорного подвешивания, приведенная к колесу, кг/мм;

- динамический прогиб рессорного подвешивания, мм.

Среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний, кг, определяется по формуле композиции законов распределения его составляющих

. (1.8)

Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения , кг, определяется по формуле

. (1.9)

Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс , кг, при прохождении колесом изолированной неровности пути

; (1.10)

, (1.11)

где - коэффициент, учитывающий род шпал: для железобетонных шпал ;

- коэффициент, учитывающий влияние типа рельсов на возникновение динамической неровности: для пути с рельсами Р65 ;

- коэффициент, учитывающий влияние материала и конструкции шпал на образование динамической неровности пути, принимается для железобетонных - ;

-коэффициент учитывающий влияние рода балласта на образование динамической неровности пути, принимается: для щебня, асбеста, гравия ;

- расстояние между осями шпал: при эпюре шпал 1840 шт./км ; при 2000 шт./км - ;

- модуль упругости рельсового основания, кг/см²;

-коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса, см^-1;

- вес необрессоренных частей экипажа, отнесенный к одному колесу, кг;

- среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг; - скорость движения экипажа, км/ч.

Для упрощения вычислений произведения коэффициентов и формула (1.10) имеет вид

. (1.12)

Среднее квадратическое отклонение , кг, динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс , кг, при движении колеса с плавной непрерывной неровностью на поверхности катания определяется по формуле

, (1.13)

, (1.14)

где - коэффициент, характеризующий отношение необрессоренной массы колеса к участвующей во взаимодействии массе пути;

- коэффициент, характеризующий степень неравномерности образования проката поверхности катания колес, ;

- модуль упругости рельсового основания, кг/см²;

- скорость движения экипажа, км/ч;

- вес необрессоренных частей экипажа, отнесенный к одному колесу, кг;

- диаметр колеса, см.

Расчетная формула (1.13) после подстановки известных численных значений приобретает вид

. (1.15)

Среднее квадратическое отклонение , кг, динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс , кг, при движении колеса с плавной изолированной неровностью на поверхности катания определяется по формуле

, (1.16)

, (1.17)

где - расчетная глубина плавной изолированной неровности на поверхности катания колеса, принимается равной 2/3 от предельной допускаемой глубины неровности;

- максимальный дополнительный прогиб рельса при прохождении колесом косинусоидальной неровности, отнесенной к единице глубины неровности.

Для подавляющего числа расчетных случаев при скорости движения км/ч .

Окончательно формула (1.16) примет вид

. (1.18)

Рассчитав значения , , , соответственно по формулам (1.9), (1.12), (1.15), (1.18), определяют среднеквадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс по формуле (1.6) и далее выполняется расчет вертикальной динамической максимальной нагрузки колеса на рельс по формуле (1.5).

1.2.3 Расчет эквивалентных нагрузок на путь

При расчете рельса как балки на упругом основании система сосредоточенных колесных нагрузок заменяется одиночными эквивалентными.

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

. (1.19)

Максимальная эквивалентная нагрузка, кг, для расчетов напряжений и сил в элементах подрельсового основания определяется по формуле

, (1.20)

где - динамическая максимальная нагрузка от колеса на рельс, кг;

- ординаты линии влияния изгибающих моментов рельсов в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью;

- ординаты линии влияния прогибов рельса в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью;

- среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг.

Величины функций и для различных (где - коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса, см^-1; - расстояние между центром оси расчетного колеса и колеса - ой оси, соседней с расчетной).

В соответствии с допущением 8 нагрузка от расчетного колеса считается , а от соседних - . Для определения влияния соседних колес тележки ( и ) на величину соответственно изгибающего момента и нагрузки на шпалу следует выбрать расчетную ось.

1.2.4 Расчет напряжений в элементах верхнего строения пути

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

(1.21)

где - осевое напряжение в подошве рельса, кг/см²;

- напряжение в кромке подошвы рельса, кг/см²;

- напряжение в кромке головки рельса, кг/см²;

- момент сопротивления рельса относительно наиболее удаленного волокна на подошве, см³;

-коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса, см^-1;

- максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений в рельсах от изгиба и кручения, кг;

и - расстояния от горизонтальной нейтральной оси до крайних волокон соответственно головки и подошвы с учетом износа, см;

и - ширина соответственно головки и подошвы рельса, см;

- коэффициент перехода от осевых напряжений к кромочным;

- расчетные допускаемые напряжения в рельсах от поездной нагрузки.

Максимальные напряжения под подкладками на деревянных шпалах, кг/см², (в прокладках на железобетонных) определяются по формуле

, (1.22)

Максимальные напряжения в балласте под шпалой, кг/см²,

, (1.23)

где - нагрузка на шпалу от рельса;

- площадь подкладки, см²;

- площадь полушпалы с поправкой на изгиб, см²;

- расстояние между осями шпал, см;

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

Полученные в результате расчета напряжения и сравнивают с допускаемыми и .

Превышение расчетных максимальных напряжений в рельсах , над допускаемыми указывает на необходимость уменьшения скорости движения поездов по условию прочности пути.

Превышение расчетных напряжений под подкладками на деревянных шпалах и в прокладках железобетонных шпал и напряжений в балласте и над допускаемыми и указывает на необходимость усиления пути на улучшение его текущего содержания на таких участках. Превышение расчетных напряжений над допускаемыми в пределах до 30 % не является поводом для уменьшения скорости движения поездов.

1.2.5 Расчет напряжений в балласте и на основной площадке земляного полотна

Расчетная формула для определения нормальных напряжений , кг/см², в балласте (в том числе и на основной площадке земляного полотна) на глубину от подошвы шпалы по расчетной вертикали имеет вид

, (1.24)

где и - напряжения от воздействия соответственно 1-й и 3-й шпал, лежащих по обе стороны от расчетной шпалы (рис 1), кг/см²;

- напряжения о т воздействия 2-й шпалы (расчетной) в сечении пути под колесом, кг/см².

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

Нормальные напряжения в балластном слое и на основной площадке земляного полотна определяются на глубине от подошвы шпалы в сечении под расчетным колесом. Расчетное колесо располагается па направлению оси шпалы.

Напряжение от воздействия 2-й шпалы (расчетной) в сечении пути под колесом, кг/см², определяется по формуле

, (1.25)

где - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения давления вдоль шпалы и пространственность приложения нагрузки, принимается по исследованиям проф. М.Ф. Вериго: - для пути с железобетонными шпалами;

- переходный коэффициент от осредненного по ширине шпалы давления на балласт к давлению под осью шпалы, при принимается , при принимается ,

; (1.26)

где - коэффициенты, зависящие от ширины нижней постели шпалы и глубины . Значения принимается для железобетонных - ,

Характеристики

Список файлов ВКР