Диплом Трифонов (1207604), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

β₁ - коэффициент, характеризующий степень неравномерности образования проката поверхности катания, β₁ = 0,23; U - модуль упругости рельсового основания, кг/см², d – диаметр колеса, см .

Расчетная формула после подстановки известных численных значений приобретет вид:

. (1.14)

Среднее квадратическое отклонение S_инк, 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:

, (1.15)

, (1.16)

где е – расчетная глубина плавной изолированной неровности на поверхности катания колеса, принимается равной 2/3 от предельной допускаемой глубины неровности, е=0,067 см; у_мах – максимальный дополнительный прогиб рельса при прохождении колесом конусоидальной неровности, отнесенной к единице глубины неровности, у_мах = 1,47, см.

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

, (1.17)

где - динамическая максимальная нагрузка от колес на рельс, кг; μ_i – ординаты линии влияния изгибающих моментов 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.

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

_{, (1.18)}

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.

Для получения наибольших напряжений в рельсах необходимо иметь от системы заданных сил максимальное значение изгибающего момента , а для напряжений на шпале, в балласте и на основной площадке земляного полотна – максимальное значение нагрузки на шпалу . Они возникают под одним из колес расчетной оси.

Для определения расчетной оси (расчетного колеса) каждое колесо из группы колес поочередно принимается за расчетное, остальные колеса в это время считаются соседними.

При определении наибольших напряжений от изгиба и кручения в рельсах от воздействия эквивалентной нагрузки за расчетную ось принимается первая ось (рисунок 1.7). Также принимается при расчетах наибольших напряжений и сил в элементах подрельсового основания от воздействия эквивалентной нагрузки .

Рисунок 1.7 - Схема определения менее выгодного положения нагрузки (выбора расчетной оси).

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

, (1.19)

где σ _п-о – осевое напряжение в подошве рельса, кг/см²; σ _п-к – напряжение в кромке подошвы рельса, кг/см²; 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, для R=1074 м; - расчетное допускаемое напряжение в рельса от поездной нагрузки, кг/см².

Максимально напряжение в прокладках на железобетонных шпалах σ_пр, кг/см², определяется по формуле:

, (1.20)

где ω – площадь подкладки, см².

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

, (1.21)

где Q – нагрузка на шпалу от рельса, кг; - площадь полушпалы с поправкой на изгиб, см²; 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].

Превышение расчетных максимальных напряжений в рельсах σ_п-к,

σ_г-к над допускаемыми [σ_б] указывает на необходимость уменьшения скорости движения поездов по условию прочности пути.

Превышение расчетных напряжений в прокладках железобетонных шпал и напряжений в балласте σ_ш и σ_б над допускаемыми [σ_ш] и [σ_б] указывает на необходимость усиления пути и улучшения его текущего содержания на таких участках. Превышение расчетных напряжений над допускаемыми в пределах 30 % не является поводом для уменьшения скорости движения поездов.

Нормальные напряжения σ_h, кг/см², в балласте на глубине h от подошвы шпалы по расчетной вертикали определяется по формуле:

, (1.22)

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.

Рисунок 1.8 - Расчетная схема определения напряжений на основной площадке земляного полотна.

Нормальное напряжение в балластном 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.

Напряжение от воздействия 2-й шпалы (расчетной) в сечении пути под колесом, σ_h2, кг/см², определяется по формуле:

, (1.23)

где æ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения давления вдоль шпалы и пространственность приложения нагрузки, для пути с железобетонными шпалами, æ = 0,7; m – переходный коэффициент от осредненного по ширине шпалы давления на балласт к давлению под осью шпалы, при m< 1 принимается m = 1, при m> 2 принимается m =2,

, (1.24)

где С_1, С₂ – коэффициенты, зависящие от ширины нижней постели шпалы b и глубины h, для железобетонных шпал b = 27,5 см.

, (1.25)

где σ_б – расчетное напряжение в балласте в подрельсовом сечении.

, (1.26)

где А – коэффициент, учитывающий расстояние между шпалами l_ш, ширину шпалы b и глубину h.

_(1.27)

Углы и , радиан, определяются по формулам

, (1.28)

_где и – средние значения напряжений по подошве соседних с расчетной шпалы, кг/см².

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

, (1.29)

где η_lш– ордината линии влияния перерезывающей силы, при x=l_ш;

–ордината линии влияния перерезывающей силы, при x=l₁+ l_ш;

–ордината линии влияния перерезывающей силы, при x=l₁–l_ш;

Для расчета верхнего строения пути на прочность принимаем локомотив ВЛ-80. Характеристики приведены в таблице 1.7.

Таблица 1.7 - Рсчётные характеристики подвижного состава

Наименование расчетных характеристики	Условные обозначения	Единица измерения	Величина
1	2	3	4
Конструкционная скорость	Vконстр	км/ч	110
Статическая нагрузка от колеса на рельс	Рст	кг	12000
Жесткость рессорного подвешивания	Ж	кг/мм	116
Диаметр колеса по кругу катания	d	см	125

Продолжение таблицы 1.7

1	2	3	4
Колесная формула (Li –расстояние между центрами колесных пар тележки,Lo – расстояние между последней осью первой тележки и первой осью второй тележки)	Li	см	300
	Lo	см	450
Вес необрессоренных частей экипажа, отнесенный к одному колесу	q	кг	3160
Коэффициент перехода от осевых напряжений в подошве к кромочным для направляющих осей	ƒ (R =1074м)	-	1,3

Параметры, для определения нагрузок на путь и напряжений в элементах верхнего строения пути приведены в таблице 1.8.

Таблица 1.8 - Расчетные параметры верхнего строения пути

Наименование расчетных параметров	Условные обозначения	Единица измерения	Величина
			зима	лето
1	2	3	4	5
Тип рельсов	-	-	Р65
Приведенный износ	hпр	мм	6
План линии (круговая кривая)	R	м	1074
Модуль упругости подрельсового основания	U	кг/см2	1220	1100
Коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса	K	см-1	0,0146	0,0148
Момент инерции рельса относительно его центральной горизонтальной оси	Jв	см4	3208
Расстояния от горизонтальной нейтральной оси до крайних волокон соответственно головки и подошвы рельса	zг	см	9,71
	zп	см	9,62
Ширина головки и подошвы рельса	bп	см	15
	bг	см	7,5
Момент сопротивления поперечного сечения рельса относительно наиболее удаленного волокна на подошве	Wп	см3	417
Коэффициент, учитывающий влияние на образование динамической неровности пути типа шпал α1, типа рельсов β, рода балласта γ, материала шпал ε	L	-	0,261

Продолжение таблицы 1.8

1	2	3	4
Коэффициент, учитывающий отношение необрессоренной массы подвижного состава, приходящейся на одно колесо, и массы пути, участвующей во взаимодействии	α0	-	0,403
Расстояние между осями шпал	lш	см	55
Площадь подкладки	ω	см2	518
Площадь полушпалы с поправкой на изгиб	Ωα	см2	3092

Произведенные расчеты приведены в таблицах 1.9

Характеристики

Список файлов ВКР