пояснительная записка (1207669), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

На пути 1 класса укладываются рельсы Р65 (новые, термоупрочненные, категории В и Т₁, новые скрепления, шпалы новые железобетонные 1 сорта).

Эпюра шпал: в прямых и кривых радиусами более 1200 м – 1840 шт/км, в кривых радиусами 1200 м и менее – 2000 шт/км. На выбранном участке эпюра равняется 1840шп/км. Балласт щебеночный с толщиной слоя под железобетонными шпалами 40 см .[13]

1.3 Расчет железнодорожного пути на прочность

1.3.1 Исходные данные для расчета пути на прочность

Исходные данные для расчета пути с рельсами типа Р65 с износом 0 мм в прямом участке от воздействия локомотива ВЛ-80^к:

- статическая нагрузка на ось: ;

- коэффициент вертикальной динамики локомотива: к_д=0,33

- максимальная скорость движения поездов: = 80 км/ч;

- статический прогиб рессорного подвешивания: = 0,128 м;

- диаметр колеса: = 1,25 м;

- неподрессоренный вес: = 27600 Н;

- глубина изолированной неровности: = 0,00047 м;

- расстояние между осями колесных пар: = 3 м, = 3 м;

- модуль упругости подрельсового основания: = 150 МПа;

- расстояние между осями шпал: = 0,55 м;

- момент инерции рельса: = 3,547∙10^-5 м⁴;

- коэффициенты, учитывающие влияние:

а) типа рельсов = 0,87;

б) рода балласта = 1;

в) жесткости пути = 0,322;

- коэффициент учитывающий влияние колеблющейся массы пути на железобетонных шпалах = 0,403;

- момент сопротивления рельса: = 4,17∙10^-4 м³;

- площадь подрельсовой прокладки: = 0,518 м²;

- площадь полушпалы: = 0,2975 м²;

- коэффициенты, учитывающие горизонтальные силы: = 1,08;

- толщина балластного слоя: = 0,6 м;

- ширина нижней постели шпалы: = 0,27 м;

- поправочный коэффициент: = 0,7.

1.3.2 Расчетная нагрузка колеса на рельс

Средние значения динамических составляющих изменения движения неподрессоренных масс от неровностей пути и поверхности катания колес , как показали исследования, можно принять равными нулю, так как силы инерции необрессоренных масс, возникающие из-за неровности пути и поверхности катания колеса, вызывают как догрузку, так и разгрузку колеса с одинаковой вероятностью.

Среднеквадратическое отклонение статической нагрузки колеса, как постоянной величины, принимается равное нулю.

С учетом этого среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс принимается равным:

, (1.1)

где – статическая нагрузка колеса на рельс;

– средняя величина нагрузки, возникающая за счет вертикальных колебаний кузова на рессорах, принимаемая на основании опытных данных:

, (1.2)

где – динамическая максимальная нагрузка колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорной части экипажа, определяемая по формуле

, (1.3)

где – вес необрессоренной части экипажа, приходящийся на одно колесо;

– коэффициент динамических добавок.

;

22869

= 120000 + 22869 = 142869 Н;

Среднеквадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс S от нескольких факторов определяется из суммы дисперсий, и выражается формулой

где – среднеквадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорной части экипажа;

– среднеквадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от действия сил инерции необрессоренных масс при прохождении колесом изолированной неровности пути;

– среднеквадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от действия сил инерции необрессоренных масс из-за наличия непрерывных неровностей на поверхности катания колес;

– среднеквадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от действия сил инерции необрессоренных масс, возникающих из-за наличия изолированных неровностей на поверхности катания колес;

Среднеквадратическое отклонение нагрузки , возникающее за счет колебания кузова на рессорах, принимается равное:

30492 2439 Н;

Среднеквадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от действия сил инерции необрессоренных масс при прохождении колесом изолированной неровности пути определяется как для синусоидального закона изменения динамической нагрузки по формуле

где – максимальное значение силы инерции, определяемое по формуле

где – коэффициент, учитывающий изменение колеблющейся массы пути на железобетонных шпалах по сравнению с путем на деревянных шпалах, принимается равным 0,931;

– коэффициент, учитывающий влияние типа рельса на возникновение динамической неровности по отношению к рельсу типа Р65 принимается равным 0,87 при износе 0 мм.

– коэффициент, учитывающий влияние жесткости пути (материал и конструкция шпалы) на образование динамической неровности пути по сравнению с деревянными шпалами (для железобетонных шпал он составляет 0,332);

– коэффициент, учитывающий влияние рода балласта на образование динамической неровности пути, принимаемый для щебня равным 1,0;

– расстояние между осями шпал, м (при эпюре шпал 1840 шт./км = 0,55 м);

– коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса, м^-1, определяемый по формуле

где – модуль упругости материала балки (для рельсовой стали МПа;

– момент инерции поперечного сечения рельса, относительно центральной оси, м⁴;

– модуль упругости подрельсового основания, МПа;

– неподрессоренная масса, отнесенная к одному колесу, Н.

нп=0,707∙21533 = 15208 Н;

Среднеквадратическое отклонение динамической нагрузки на рельс от сил инерции необрессоренной массы, возникающих из-за наличия непрерывных неровностей на поверхности катания колес, кН, вычисляется по формуле

где – максимальное значение силы инерции, кН, определяемое по формуле:

где – коэффициент, характеризующий степень неравномерности образования проката поверхности катания колес, принимаемый для тепловозов равным 0,23;

– коэффициент, учитывающий влияние колеблющейся массы пути, принимаемый для пути с железобетонными шпалами 0,403;

– диаметр колеса, см.

ннк=0,225∙6573=1479 Н;

Среднеквадратическое отклонение динамической нагрузки колес на рельс от сил инерции необрессоренной массы , возникающих из-за наличия на поверхности катания плавных изолированных неровностей, определяется по формуле

где – максимальное значение силы инерции, Н, определяемое по формуле

где – наибольший дополнительный прогиб рельса при вынужденных колебаниях катящегося по ровному рельсу колеса с изолированной неровностью на поверхности катания, м.

При скорости 20 км/ч для подавляющего числа расчетных случаев определяется по формуле

где – расчетная глубина плавной изолированной неровности на поверхности катания колеса, см.

Тогда среднеквадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс будет равно:

Расчетная нагрузка от колеса на рельс, равная максимальной динамической нагрузке, определяется по формуле

1.3.3 Эквивалентные нагрузки

При движении поезда на путь воздействует система сосредоточенных сил – давление от колес тележек. Самыми невыгодным (опасными) положениями такой подвижной нагрузки для расчетного сечения является расположение одного из колес на вершине линии влияния. Учитывая то, что линии влияния изгибающих моментов и прогибов принятой модели пути быстро затухают, достаточно рассмотреть систему сил, состоящую из давлений колес одной из тележек. При определении эквивалентных нагрузок считается, что одно из колес тележки локомотива или вагона передает на рельс расчетную нагрузку, а другие – среднюю (т. е. вероятный максимум динамической нагрузки расчетного колеса не совпадает с максимумом нагрузок соседних колес).

1.3.4 Эквивалентная нагрузка при определении изгибающего момента

Максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений в рельсах от изгиба определяется по формуле

где – ординаты линии влияния изгибающих моментов рельса в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей тележки, смежных расчетной осью

Для системы, состоящей из трех нагрузок, наиболее опасным расположением (установкой) колес относительно расчетного сечения является схема, показанная на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Схема определения эквивалентной нагрузки при расчете изгибающего момента

Для рассмотренной установки x₁ = l₁ = 3 м, x₂ = l₁ + l₂ = 3+3 = 6 м

0,00888 -0,000118;

Тогда

1.3.5 Эквивалентная нагрузка для определения прогиба

Эквивалентная нагрузка для определения прогиба рельса рассчитывается аналогичным образом. Максимальная эквивалентная нагрузка определяется по формуле

Характеристики

Список файлов ВКР