ВКР Осипенко (1207680), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Динамическая нагрузка колеса на рельс Ppmax с использованием эмпирических зависимостей динамических прогибов рессорного подвешивания zmax от скоростей движения V определяется по формуле
Pmax жz | max | , | (1.3) |
p |
где ж - жесткость рессорного подвешивания, приведенная к колесу, кг/мм
[7, прил.1 табл.1] ( ж =200 кг/мм);
zmax -динамический прогиб рессорного подвешивания, мм [7, прил.1 табл.3].
Среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс S от вертикальных колебаний, кг, определяется по формуле 1.4 композиции законов распределения его составляющих
S S 2 | S 2 | 0,95S 2 | 0,05S 2 | , | (1.4) | |
p | нп | ннк | инк |
где S p - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на
рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения, кг, определяется по следующей формуле
S р 0,08Ррmax , | (1.5) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sнп - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
рельс от сил инерции необрессоренных | масс | Рmax | при прохождении | колесом | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
нп | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
изолированной неровности пути, кг, определяется по формуле | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
S | нп | 0,707Pmax , | (1.6) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
нп | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pmax 0.8 108 | U | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | ш | q P V , | (1.7) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
нп | 1 | к | ср | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
или после подстановки получаем | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0,565 108 | U | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
S | нп | l | ш | q P V , | (1.8) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
1 | К | ср | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
где 1 - коэффициент, учитывающий род шпал (железобетонные шпалы – 0,931);
- коэффициент, учитывающий влияние типа рельсов на возникновение динамической неровности, зависящий от типа рельсов (для рельсов Р65 он равен
0,87);
- коэффициент, учитывающий влияние материала и конструкции шпалы на образование динамической неровности пути (принимается для железобетонных шпал равным 0,322);
Лист
12 | |||
Изм Лист | № докум | ||
Подп Дата |
-
- коэффициент, учитывающий влияние рода балласта на образование
динамической неровности пути, принимается: для щебня, асбеста и сортированного гравия равным 1,0;
lш - расстояние между осями шпал;
U - модуль упругости рельсового основания, кг/см2 [7, прил.1 табл.6]
(U =1100 кг/см2);
К – коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса, см-1 , рассчитывается по формуле
к 4 | U | , | (1.9) | ||
4EJ | |||||
q – вес необрессоренных частей экипажа, отнесенный к одному колесу, кг [7, прил.1 табл.1]( q = 995 кг);
V – скорость движения экипажа, км/ч.
Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс
Sннк от сил инерции необрессоренной массы Pннкmax при движении колеса с плавной непрерывной неровностью на поверхности катания определяется по формуле
S | ннк | 0,225Pmax | , | (1.10) | ||||||
ннк | ||||||||||
В UV 2 | ||||||||||
Pmax | q | |||||||||
0 1 | , | (1.11) | ||||||||
ннк | d | 2 | kU 3,26k 2q | |||||||
где 0 - коэффициент, характеризующий отношение необрессоренной массы колеса и участвующей во взаимодействии массы пути (для железобетонных шпал –
0,403);
В1 - коэффициент, характеризующий степень неравномерности образования проката поверхности катания колес, принимаемый для электровозов, тепловозов, моторвагоного подвижного состава и вагонов равным 0,23;
d - диаметр колеса, см [7, прил.1 табл.1] ( d =95 см).
Расчетная формула после подстановки известных численных значений приобретает вид
0,052 | |||||||||
| UV 2 | q | |||||||
Sннк | 0 | , | (1.12) | ||||||
d 2 kU | 3,26k 2q | ||||||||
С
реднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс
Sинк от сил инерции необрессоренной массы Pинкmax , возникающих из-за наличия на
Лист
13 | |||
Изм Лист | № докум | ||
Подп Дата |
поверхности катания плавных изолированных неровностей определяется по формуле
| инк | 0,25Pmax , | (1.13) | |||||
инк | ||||||||
Pmax | y | 2U | е , | (1.14) | ||||
k | ||||||||
инк | 0 | max |
где е - расчетная глубина плавной изолированной неровности на поверхности катания колеса, принимаемая равной 2/3 от предельной допускаемой глубины неровности [7, прил.1 табл.4] ( е=0,067 см);
ymax - максимальный дополнительный прогиб рельса при прохождении колесом косинусоидальной неровности, отнесенной к единице глубины неровности.
Для подавляющего числа расчетных случаев при скорости движения более
20 км/ч ymax = 1,47.
Окончательно формула для определения Sинк приобретает вид | ||||||
S | 0,735 | U | e , | (1.15) | ||
инк | 0 | |||||
k |
Расчет:
Исходные данные:
Четырехосный вагон на тележках ЦНИИ-Х3; V=70 км/ч; кривая R=280 м; шпалы ж/б.
Pдинmax 200 (10,9 16,0 104 702 ) 3748 кг,
Pср | 11000 0,75 3748 13811 кг, | |||||
S p | 0,08 3748 300 кг, | |||||
1100 | см-1, | |||||
к 4 | 0,014214 | |||||
4 2,1106 3208 |
0,565 108 0,931 0,87 0,322 155 | 1100 | 13811 | 70 | 687 | ||||||||||||||||||
Sнп | 995 | кг, | ||||||||||||||||||||
0,014214 | ||||||||||||||||||||||
S | 0, 735 0, 403 | 1100 | 0, 067 1536 | кг, | ||||||||||||||||||
инк | ||||||||||||||||||||||
0, 014214 | ||||||||||||||||||||||
0,052 0,403 1100 702 | ||||||||||||||||||||||
Sннк | | 995 | 102 кг, | |||||||||||||||||||
952 0,014214 | 1100 3,26 0,0142142 | 995 | ||||||||||||||||||||
S
3002 6872 0,95 1022 0,05 15362 830 кг,
Pдинmax 13811 2,5 830 15886 кг.
При определении эквивалентных нагрузок принимается максимальная вероятная нагрузка расчетного колеса и среднее значение нагрузок соседних колес.