Настоящий расчет выполнен с целью оценки прочности боковой рамы тележки модели 18-100.
Расчет производился в соответствии с "Нормами для расчета и проектирования вагонов, железных дорог МПС колеи 1520 мм 1996 (несамоходных) (далее по тексту «Нормами .»).
Прочность боковой рамы в соответствии с «Нормами .» оценивалась при двух расчетных режимах:
1) По первому расчетному режиму рассматривается относительно редкое сочетание экстремальных нагрузок. Основное требование при расчете на прочность по этому режиму - не допустить появление остаточных деформаций (повреждений) в узле или детали. В эксплуатации, первому режиму расчета соответствует: осаживание и трогание тяжеловесного состава с места; соударение вагонов при маневрах, в том числе при роспуске с сортировочных горок; экстренное торможение в поездах при малых скоростях движения.
2) По третьему расчетному режиму рассматривается относительно частое возможное сочетание умеренных по величине нагрузок, характерное для нормальной работы вагона в движущемся поезде. Основное требование при расчете по этому режиму – не допустить усталостного разрушения узла или детали. В условиях эксплуатации, третий расчетный режим соответствует случаю движения вагона в составе поезда по прямым и кривым участкам пути и стрелочным переводам с допускаемой скоростью, вплоть до конструкционной; при периодических служебных регулировочных торможениях; периодических умеренных рывках и толчках; штатной работе механизмов и узлов вагона.
Исходные данные
Боковая рама изготовлена из стали 20ГФЛ, допускаемое напряжение, для которой по 3 расчетному режиму составляют 150МПа.
Расчетная схема и принятые допущения
Расчет производился методом конечных элементов с использованием конечно элементного пакета ANSYS 8.0. Для расчета была создана стержневая конечно элементная модель боковой рамы. Особенность боковой рамы, заключающаяся в наличии протяженных узлов, учитывалось путем задания в узлах абсолютно жестких стержней. Длина абсолютно жестких стержней принималась равной 2/3 протяженности узла, на 1/3 протяженности узла в узел заходил деформируемый стержень.
Боковая рама нагружалась тремя силами, приложенными к нижнему поясу. Величина нагрузки складывалась из трех составляющих:
1- вертикальной статической нагрузки;
2- вертикальной динамической нагрузки;
3- вертикальной добавки от действия боковой силы.
Вертикальная динамическая нагрузка определялась путем умножения статической нагрузки на коэффициент вертикальной динамики.
Коэффициент вертикальной динамики в соответствии с «Нормами…», определяется по формуле:
где: - среднее вероятное значение коэффициента вертикальной динамики;
- параметр распределения, согласно «Нормам…» принимается равным 1,13.
- доверительная вероятность, с которой определяется коэффициент вертикальной динамики;
Среднее вероятное значение определяется по формуле:
где: - коэффициент, равный для необрессоренных частей тележки 0,05.
- коэффициент, учитывающий влияние числа осей n в тележке под одним концом экипажа, определяется по формуле:
;
V – конструкционная скорость движения, м/c;
- статический прогиб рессорного подвешивания, м. Для тележки модели 18-100
принимается равный 0,05.
Подставляя эти данные получаем коэффициент вертикальной динамики равный 0,52.
Расчетная схема боковой рамы показана на рис. 20.
Расчетная схема боковой рамы тележки
Результаты расчета
В результате расчета были получены напряжения, возникающие в боковой раме. Распределение эквивалентных напряжений по теории Мизеса показано на рис. 21.
Распределение эквивалентных напряжений в боковой раме (вид сверху и вид снизу)
Еще о транспорте:
Определение размеров крестовины
Расчёт обычно начинают с определения крестовинного угла по заданной марке крестовины. Если , то (1.1) где – значение марки крестовины, задаваемое обычно в следующих пределах: 1/7, 1/8, 1/9, 1/10, 1/11, 1/12, 1/13, 1/14, 1/15, 1/16, 1/17, 1/18, 1/19, 1/20, 1/21, 1/22. Чтобы найти a, нужно величину t ...
Система
классификации и маркировки тормозных жидкостей
Тормозные жидкости служат для передачи энергии к исполнительным механизмам в гидроприводе тормозной системы автомобилей. Ассортимент выпускаемых тормозных жидкостей по характеру основы можно подразделить на жидкости на основе минеральных масел, гликолевые и силиконовые. К первой группе, на основе м ...
Организация перевозок пассажиров
Водитель автобуса во всех случаях несет личную ответственность за отклонение от указанного в путевом листе маршрута и установленного графика движения. При перевозке количество пассажиров в автобусе не должно превышать числа мест для сидения. На междугородных маршрутах багаж пассажиров при наличии б ...