Вагоны метрополитена. Конструирование вагонов головной модели 81-553.3 промежуточной 81-554.3 и прицепной модели 81-555.3 и разработка конструкторской документации, страница 100

Например,  при   одних   и   тех   же   внешних   нагрузках   наибольшим разрушениям   подвергаются   жилые   многоэтажные   здания   без  каркаса  с несущими  стенами  из  кирпича, панелей   и   блоков.  Наибольшие   нагрузки выдерживают  массивные  промышленные  здания  с  металлическим  каркасом  и внутренним  крановым оборудованием большой грузоподъемности, для  которых устраиваются   несущие   колонны,  что   делает   конструкцию   здания   более жесткой  и  прочной.

Высокие  внешние  нагрузки  выдерживает  верхнее  строение  железно-  дорожного  пути, имеющее  жесткую  конструкцию ( соединение  балластного слоя, шпал  и  рельсов ), незначительное  возвышение  над  поверхностью  земли и  малый  коэффициент  аэродинамического  сопротивления.

Среди  различных  видов  железнодорожного  подвижного  состава наибольшей  устойчивостью  к  воздействию  внешних  нагрузок  при  взрывах обладают  четырехосные  неразгруженные  платформы  ( малые  размеры  при значительной массе), груженые цистерны (малый коэффициент аэродинамического  сопротивления ) и  локомотивы.  Наименее  устойчивыми  являются  пассажирские  вагоны  и  крытые  порожние  грузовые  вагоны  ( значительные  размеры  и  относительно  малая  масса ).

Сравнительная оценка устойчивости (по степеням  разрушения) элементов

ИТК   при   взрывах   производится   с   помощью   единого   количественного

     показателя – величины избыточного давления во фронте ударной волны.   Р_ф.

Если  определяющим  фактором  при  разрушении  сооружения  является

      не  избыточное  давление во фронте  воздушной ударной волны     Р_ф, а давление

      скоростного напора  воздуха     Р_ск ( при  отсутствии  опытных  данных о степени

      разрушений  сооружений  при соответствующих значениях   Р_ф), то устойчивость

      сооружения  рассчитывается  на  действие  давления  скоростного  напора    Р_ск.

Для  оценки  сопротивляемости  сооружений  и  устройств  действию ударной  волны  необходимо  знать  их  предел  устойчивости  -  предельное значение  избыточного  давления  во  фронте  воздушной  ударной  волны, при превышении которого функционирование сооружений и  устройств  невозможно.

Р_ф – радиус функционирования – удаление от  центра  взрыва, на  котором

        Р_ф, численно  равно  пределу  устойчивости    Р_ф^пр

Способность  сооружений  противостоять  воздушной  ударной  волне 

      взрывов  характеризуется  их  устойчивостью, которая  определяется  заранее экспериментально ( при  взрывах ) или  с  использованием  расчетов.

При  подготовке  исходных данных об  устойчивости сооружений принято принято  все  сооружения  делить  на  три  группы ( по  характеру  воздействия на  них  ударной  волны ).

Группа  I  -  массивные  сооружения  больших  размеров,  имеющие соответствующий  фундамент (здания  различных  типов, защитные сооружения, трансформаторные  и  тяговые  подстанции, водонапорные  башни  и  др.).

Сооружения  этой  группы  разрушаются  в  основном  при  воздействии  на  них

       избыточного  давления  во  фронте  ударной  волны    Р_ф. Устойчивость  этих сооружений  достаточно  хорошо  исследована  экспериментальным  путем  и с  достаточной  полнотой  представлена  в  справочниках.

Группа  II – элементы, быстро  обтекаемые  ударной  волны  (железно –

дорожный  путь, подвижной  состав, машины, станки, различные  технические средства ). Устойчивость  многих  элементов  этой  группы, имеющих  разнообразные  параметры, не  представлена  в  полной  мере  в  существующих  справочниках, поэтому  ее  определяют путем расчета элементов  на  смещение, опрокидывание  и  отброс.

Группа  III – элементы, подверженные  инерционному  разрушению аппаратура  связи  и  СЦБ, ЭВМ, электроприводы  локомотивов,  машин, измерительные  приборы  и  др.). Для  элементов  этой  группы  опасны  большие  ускорения, получаемые  ими  в  результате  действия  ударной волны. В  элементах  электроприборов, имеющих  определенную  массу и  упругость, возникают  силы, способные  привести  к  внутреннему  повреждению  схем ( отрыву  припаянных  элементов, разрыву  соединений приборов, разрушению  хрупких  элементов ). Устойчивость  элементов  третьей  группы  определяется  расчетом  на  инерционное  разрушение.

Определение    устойчивости    элементов   второй   группы   с  использованием  расчетов  на  смещение, опрокидывание  и  отброс.

Принято  считать, что  смещение  вызывает  слабое  разрушение, выводят из   строя  наиболее  уязвимые  части  элементов (подводящие  питающие кабели, пульты  управления  и  т.д.). Опрокидывание  вызывает  среднее

разрушение  элементов  в  связи  с  деформацией  опрокинутых  конструкций.

При  отбросе происходят сильные  и  полные разрушения – деформируются несущие  конструкции (рамы, станицы, базовые  детали). Поэтому  элементы второй  группы  рассчитываются  на  смещение, опрокидывание  и  отброс  по предельной  величине  скоростного  напора.

Расчеты  на  опрокидывание  элементов производят на основе  сравнения опрокидывающего  М_оп и  удерживающего  М_уд  моментов (рис.1), при  этом

         определяется    Р_ск^пред, Па:                   

т * g * b

                                                           Р_ск^пред =

2*C_x * z * S_м

 где       Р_ск^пред – предельное  значение  давления  скоростного  напора, при превышении  которого  происходит  опрокидывание  элемента  и  он  получает разрушение  средней  степени;

b/2 – удерживающее  плечо, м;

z – плечо  опрокидывания, м.

Условием  отброса  элемента (сопровождающего  его  деформацией  и получением  сильных  или  полных  разрушений)  является  превышен

        фактическим  давлением  скоростного  напора    Р_ск^ф, предельного  значения

        скоростного  набора    Р_ск^пред  в  пять  и  более  раз,  определенного  в  районе распространения  данного  элемента  по  формуле.

РАСЧЕТ: