Другие предметы \ Железнодорожный путь

Расчет кузова на прочность. Техническая характеристика кузова и исходные данные для расчета вагона на прочность, страница 2

Для дальнейшего упрощений расчетов применяют расчетные схемы, построенные на основе допущений об условиях работы кузова с вырезами. В частности, в дополнительно упрощенных схемах простенки заменяют моделями, обеспечивающими ассиметричную деформацию их упругой части, а действительные пояса заменяют условными приведенными. Верхний приведенный пояс в такой схеме сопротивляется только деформации растяжения-сжатия и имеет геометрические характеристики I_вп = 0; F_вп= F_в, а нижний приведенный пояс сопротивляется как растяжению-сжатию, так и изгибу, но при этом момент инерции его равен сумме моментов инерции верхнего и нижнего поясов, т.е. I_нп = I_в + I_н и F_нп= F_н, где F_в, F_н, I_в, I_н- соответственно площади поперечных селений и моменты инерции верхнего и нижнего поясов; F_вп, F_нп, I_вп, I_н - соответственно площади поперечных сечений и моменты инерции верхнего и нижнего приведенных поясов. Введение в расчетную схему приведенных поясов вместо действительных равносильно постановке шарниров в зонах соединения простенков с верхним поясом, в результате которой степень статической неопределимости системы снижается до n раз.

С учетом введенных допущений окончательная расчетная схема кузова на вертикальные нагрузки будет иметь вид, показанный на рис. 4.2а. Для простоты расчета напряжения в кузове вначале определяют от статической нагрузки, которую принимают в расчетной схеме в виде равномерно-распределенной

(4.6)

где - расчётная длина кузова, м.

Рисунок 4.2 – Расчетная схема кузова на вертикальные нагрузки (а), эпюра изгибающих моментов (б), основная система расчетной схемы кузова на вертикальные нагрузки (в)

После построения эпюры изгибающих моментов выбираем метод решения системы – метод сил, для которого должна быть выбрана основная система. Основная система принятой расчетной схемы по методу сил образуется путем разреза верхнего пояса по каждому оконному проему и введения неизвестных внутренних сил Х₁ + Х₁₃(рис. 4.3) .

Рисунок 4.3 - Основная система расчетной схемы кузова на вертикальную нагрузку

4.3 Определение внутренних усилий в элементах кузова при действии вертикальной статической нагрузки

Расчетная схема создается прямыми, проведенными через центры тяжести верхнего и нижнего поясов и центры тяжести простенков (рис. 4.2а). Вертикальная статическая нагрузка, приложенная к нижнему поясу, в отличие от схемы на рис. 4.2а представлена в виде равномер- но распределенной с интенсивностью и рядом сосредоточенных нагрузок .

Сосредоточенными нагрузками являются: Р₁ = 20,31 кН - вес упругой площадки, двери тамбурной и ящиков с углем;

Р₂=15,83 кН - вес баков котлового и водоохладительного, водогрейной плиты, установки комбинированного кипятильника;

Р₃ = 15,54 кН - вес водяного бака нетормозного конца вагона;

Р₄ = 16,63 кН - вес упругой площадки, двери тамбурной и ящиков с мусором.

Сосредоточенные нагрузки прикладываются в центре тяжести рассматриваемого узла вагона.

Интенсивность равномерно распределенной нагрузки по длине вагона изменяется в зависимости от веса рассматриваемой части конструкции и наличия полезной нагрузки, например

на длине 3,300 м консольной части тормозного конца вагона =1,3921 Н/м ;