Расчет кузова на прочность. Техническая характеристика кузова и исходные данные для расчета вагона на прочность, страница 3

Расстояние между центрами тяжести верхнего и нижнего поясов принимаем по всей длине кузова постоянным h = 2,48 м (исключением являются дверные проемы). Расчетная схема тринадцать раз статически неопределима. Основная система указана на рис. 4.4б.

Ординаты эпюры изгибающих моментов М Кi, действующих по нижнему поясу кузова, определяем как для статически определимой балки на двух опорах с двумя консолями и составляют

        М К1  =  - 32290 Н∙ м;         М К2 =  - 108520 Н∙ м;      М' К2 =  - 170490 Н∙м;

М К3  = - 83670 Н ∙ м;        М К4 = 81770 Н∙ м;           М К5 = 262760 Н∙ м;

М К6  = 389290 Н ∙ м;                                                                                        М К7  = - Р1 ( l0 +  l1 +  l2 + l3 + l4+ l5 + l6) – Р2 (  l1 +  l2 + l3 + + l4+ l5 + l6 – 0,4195) - ∙ 3,3 ∙+0,6185+ l3  + l4+ l5 + l6) – ∙ 1,9 + 0,0325 +      + l4+ l5 + l6) – + R1∙ (0,6185+ l3  + l4+ l5 + l6) =461358,4 Н∙ м;

МК8 = 478960 Н∙ м;        МК9 =  435500 Н∙ м;         МК10 = 333670 Н∙ м;

М К11 = 131340 Н∙ м;        М К12 = - 51610 Н∙ м;          М К13 = - 83760 Н ∙ м;

М' К12 = -153790 Н∙ м;       М К14 = - 25750 Н∙ м.

Ординаты расчетной эпюры изгибающих моментов Мр устанавливаем по формуле Мрi = Мкi - МХр∙i, где МХр∙i - величина ординаты изгибающего момента, действующего в рассматриваемом сечении хребтовой балки.

При этом ординаты расчетной эпюры изгибающих моментов получают следующие значения

Мр1= - 20890 Н∙ м;         Мр2 = - 83720 Н∙ м;      М'р2= - 137572 Н∙ м;

Мр3 = - 60470 Н∙ м;        Мр4 = 84100 Н∙ м;        Мр5 = 260620 Н∙ м;

Мр6= 391300 Н∙ м;           Мр7= 461358,4 - 8280 = 453078,4 Н∙ м;

Мр8 = 480700 Н∙ м;         Мр9 = 429790 Н∙ м;        М р10 = 322760 Н∙ м.

Мр11 = 121846,5 Н∙ м;    Мр12 = -32560 Н∙ м;     М' р12 = -118620Н∙ м;

Мр13 = -5926 Н∙ м;           Мр14 = -13500 Н∙ м.

При определении грузовых членов канонических уравнений используются данные  значения Мрi.

4.3.1  Определения геометрических характеристик    сложных сечений элементов конструкции кузова

Определяем геометрические характеристики поперечного сечения простенка между первым и вторым оконными проемами (рисунок 4.5а,б). Каждая сторона сечения простенка состоит из двух элементов I и 2. Элемент (рисунок 4.5б) делится на 3 простейших:  первый - нижний лист с размерами 37x3 мм, второйвертикальный лист с размерами 55x3 мм и третий - верхний лист с размером 62x3 мм. В системе произвольных координат y1 - z1определяем положение центра тяжести каждого элемента, а затем положение центра тяжести всей фигуры, указанной на рисунке.                                                               Определение собственных моментов инерции частей и всего элемента в целом дано в таблице 1.

Таблица1 - Геометрические характеристики z, входящего в межоконный простенок

Элемент

Fi  10-4  ,м2

yi  10-2  ,м2

Fi yi  10-6 ,м3

Fi y210-8 ,м4

I0i  10-8  ,м4

1

2

3

1,11

1,65

1,86

1,85

3,85

7,10

2,05

6,35

13,2

3,8

24,4 93,6

1,26

-

5,95

4,62

-

21,6

121,8

7,21

Рисунок 4.5 - Сечение простенка (а) и его элементов (б)

                                                                                                                                                         Координата центра тяжести элемента I определяется по формуле

Момент, инерции элемента I определяется по формуле

Геометрические характеристики элемента 2 (рисунок 4.5а,в) вычисляются аналогичным образом (таблица 2).

Таблица2 -Геометрические характеристики сечения листа водящего в    простенок

Элемент

Fi  10-4  ,м2

yi  10-2  ,м2

Fi yi  10-6 ,м3

Fi y210-8 ,м4

I0i  10-8  ,м4

1

2

3

2,30

0,55

0,30

4,6

10,1

11,6

10,60

5,50

3,48

48,7

56,0 40,3

16,15

0,15

0,04

3,15

-

19,58

145,0

16,34