Расчет кузова крытого вагона на прочность. Методика расчета. Подготовка исходных данных. Схема распределения активного давления по стенам кузова крытого вагона, страница 3

Mx, My, M - моменты вокруг соответствующих осей глобальной системы координат.

Направления положительных линейных усилий совпадают с направлениями соответствующих осей координат. Положительные направления моментов определяются по правилу правого винта, то есть, если расположить правый винт вдоль соответствующей оси координат и вращать его в положительном направлении момента, то винт должен перемещаться в положительном направлении оси координат.

Блок ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ служит для задания допускаемых напряжений для данного нагружения по каждому материалу.

Для каждого материала можно задать допускаемое напряжение с помощью строки данных следующей структуры

nl   sigma, где     nl - номер материала (ссылка на строку блока материалов); sigma - допускаемое напряжение.

4.2 Подготовка исходных данных

Расчетными   нагрузками   являются:     вертикальная нагрузка от   массы брутто вагона, продольная, возникающая от соударений вагонов при роспуске на сортировочных горках Т1 = -3 МН, усилие от распора сыпучего груза. При расчете рассматриваем схему в виде   1/4 кузова вагона.

Масса брутто кузова m бр кз = 89,3 т распределяется в виде сосредоточенных узловых сил на хребтовую и боковые балки. Узловая сила в вертикальной плоскости

где nуз. - число узлов, через которые передаются силы, nуз - 86.

Продольная сила для 1/4 расчетной схемы, передаваемая через задний упор автосцепки, равна 1,5 МН (150 тс).

Усилие распора сыпучего груза определяется исходя из величины активного статического давления при засыпке груза через боковые люки кузова без шапки. Активное статическое давление в произвольной точке по высоте равно

(4.1)

где кдв - коэффициент вертикальной динамики, принимается при расчете по

I режиму кдв= 0,1 [1];

γ - насыпная плотность груза. Для зерна γ= 0,75 т/м3;

g - ускорение свободного падения. В программе DPMFEM не используется;

у - расстояние от поверхности груза до точки, в которой определялось давление;

φ- угол естественного откоса груза, образуемый поверхностью свободно насыпаемого груза с горизонтальной плоскостью. Угол ср принимается при расчете по I режиму по [1] φ1 = 0,44, а по III режиму равным 0,2 от значения φ1, т. е. 0,2 • 0,44 = 0,088.

Схема передачи активного давления на стенки кузова приведена на рисунке 4.1.

Активное статическое давление в произвольной i-ой точке стены будет:

Поскольку загрузочные люки в крыше отсутствуют и засыпка сыпучего груза возможна только через люки боковых стен, то уi равно:

уi= 2404 мм; у2= 1934 мм; у3 = 1470 мм; у4 = 1000 мм; у5 - 500 мм.

Рисунок 4.1 - Схема распределения активного давления по стенам кузова крытого вагона

Активное статическое давление на вертикальную стенку равно: у основания на высоте у1= 2,404 м

Pа1= 0,26336 • 2,404 = 0,633 тс/м2;

-  на высоте у2 = 1,934 м

Ра2= 0,26336 • 1,934 = 0,509 тс/м2;

-  на высоте у3 = 1,47 м

Ра3 = 0,26336 • 1,47 = 0,387 тс/м2;

-  на высоте у4 = 1 м

Ра4 = 0,26336 • 1 =0,263 тс/м2;

на высоте у5 = 0,5 м

Pa5 = 0,26336 • 0,5 = 0,131 тс/м2;

Распределенная нагрузка по стойкам стен определяется по зависимости:

где  i - номер точки по высоте стены, в которой определено активное давление;

j - номер стойки по длине (ширине) стены.

Распределенная нагрузка по стойкам боковой стены:

а)  угловая стойка

-  между точками 1 и 2

  

-  между точками 2 и 3

-  между точками 3 и 4

-   между точками 4 и 5

-  между точками 5 и 6

б) по стойкам 1…4

-   между точками 1 и 2

-   между точками 2 и 3

-   между точками 3 и 4

-   между точками 4 и 5

-   между точками 5 и 6