7.2.Проверка размеров поперечного сечения кузова проектируемого вагона по условию прочности

Для проверки правильности принятых размеров поперечного сечения будем использовать приближенный расчет как балки, а также расчет по II основной системе, предложенный проф. Никольским Е.Н.

7.2.1. Прикидочный расчет как балки на 2-х опорах

На стадии эскизного проектирования для проверки прочности можно воспользоваться приближенной расчетной схемой кузова как балки на двух опорах-пятниках. Расчет необходимо выполнить на нагрузки, предусмотрены I и III расчетными режимами «Норм проектирования вагонов». Целесообразно вначале рассчитать кузов на вертикальную статическую нагрузку.

Рис.5 Схема нагружения кузова как балки на 2-х опорах

Напряжения, возникающие в сечениях кузова, можно рассчитать по следующей формуле:

,

где q – вертикальная распределенная нагрузка,

где Q_бр.куз – вес брутто кузова вагона,

e – эксцентриситет приложения продольной нагрузки относительно центра тяжести кузова.

При расчете напряжений в среднем сечении кузова по I расчетному режиму учитывается вертикальная статическая нагрузка, равная весу кузова вагона с грузом, и продольная по осям сцепления автосцепок: сжимающая N = 3,0 МН и растягивающая N = 2,5 МН.

Для определения напряжений в среднем сечении кузова по III расчетному режиму (режим движения вагона с конструкционной скоростью) следует учесть влияние на вагон динамической и боковой нагрузок.

Вертикальная динамическая нагрузка зависит от величины коэффициента вертикальной динамики К_дв, который определим по следующей зависимости:

,

где β – параметр распределения, для грузовых вагонов;

р(Кдв) - доверительная вероятность, по Нормам;

–среднее значение коэффициента вертикальной динамики:

,

где а = 0,05 – коэффициент, принимаемый для элементов кузова;

–коэффициент, учитывающий влияние числа осей под одним концом вагона; n – количество осей под одним концом вагона;

V– конструкционная скорость;

f_ст.- статический прогиб рессорного комплекта.

Влияние боковых сил учтем с помощью коэффициента боковых сил .

Вертикальная распределенная нагрузка составит:

Машинограммы представлены далее.

Результаты прикидочного расчета кузова как балки на двух опорах

Результаты прикидочного расчета кузова как балки на двух опорах

Грузовой вагон Среднее сечение

Значения продольных нагрузок: I-й режим (растяжение)..............2500кН I-й режим (сжатие)......................-3500кН Исходные данные: Распределенная нагрузка q=65.00кН/м Длина вагона по раме L=13.91м База вагона l=9.83м Площадь сечения f=0.074м^2 Момент инерции сечения кузова Ix=0.059м^4 Расстояние до нижней точки сечения кузова y1=0.823м Расстояние до верхней точки сечения кузова y2=1.926м Расстояние от центра тяжести кузова до оси автосцепок а=0.658м

Таблица напряжений для I-го расчетного режима

Точка	cтат	Растяжение 2500кН			Сжатие -3500кН			раст		сж
		МN	N	МN		N
Низ.	9.06	22.95	33.78	-32.12		-47.30	65.80		-70.36
Верх.	-21.21	-53.70	33.78	75.18		-47.30	-41.13		6.67

Значения напряжений в Н/мм^2(МПа)

Исходные данные: III-й режим (растяжение)............1000 кН III-й режим (сжатие)....................-1000 кН Конструкционная скорость V=33.300м/c Статический прогиб рессорного подвешивания f=0.0510м Число осей тележки (осность) n=2 Параметр распределения (бета)=1.13 Коэффициент, принимаемый на основании обработки результатов теоритических и эксперементальных исследований а=0.050 Коэффициент, учитывающий влияние числа осей в тележке или группе тележек под одним концом вагона (n) на величину коэффициента динамики b=1.000

Таблица напряжений для III-го расчетного режима

Точка	cтат	Растяжение 1000 кН					раст
		МN	N	дин	бок
Низ.	9.06	9.18	13.51	3.04	0.91	35.70
Верх.	-21.21	-21.48	13.51	-7.11	-2.12	-38.41

Точка	cтат	Сжатие -1000 кН					сж
		МN	N	дин	бок
Низ.	9.06	-9.18	-13.51	3.04	0.91	-9.68
Верх.	-21.21	21.48	-13.51	-7.11	-2.12	-22.48

Значения напряжений в Н/мм^2(МПа)