13. Напряжение от условной статической нагрузки

Определим сумму напряжений от статических (весовой и медленно изменяющихся) нагрузок в любой точке сечения, представляющей собой среднее напряжение циклически изменяющейся нагрузки (рис. 10):

, (13.1)

где и - отношения времени движения локомотива в кривой и в режиме тяги или торможения к общему времени движения локомотива соответственно.

=0,1…0,3, =0,6…0,9.

(Значение берем из расчета движения со скоростью V_дв.)

Рисунок 10 – Эпюра циклов переменной нагрузки.

а – симметричный; б – пульсирующий; в – ассиметричный; г – зависимости напряжений циклов от среднего напряжения

14. Приведенное амплитудное напряжение расчетного цикла

Запишем исходное и расчетное на заданный срок службы локомотива выражения для определения амплитудного напряжения :

(14.1)

где - вероятности эксплуатации локомотива с различными среднеинтервальными скоростями;

- частные значения напряжений от переменной нагрузки:

, (14.2)

здесь определяется по формуле (11.2).

Аналогично найдем другие значения для и

На основании полученных данных заполним таблицу 9 .

Таблица 9 - Исходные данные для расчета приведенного амплитудного напряжения

i - номер интервала	1	2	3	4	5
Интервал, км/ч	0...20	20... 40	40... 60	60. 80	80...100
Средняя скорость, км/ч	10	30	50	70	90
	0,115	0,146	0,177	0,2	0,293
	4,5	5,71	6,92	7,82	11,456
	8304	34659	109809	228686	2260466
	0,05	0,2	0,6	0,1	0,05
	415,2	6531,8	65884,8	22868,6	113023,3

Вычислим приведенное амплитудное значение напряжения:

15. Оценка усталостной прочности рамы

Определим коэффициент чувствительности металла к асимметрии цикла:

(15.1)

Принято для материала рамы МПа, МПа, МПа. Для расчетного сечения .

Определим коэффициент запаса усталостной прочности:

(15.2)

Используя полученные значения напряжений, изобразим на рис.11 независимость предельно допустимых напряжений от среднего напряжения цикла:

Рисунок 11 - Независимость предельно допустимых напряжений от среднего напряжения цикла

Точка А соответствует расчетному максимальному значению цикла _m+_а, точка В – среднему напряжению цикла _m и точка С – пределу выносливости _rk с учетом снижения усталостной прочности, т.е. допустимая амплитуда здесь в к_ раз ниже.

Проведенный расчет позволяет в первом приближении дать оценку усталостной прочности рамы тележки, т.к. условие 1,4 выполняется ( 1,898 1,4 ), усталостная прочность достаточна.

Но должен быть выполнен уточненный расчет, проведены экспериментальные исследования и только после этого можно сделать вывод о готовности рамы к эксплуатации.