Конструкция полувагона, определение сочетания, места приложения и величины нагрузок. Расчет геометрических параметров сечений элементов. Обоснование выбора метода расчета на прочность. Определение напряженно-деформированного состояния узла от нагрузки.
Аннотация к работе
1) Уральского вагоностроительного завода имеет кузов с глухими торцевыми стенами, обладает большой прочностью, так как в нем прочно связаны между собой боковые стены по концам вагона. Крышки люков - типовые с литыми, косорасположенными кронштейнами и имеют двухпрутковые торсионные элементы, служащие для облегчения закрывания крышек [1]. 2) образована хребтовой 7, двумя концевыми 2, двумя шкворневыми 5 и четырьмя промежуточными поперечными 11 балками. Хребтовая балка сварена из двух Z-образных профилей 8 № 31, перекрытых двутавром 10 № 19, служащим для крепления петель 1 и навешивания на них крышек люков. В зоне размещения поглощающих аппаратов снизу к хребтовой балке крепятся поддерживающие планки 14, а в зоне задних упоров - усиливающие накладки 13.Вертикальная нагрузка от перевозимого сыпучего и нагрузочного грузов принимается равномерно распределенной по площади пола [3]. В вагонах с люками в полу полезная нагрузка Рг через крыши люков распределяется между боковыми стенами и хребтовой балкой пропорционально реакциям двухопорных разрезных балок, нагруженных распределенной нагрузкой: (тс);Рама четырехосного вагона состоит из балок, которые имеют сечения (рисунок 5) [4]. Для расчета балок необходимо упростить их конструкцию следующим образом: на рисунках 6 - 8 представлены упрощенные сечения балок. а) б) в) г) а) хребтовая; б) шкворневая; в) поперечная; г) концевая Рисунок 6 - Упрощенное сечение шкворневой балки Кузов четырехосного вагона состоит из стоек и обвязок, которые имеют сечения (рисунок 9). а) б) в) г) а) верхняя обвязка; б) шкворневая и промежуточная стойки; в) угловая стойка; г) нижняя обвязка Для расчета стоек и обвязок необходимо упростить их конструкцию следующим образом: на рисунках 10 - 11 представлены упрощенные сечения балок.В методе сил в качестве неизвестных принимаются неизвестные от единичных усилий. Устанавливается степень статической неопределимости системы по формуле n=3k-ш где n-степень статической неопределимости системы; Основной системой называется геометрически неизменяемая и статически определимая система, образованная из заданной путем устранения лишних связей; Основная система загружается внешней нагрузкой и единичными силами, которые заменяют действие устраненных связей; Составляем и решаем систему канонических уравнений метода сил;В расчете на вертикальную нагрузку рама рассматривается как стержневая статически неопределимая система. Расчет производится по методу сил.На рисунке 12 представлена расчетная схема.2 Не учитывая силы взаимодействия поперечных балок с продольными элементами по оси Х ввиду небольших перемещений узлов по оси Х и недостаточной погонной жесткости поперечных балок относительно вертикальной оси. 3 Не учитываем сопротивление изгибу нижней обвязки боковой стены в горизонтальной плоскости, т.к. в случае поворота угла вокруг оси Z изгибающие моменты в нижней обвязке намного меньше изгибающих моментов в поперечных балках.Расчет кузова полувагона производим для боковой стены и поперечных балок. Основную систему образуем устранением линейных связей и заменой их влияния силами x8, x9, x10 между стойками и верхней обвязкой. Составим каноническое уравнение метода сил для трижды статически неопределимой системы: , где - относительное перемещение в основной системе по направлению линейного неизвестного xi от силы xk=1; Dip - относительное перемещение в основной системе по направлению неизвестного xi от заданной внешней нагрузки. Построение эпюр начнем с верхней обвязки в горизонтальной плоскости, затем по шпангоутам (стойкам и поперечным балкам) в поперечной плоскости[6].Условие прочности выражается: , где - расчетное напряжение, МПА; Момент сопротивления для концевой балки: Расчетное напряжение: Момент сопротивления для шкворневой балки: Расчетное напряжение: Момент сопротивления для поперечной промежуточной балки: Расчетное напряжение: Момент сопротивления для верхней обвязки: Расчетное напряжение: Момент сопротивления для угловой стойки: Расчетное напряжение: Момент сопротивления для шкворневой и промежуточной стойки: Расчетное напряжение: Заключение В соответствии с заданием приведен расчет на распорные нагрузки кузова полувагона методом сил.
План
Содержание
1. Конструкция полувагона модели 12-119
2. Выбор и расчет параметров модели
2.1 Определение сочетания, места приложения и величины нагрузок
2.2 Расчет геометрических параметров сечений элементов
3. Выбор метода определения напряженно-деформированного состояния объекта исследования
3.1 Методы расчета на прочность
3.2 Обоснование выбора метода
4. Расчет на прочность
4.1 Выбор и обоснование расчетной схемы
4.2 Допущения, принятые в расчете
4.3 Определение напряженно-деформированного состояния узла от заданной нагрузки
5. Анализ результатов расчета
Заключение
Список использованных источников
1. Конструкция полувагона модели 12-119
Список литературы
1 Лукин В. В., Анисимов П. С., Федосеев Ю. П. Вагоны. Общий курс: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / Под ред. В. В. Лукина. - М.: Маршрут, 2004. - 424 с.
2 Пастухов И. Ф., Лукин В. В., Жуков Н. И. Вагоны: Учебник для техникумов ж.-д. трансп. / Под ред. В. В. Лукина. - М.: Транспорт, 1988. - 280 с.
3 Сенаторов С.А. Расчет рам и кузовов грузовых вагонов на прочность с использование ЭВМ. Методическое руководство. Часть III. Свердловск.: 1983.- 48 с.
4 Вагоны. Под ред. Л.А. Шадура. М.: Транспорт, 1973. - 440 с.
5 Большегрузные восьмиосные вагоны. Под ред. Л. А. Шадура. Изд-во «Транспорт», 1968 г., 1 - 288.
6 Пособие к решению задач по сопротивлению материалов: Учеб. пособие для техн. вузов/Миролюбов И. Н., Енгалышев С. А., Сергиевский Н. Д. и др. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985. - 399 с., ил.