33. Приближённый расчёт кузова пассажирского вагона. Построение эпюр Mq, Mn, q, n от равномерно распределённой нагрузки.

Приближённый расчёт применяется на стадии эскизного проектирования. Кузов расчитывается на динамические, статические и продольные нагрузки:

где - коэффициент редукционности =0,7…1

Для кузовов, спроектированных из разнородных материалов, напряжения:

где , - модули упругости нового и стального материала.

Геометрические характеристики:

Редуцированный момент:

где – момент инерции элементов, входящих в сечение;

– расстояние от нейтральной оси элементов до нейтральной оси сечения.

При определении дополнительных напряжений принимают пояса в виде балок, защемлёнными концами и загруженными поперечными силами:

Дополнительно полученные напряжения суммируются с основными срединными напряжениями, ранее полученными при расчёте кузова. Напряжения на стенке принимаются в виде балки с защемлёнными концами и загруженными равнодействующей нормальной силой.

В верхнем поясе нормальные силы от основных срединных напряжений слева и справа от простенка. Такая схема вызывает антисимметричную деформацию простенка.

где - площадь поперечного сечения;

, – величина ординат изгибающих моментов всего кузова в I и II сечениях;

h – расстояние от нейтральной оси верхнего пояса;

I – момент инерции всего кузова;

S – статический момент верхнего пояса относительно нейтральной оси;

Q – среднее значение поперечной силы от I до II сечений.

От силы Т возникают 2 вида деформации: изгиб и сгиб:

где - площадь поперечного сечения обшивки простенка.

Стойки стен и люки крыши при приближённых расчётах не рассчитывается, но выбирается  таким  образом,  чтобы  суммарный  момент сопротивления был не ниже рекомендованного нормами расчёта на прочность. Суммарный момент сопротивления стоит у торцевых стен ≥ 100 см³.

34. Уточнённый расчёт кузова пассажирского вагона. Основные допущения, применяемые при расчёте.

Кузов пассажирского вагона является замкнутой тонкостенной оболочкой и напряжения могут быть определены с помощью теории упругости:

1)однако в инженерной практике допускается соединять замкнутую оболочку стержневой системой, если допустить допущение о недеформируемости контура поперечного сечения кузова. Такой подход позволяет с достаточной точностью определить внутренние усилия кузова. Вопрос определения напряжений в различных сечениях кузова обосновывается индивидуально с применением элементарных формул сопромата или теории упругости.

2)поперечное сечение кузова является деформируемым. Такое допущение позволяет выделить расчётную схему рамы как самостоятельно рассчитываемый элемент и определить в ней напряжения с помощью теории упругости.

35.Уточненный расчет кузова пассажирского вагона. Выбор расчетной схемы и основной системы.

Кузова современных пассажирских вагонов представляют собой оболоч­ку в виде подкрепленной обшивки, расположенной на боковых стенах, ра­ме и крыше. Несущая обшивка в таких кузовах вместе с подкрепляющими стержнями составляет единую систему и под действием внешних сил полу­чает сложную пространственную деформацию и соответствующие напряжения (основные и дополнительные срединные напряжения и напряжения изгиба). Расчет этих напряжений с учетом всех пространственных деформаций представляет собой весьма сложную задачу

В инженерной практике более широкое применение находят расчетные схемы, ограничивающиеся определением только основных срединных напря­жений, одной из таких схем является стержневая расчетная схема. Приемлемость такой схемы обусловлена до­пущением о недеформируемости контура поперечного сечения кузова. Стержневая расчетная схема кузова пассажирского вагона обра­зуется линиями 6, 4 и 5, проходящими через центры тяжестей поперечных сечений верхнего I и нижнего 2 поясов и простенков 3.

Участки простенков от оконных вырезе в до центров тяжестей поясов в силу их большой жесткости принимаются абсолютно жесткими. Для дальнейшего упрощения расчетов применяют расчетные схемы, по­строенные на основе допущений об условиях работы кузова с вырезами. В частности, в дополнительно упрощенных схемах простенки заменяют моделями, обеспечивающими асимметричную деформацию их упругой час­ти, а действительные пояса заменяют условными приведенными. Верхний приведенный пояс в такой схеме сопротивляется только деформации рас­тяжения-сжатия, а нижний приведенный пояс сопротивляется как растяжению-сжатию, так и изгибу. Введение в расчетную схему приведенных поясов вместо действительных равносильно постановке шарниров в зонах соединения простенков с верхним поясом, в результате которой степень статической неопределимости системы снижается до n раз. С учетом введенных допущений окончательная расчетная схема кузова на вертикальные нагрузки будет иметь вид, показанный на рисунке. Для простоты расчета напряжения в кузове вначале определяют от статичес­кой нагрузки, которую принимают в расчетной схеме в виде равномерно- распределенной,

Где 2L - расчетная длина кузова,, м.

Основная система принятой расчетной схемы по методу сил обра­зуется путем разреза верхнего поя­са по каждому оконному проему и введения неизвестных внутренних сил

Х₁ ÷ Х_1Э , положение (а) на рисунке.