Расчёт на опрокидывание вагона

Базовым элементом, с размещённым электрооборудованием является вагон метрополитена. Его основные параметры:

Масса: m=34 т

Габариты:

Длина l=19,21 м;

Высота от головки рельс h=3,7 м;

Высота кузова hк=2,71 м;

Ширина a=2,66 м

Расчёт произведён в соответствие рекомендациями «Сборника методик, задач и справочных материалов по прогнозированию обстановки и защите в чрезвычайных ситуациях», при условии воздействия нагрузки на наибольшую сторону вагона.

Рис 6.2. Схема расчёта на опрокидывания вагона

Определим предельное значение давления скоростного напора воздуха

где: b=1,52 м — расстояние между колесами колесной пары, опирающихся на рельсы;

Сх=1,3 — коэффициент аэродинамического сопротивления;

—расстояние до центра тяжести;

—наибольшая площадь локомотива.

По графику определяем значение Δ, соответствующее рассчитанному по формуле 6.1 значению=2,02 кПа. Оно примерно равно 26кПа.

Рис 6.3. График зависимости ΔР_ск ⁼ ƒ(ΔР_ф).

Для определения радиуса безопасности строим график изменения избыточного давления в зависимости от расстояния до центра взрыва при заданной мощности ядерного боеприпаса q=300 кт при помощи таблицы 6.1.

Расстояние до эпицентра ядерного взрыва, км
1,73	1,83	1,93	2,1	2,3	2,7	3,1	3,6	4,65	7,4
Избыточное давление во фронте ударной волны, кПа
100	90	80	70	60	50	40	30	20	10

Таблица 6.1. Расстояние от эпицентра ядерного взрыва до точек с заданным избыточным давлением во фронте ударной волны, км при qн=300кт

Рис 6.4. График изменения избыточного давления в зависимости от расстояния до центра взрыва

По графику определяем радиус функционирования.

Он равен — R_ф=3900 м.

2. Оценка устойчивости электротехнических систем к воздействию инерционных нагрузок

Расчёту на инерционные нагрузки подвергаются наиболее уязвимые элементы, одним из наиболее уязвимых элементов вагона метрополитена является индуктивный шунт ИШ-15А, предназначенный для обеспечения удовлетворительной коммутации двигателей в переходных режимах.

Для расчёта элемента на действие инерционных нагрузок необходимо определить предельное значение избыточного давления ΔРф, при превышении которого электроприбор получит инерционное разрушение и полностью выйдет из строя.

Характеристика прибора:

длина l = 480 мм;

ширина b = 306 мм;

высота h = 397 мм;

масса m = 135 кг;

допустимое ускорение при ударе составляет a= 100 м/с2.

Решение:

1. Находим избыточное лобовое давление, которое может выдержать прибор:

2. Определяем по графику (рис. 6.5.) предельное значение

: при ΔРлоб,=71 кПа

_{Рис. 6.5. График зависимости избыточного лобового давления ΔРлоб от избыточного давления во фронте ударной волны ΔРф}

Вывод: При ΔРф > 50 кПа прибор получит сильные разрушения от инерционных перегрузок. Но предел устойчивости прибора (50 кПа) больше, чем предел устойчивости вагона (26 кПа). Это означает, что повышение устойчивости электроэлемента при воздействии на него инерционных нагрузок не является обязательным.