7.Расчет показателей надежности рамы проектируемого полувагона

Для определения показателей надежности, необходимо рассчитать максимальные напряжения, действующие на балках рамы.

По Нормам проектирования, максимальные напряжения определяются от удара силы Р_уд=3 МН в автосцепку.

Рис. 26. Схема нагружения по «Нормам проектирования…»

По Нормам расчет ведется по следующим зависимостям:

Сила реакции на каждой балке:

_{где, К - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения сил}

_{Jyi- осевой момент инерции сечения i-ой балки.}

_{Изгибающий момент в горизонтальной плоскости:}

_{Максимальные напряжения, действующие на балке:}

_{Wyi – момент сопротивления поперечного сечения балки.}

_{Для определения максимальных напряжений, действующих в шкворневой балке, необходимо также учесть действие реакции пятника.}

_,

Тогда значение изгибающего момента

_,

_{где Qбр.куз - вес брутто кузова вагона.}

Производя расчеты, получаем результаты:

1.Определяем среднюю частоту отказов проектируемой сборочной единицы с учетом намеченных мер повышения надежности по формуле:

- средняя частота отказов сборочной единицы вагона-аналога

- номер усовершенствованного по сравнению с аналогом элемента сборочной единицы (концевой балки)

- число -х элементов (одинаковых балок в конструкции)

-средняя частота отказов -той детали сборочной единицы вагона-аналога

,- весовые коэффициенты причин отказов соответственно из-за усталости и вследствие недостаточной прочности

,- коэффициенты запаса усталостной долговечности соответственно для-го элемента вагона-аналога и проектируемого

,- коэффициенты запаса прочности-го несущего элемента соответственно вагона-аналога и проектируемого.

Т. к. по исходным данным =0, то определение коэффициентовинаходить необязательно.

2. Определение коэффициентов запаса усталостной долговечности:

где:

- предел выносливости, зависит от материала;

Для вагона-аналога

Для проектируемого вагона

- коэффициент снижения усталостной долговечности для натурной детали;

- максимальная амплитуда динамических напряжений.

_{- напряжения от вертикальных динамических сил;}

_{- коэффициент вертикальной динамики;}

_{- статические напряжения от вертикальной нагрузки брутто (определяется расчетом несущего элемента как балки);}

_{- напряжения от боковых динамических усилий.}

3. Определение коэффициентов запаса прочности:

- допускаемые напряжения

-расчетные напряжения в рассматриваемом -ом элементе от совокупности нагрузок по режимам Норм проектирования

Для вагона-аналога =260

Для проектируемого вагона

Расчетные напряжения, действующие в концевой, шкворневой и поперечной балках:

Тогда значения коэффициентов:

Тогда

Тогда средняя частота отказов проектируемой сборочной единицы:

4. Рассчитываем вероятности безотказной работы сборочной единицы вагона-аналога и проектируемого

5. Определяем коэффициент повышения безотказной работы

Если , тогда намеченные меры повышения надежности эффективны

намеченные меры повышения надежности эффективны.