6 Расчет основных нагрузок

Кольцевые напряжения от внутреннего давления, МПа:

(22)

где –тоже, что в формуле (12);

–тоже, что в формуле (21);

–тоже, что в формуле (20).

Растягивающие напряжения для сечения, перпендикулярного оси цистерны, МПа:

(23)

где –тоже, что в формуле (12);

–тоже, что в формуле (21);

–тоже, что в формуле (20).

Напряжения изгиба от действия распределенной нагрузки, кПа:

(24)

где –максимальный изгибающий момент в сечении цистерны, кНм;

–момент сопротивления изгибу, м³.

Максимальный изгибающий момент, кНм:

(25)

где –распределенная нагрузка, кН/м;

– то же, что в формуле (8).

Распределенная нагрузка, кН/м:

(26)

где –то же, что в формуле (19);

–то же, что в формуле (14);

–масса цистерны, кг;

– то же, что в формуле (8).

Принимаем кг.

Максимальный изгибающий момент по формуле (25):

кНм.

Момент сопротивления изгибу, м³:

(27)

где –то же, что в формуле (21);

–то же, что в формуле (20).

м³.

Напряжения изгиба от действия распределенной нагрузки по формуле (24):

7 Расчет приведенного напряжения изгиба

Приведенное напряжение изгиба, МПа:

(28)

где –суммарное напряжение изгиба в нижней части цистерны, МПа;

–суммарное напряжение изгиба в верхней части цистерны, МПа.

Суммарное напряжение изгиба в нижней части цистерны, МПа:

(29)

где –то же, что в формуле (23);

–то же, что в формуле (24).

МПа.

Суммарное напряжение изгиба в верхней части цистерны, МПа:

(30)

где –то же, что в формуле (23);

–то же, что в формуле (24).

МПа.

Приведенное напряжение изгиба по формуле (28):

МПа.

Для обеспечения прочности цистерны должно выполняться неравенство:

(31)

где –то же, что в формуле (28);

–то же, что в формуле (9).

Условие выполняется.

Растягивающие напряжения в днище цистерны, МПа:

(32)

где –то же, что в формуле (12);

–внутренний радиус днища, м;

–толщина днища, м.

Сила давления жидкости на днище цистерны при торможении, Н:

(33)

где –то же, что в формуле (19);

–сила давления жидкости, МПа;

– полная масса цистерны, кг;

– то же, что в формуле (21).

_{Для расчетов принимаем}

Полная масса цистерны, кг:

(34)

где –то же, что в формуле (26);

–то же, что в формуле (4);

– то же, что в формуле (1).

кг.

Сила давления жидкости на днище цистерны при торможении по формуле (33):

Среднее давление на поверхность днища при торможении, МПа:

(35)

где –то же, что в формуле (33);

–то же, что в формуле (21).

Растягивающие напряжения, возникающие в днище при торможении, МПа:

(36)

где –то же, что в формуле (35);

R–то же, что в формуле (32);

–то же, что в формуле (32).

Наибольшее напряжение в днище цистерны, МПа:

(37)

где –то же, что в формуле (32);

–то же, что в формуле (36).

Условие прочности:

(38)

где –то же, что в формуле (37);

–то же, что в формуле (9).

Условие выполняется, так как наибольшее растягивающее напряжение при повороте транспортного средства меньше предельно допустимого.

8 Расчет устойчивости цистерны

Нарушение устойчивости АЦ в продольном и поперечном направлении возможно при аварии (как правило, характерно для нарушения продольной устойчивости). К случаям поперечного нарушения устойчивости относятся боковое скольжение и опрокидывание, которые могут возникнуть при движении по наклонной плоскости или радиусу, а так же от воздействия бокового давления. Вероятность бокового опрокидывания зависит от соотношения ширины транспортной базы и высоты центра тяжести и оценивается коэффициентом боковой устойчивости против опрокидывания:

(39)

где B– ширина колеи;

Z– высота центра тяжести.

Ширина колеи для автомобиля УРАЛ-4320-1912-60 равна 2,03 м, высота центра тяжести равна 1,68 м.

Ускорение опрокидывания, м/с²:

(40)

где то же, что в формуле (39);

то же, что в формуле (14).

Скорость опрокидывания, м/с:

(41)

где R– радиус поворота базы автомобиля, м;

то же, что в формуле (40).

Радиус поворота базы автомобиля УРАЛ-4320-1912-60 равен 10,8 м.

Скорость скольжения автомобиля при повороте:

(42)

где – коэффициент сцепления шин с дорогой;

то же, что в формуле (41);

– то же, что в формуле (14).

Для сухого грунта принимаем коэффициент сцепления шин с дорогой равный 0,55.

При повороте боковой занос возникает раньше, чем опрокидывание, учитывая поперечный крен на повороте 6-7%, предельную скорость поворота рассчитывается и уменьшается на 15%, м/с:

(43)

где то же, что в формуле (41);

то же, что в формуле (41).

Опрокидывающий момент, Нм:

(44)

где R– то же, что в формуле (32);

то же, что в формуле (39);

то же, что в формуле (43).

Удерживающий момент, Нм:

(45)

где – то же, что в формуле (34);

то же, что в формуле (39);

то же, что в формуле (14).

Условие устойчивости:

(46)

где – то же, что в формуле (45);

– то же, что в формуле (44).

Условие выполняется, нет необходимости устанавливать ограничение на скорость поворота.

.