5.2 Расчет продольно-динамических усилий в поезде

Максимальные усилия, испытываемые автосцепкой в области наибольших реакций по длине поезда, определяется по формуле

(5.12)

где		–	тормозная сила поезда при заданной скорости движения, с которой начинается торможение;
		–	коэффициент, учитывающий состояние поезда перед торможением (растянут или сжат) и режим повышения давления в тормозных цилиндрах. При торможении сжатого грузового поезда ; при торможении растянутого –;
		–	длина тормозной магистрали поезда, м;
		–	скорость распространения тормозной волны, ;
		–	время наполнения тормозного цилиндра вагона,

Определим тормозную силу поезда, с которой начинается торможение

(5.13)

При скорости

При скорости

Величина длины тормозной магистрали определяется по формуле

					(5.14)
где			–	длина вагона по осям зацепления автосцепок,

Тогда

Рассчитаем продольно-динамические усилия в поезде:

– при торможении сжатого поезда на максимальной скорости ν=100 км/ч

– при торможении сжатого поезда на скорости ν=20 км/ч

– при торможении растянутого поезда на максимальной скорости ν=100 км/ч

– при торможении растянутого поезда на скорости ν=20 км/ч

6 Расчет деформации триангеля

Расчет триангеля при наличии изгибающих моментов в концевых частях, вызываемых эксцентричным приложением нагрузки относительно узла соединения струны и балки, должен производиться уточненным методом с обязательным учетом деформации изгиба его балки. Расчет выполняется методом сил строительной механики по расчётной схеме, указанной на рисунке 6.1, где за одно «лишнее» неизвестное принимается усилие в струне.

Основная система приведена на рисунке 6.2. Эпюры изгибающих моментов и продольных сил от усилия и нагрузки 2Р показаны на рисунке 6.3.

Рисунок 6.1 – Расчетная схема нагруженного триангеля

Вычислим перемещения:

а) от усилия по его направлению

(6.1)

где		–	момент инерции балки относительно вертикальной оси, ;
		–	площадь сечения балки,;
		–	площадь сечения распорки, ;
		–	площадь сечения струны, .

б) от нагрузки по направлению «лишнего» неизвестного

(6.2)

Усилие определяется из уравнения

(6.3)

или

(6.4)

После определения усилия суммарная эпюра изгибающих моментов и продольных сил (рисунок 6.4) наложением эпюр, приведённых на рисунке 6.3, причём первая из них перед наложением умножается на полученное значение. Исходя из суммарной эпюры определяются величины напряжений в элементах триангеля.

Рисунок 6.2 – Основная система триангеля

а)

б)

Рисунок 6.3 – Эпюры изгибающих моментов и тормозных сил:

а) – от единичной нагрузки Х; б) – от нагрузки 2Р

Напряжения, относятся к усиленному триангелю и подвескам башмака, получены на основании следующих данных.

Входящие в расчётные выражения величины для усилённого триангеля равны:

Рисунок 6.4 – Суммарная эпюра изгибающих моментов и продольных сил для усиленного триангеля четырехосного полувагона

Зная усилие , определим величины напряжений в элементах триангеля.

Напряжение в струне триангеля составит

Определим напряжения в балке триангеля (в месте окончания усилия струны, т.е. на расстоянии 245 мм от опоры).

Изгибающий момент в этом месте будет

Гибкость балки определяется из выражения

Коэффициент продольного изгиба при полученной гибкости будет равен .

Напряжение в стержне будет