9

1 Определение места нахождения центра тяжести груза по высоте, по длине и по ширине.

Смещение центра тяжести считается по формуле:

В продольном направлении:

, (1.1)

где L-длина платформы, l₁- расстояние от торца платформы до центра тяжести 1^-го груза, l₂- расстояние от торца платформы до центра тяжести 2^-го груза, l₃- расстояние от торца платформы до центра тяжести 3^-го груза.

мм;

В поперечном направлении:

, (1.2)

где b₁, b₂, b₃– расстояния от края платформы до центра тяжести груза, b₁= b₂= b₃ = 1385 мм.

мм.

Высота общего центра массы платформы с грузом определяется по формуле:

(1.3)

где Q_Т – масса тары вагона, Q_Т = 22 т; h_п – высота уровня пола платформы над уровнем головки рельса h_п = 1310 мм; Н^цт_в – высота центра тяжести (ЦТ_в) порожней платформы Н^в_цт = 800 мм.

(1.4)

.

2. Определение устойчивости вагона с грузом относительно УГР

Вагон с грузом считается устойчивым относительно УГР, если выполняются два условия:

1. Высота центра тяжести вагона с грузом от УГР должна быть менее 2300 мм:

2. Площадь наветренной поверхности вагона с грузом должна быть менее 50 м²:

S_n = S_п + S_в , (2.1)

S_п  площадь наветренной поверхности груза, S_в  площадь наветренной поверхности платформы с закрытыми бортами, равная 12 м² ;

Площадь наветренной поверхности груза определяется по формуле:

S_п = L*(H – 500), (2.2)

где 500мм  высота продольного борта платформы, приведенная в таблице 2.1

S_п = 3*2470*(2170– 500)=12,4

S_n = 12+12,4=22,4м²

22,4м²50 м²

Оба условия выполняются, значит вагон с грузом устойчив относительно УГР.

3 Силы, действующие на груз

Продольная инерционная сила груза:

F_пр=а_пр* Q_гр , (3.1)

где а_пр - удельная продольная инерционная сила на 1 т веса груза при упругом креплении:

, (3.2)

а₂₂ =1,2, а₉₄ =0,97.

F_пр=1,13·6,8=7,7 тс

Так как все грузы одинаковы по конфигурации, то продольная инерционная сила равна для все трех единиц груза.

Поперечная инерционная сила:

, (3.3)

где а_п – удельная поперечная инерционная сила на 1 т массы груза, тс/т,

(3.4)

где l_гр – расстояние от центра тяжести груза до вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона, мм, l_б – база вагона, мм.

,

,

,

,

.

Вертикальная инерционная сила:

, (3.5)

где а_в – удельная вертикальная сила.

(3.6)

где k – коэффициент при погрузке на один вагон, значение которого принимается к = 510^-6 .

,

,

.

,

,

.

Ветровая нагрузка:

W_п=0,05·S_п (3.7)

W_п=0,05·12,4=0,62 тс.

Сила трения в продольном направлении:

, (3.8)

где, – силы трения, действующие на участках опирания груза на поверхность пола. Их значение определяется по формулам:

, (3.9)

, (3.10)

, (3.11)

где - - коэффициенты трения части груза о соответствующие участки поверхности пола; a/d, b/d, c/d – доли массы груза, которые приходятся на соответствующие участки поверхности пола.

μ₁= μ₃ = 0,45 (дерево по дереву), μ₂ = 0,4 (сталь по дереву).

0,82тс

тс,

тс,

тс.

В поперечном направлении:

(3.12)

тс,

тс,

тс.

Определение устойчивости груза от сдвига вдоль и поперек вагона:

Груз устойчив в продольном направлении, если выполняется следующее условие:

F_тр^пр >F_пр, (3.13)

1,83тс<7,7тс

Условие не выполняется.

Сила, передаваемая на крепление в продольном направлении, определяется по формуле:

, (3.14)

тс.

Груз устойчив в поперечном направлении, если выполняется следующее условие:

F_тр^п >n (F+W) (3.15)

7,86>,

7,86.

Условие выполняется.