Расчет элементов тележки 18-100

Другое » Модернизация четырехосного вагона-хоппера модели 19-Х051 » Расчет элементов тележки 18-100

Настоящий расчет выполнен с целью оценки прочности боковой рамы тележки модели 18-100.

Расчет производится в соответствии с "Нормами для расчета и проектирования вагонов, железных дорог МПС колеи 1520 мм 1996 (несамоходных). (далее по тексту «Нормами .»).

Прочность боковой рамы в соответствии с «Нормами .» оценивается при двух расчетных режимах:

- По первому расчетному режиму рассматривается относительно редкое сочетание экстремальных нагрузок. Основное требование при расчете на прочность по этому режиму - не допустить появление остаточных деформаций (повреждений) в узле или детали. В эксплуатации, первому режиму расчета соответствует: осаживание и трогание тяжеловесного состава с места; соударение вагонов при маневрах, в том числе при роспуске с сортировочных горок; экстренное торможение в поездах при малых скоростях движения.

- По третьему расчетному режиму рассматривается относительно частое возможное сочетание умеренных по величине нагрузок, характерное для нормальной работы вагона в движущемся поезде. Основное требование при расчете по этому режиму – не допустить усталостного разрушения узла или детали. В условиях эксплуатации, третий расчетный режим соответствует случаю движения вагона в составе поезда по прямым и кривым участкам пути и стрелочным переводам с допускаемой скоростью, вплоть до конструкционной; при периодических служебных регулировочных торможениях; периодических умеренных рывках и толчках; штатной работе механизмов и узлов вагона.

Исходные данные

Боковая рама изготовлена из стали 20ГФЛ, допускаемое напряжение, для которой по 3 расчетному режиму составляют 150МПа.

Расчетная схема и принятые допущения:

Расчет производился методом конечных элементов с использованием конечно элементного пакета ANSYS 12.0. Для расчета была создана стержневая конечно элементная модель боковой рамы. Особенность боковой рамы, заключающаяся в наличии протяженных узлов, учитывалось путем задания в узлах абсолютно жестких стержней. Длина абсолютно жестких стержней принималась равной 2/3 протяженности узла, на 1/3 протяженности узла в узел заходил деформируемый стержень.

Боковая рама нагружалась тремя силами, приложенными к нижнему поясу. Величина нагрузки складывалась из трех составляющих:

1- вертикальной статической нагрузки;

2- вертикальной динамической нагрузки;

3- вертикальной добавки от действия боковой силы.

Вертикальная динамическая нагрузка определялась путем умножения статической нагрузки на коэффициент вертикальной динамики.

Коэффициент вертикальной динамики в соответствии с «Нормами…», определяется по формуле (1):

(1)

где: - среднее вероятное значение коэффициента вертикальной динамики;

- параметр распределения, согласно «Нормам…» принимается равным 1,13.

- доверительная вероятность, с которой определяется коэффициент вертикальной динамики;

Среднее вероятное значение определяется по формуле (2):

(2)

где: - коэффициент, равный для необрессоренных частей тележки 0,05.

- коэффициент, учитывающий влияние числа осей n в тележке под одним концом экипажа, определяется по формуле (3):

; (3)

V – конструкционная скорость движения, м/c;

- статический прогиб рессорного подвешивания, м. Для тележки модели 18-100 принимается равный 0.05.

Подставляя данные в формулу (2) получаем коэффициент вертикальной динамики равный 0.52.

Расчетная схема боковой рамы показана на рис.

Рис. 3.1 Расчетная схема боковой рамы тележки

Характеристики поперечных сечений стержневых конечных элементов.

Рис.3.3 Сечение № 1 (Верхний пояс)

Рис.3.4 Сечение № 2 (Наклонный верхний пояс)

Другие публикации:

Варианты схем механизации
Схема механизации – это совокупность подъемно-транспортных машин, вспомогательных устройств, объединенных в определенной последовательности в соответствии с характером и особенностями грузопотока, условиями производства перегрузочных работ на причале и предназначенная для перегрузки грузов по одном ...

Выбор форм и методов организации технического обслуживания и ремонта путевых машин
Выбор формы организации технического обслуживания и ремонта машин зависит от их количества, территориального расположения хозяйства и наличия ремонтных мастерских, как в самом хозяйстве, так и в зоне его действия. Ежемесячное техническое обслуживание выполняет бригада, обслуживающая машину. Работы, ...

Ремонт траверс
При деповском ремонте пальцы кронштейнов щеткодержателей с траверс, как правило, не снимают. На траверсе заваривают обнаруженные трещины, восстанавливают дефектные отверстия описанными выше способами, наплавляют и обрабатывают под чертежные размеры изношенные поверхности кольца траверсы, фиксирующе ...