Згинальний момент від дії вертикального статичного навантаження в кожному розрахунковому перерізі визначимо за формулою:
, (2.22)
де - відстань від лінії прикладення вертикальної сили до шийки осі до перерізу.
Тоді маємо
кН×м,
кН×м,
кН×м,
кН×м,
кН×м.
Згинальний момент в перерізі осі на лівій опорі
, (2.23)
кН×м.
Згинальний момент в перерізі осі на правій опорі
, (2.24)
кН×м
Згинальні моменти в розрахункових перерізах осі від дії сумарної розрахункової сили дорівнюють:
- переріз I-I
, (2.25)
кН×м.
- переріз II-II
, (2.26)
кН×м.
- переріз III-III
, (2.27)
кН×м.
- переріз IV-IV
, (2.28)
- переріз V-V
, (2.29)
Оцінка міцності осі
Для кожного розрахункового перерізу осі визначається коефіцієнт запасу міцності за формулою:
, (2.30)
де - середня границя витривалості осі (по амплітуді) при усталеному режимі навантаження й круговому згині ( симетричному циклі) на базі досліджень циклів;
- розрахункова величина амплітуди умовного (розрахункового) циклу стаціонарного навантаження осі при круговому згині, зведеного до бази циклів;
- коефіцієнт запасу опору втомі.
Робоча формула для визначення запасу міцності осі рекомендується у виді:
, (2.31)
Де , – нормовані інтегральні функції нормального розподілу (функція Лапласа), значення з таблиці [6, таблиця 1, додаток 6, с. 425-426];
, – максимальне і мінімальне значення коефіцієнта перевантаження осі;
– базове число циклів, [2, с. 202];
– сумарне число циклів за термін служби осі для середньо-мережних умов експлуатації, для осей вантажних вагонів [2, с. 202];
– показник ступеня в рівнянні кривої утоми, що залежить від властивостей матеріалу і технологій виготовлення, приймаємо для накатаних осей [2, с. 202];
, , - розрахункові параметри.
Значення параметрів , , визначимо за формулами:
, (2.32)
де t0 – параметр, для осей вантажних вагонів [, с. 202];
, (2.33)
. (2.34)
Коефіцієнти перевантаження осі , визначимо за формулами:
, (2.35)
, (2.36)
де і – напруження в розрахунковому перерізі відповідно від максимального сумарного (розрахункового) навантаження й від вертикального статичного навантаження брутто.
Напруження в розрахункових перерізах осі дорівнюють:
, (2.37)
. (2.38)
де М і М0 – відповідно згинальні моменти в розрахункових перерізах від дії максимальних сумарних вертикальних сил і вертикального статичного навантаження брутто;
W – момент опору осі в розрахунковому перерізі.
, (2.39)
d – діаметр осі у відповідному перерізі.
Якщо при розрахунку отримане значення задовольняє умові , то значення коефіцієнта не визначаються, а приймається [2, с. 203].
Розрахунок виконуємо в табличній формі за формулами (2.30 - 2.39) Значення коефіцієнта запасу міцності виконуємо для перерізу V-V в якості перевірочного розрахунку.
Отже для перерізу V-V дістанемо:
м3;
Па;
Па;
;
;
перевірка умови :
, умова не виконується;
;
;
;
Ф(tmax)= Ф(1,895)=0,9712; Ф(tmin)= Ф(1,26)=0,6517;
.
Для інших перерізів значення коефіцієнта запасу приведені в таблиці 2.3.
Таблиця 2.3 – Розрахунок коефіцієнта запасу міцності
Розрахункова величина | Переріз | ||||
I-I | II-II | III-III | IV-IV | V-V | |
М, кН×м | 13,51 | 24,4 | 68,61 | 38,15 | 52,8 |
М0, кН×м | 10,76 | 13,45 | 34,075 | 34,075 | 34,075 |
d, м | 0,13 | 0,13 | 0,194 | 0,172 | 0,172 |
W. м3 | 2,16×10-4 | 2,16×10-4 | 7,16×10-4 | 4,99×10-4 | 4,99×10-4 |
sр, МПа | 62,55 | 113 | 95,8 | 76,5 | 102,8 |
s0, МПа | 49,8 | 62,3 | 47,6 | 68,3 | 68,3 |
, МПа [ , с. 201] | 150 | 150 | 135 | 180 | 180 |
0,55× | 82,5 | 82,5 | 74,25 | 99 | 99 |
sр <0,55× | задов. | незадов. | незадов. | задов. | незадов. |
amax | - | 1,81 | 2,01 | - | 1,5 |
amin | - | 1,51 | 1,42 | - | 1,32 |
s | - | 0,15 | 0,18 | - | 0,1 |
tmax | - | 1,33 | 0,73 | - | 2,3 |
tmin | - | 0,12 | -1,2 | - | 1,026 |
Ф(tmax) | - | 0,9591 | 0,7642 | - | 0,9712 |
Ф(tmin) | - | 0,9032 | 0,9502 | - | 0,6517 |
n | 2,5 | 3,082 | 3,093 | 2,5 | 2,753 |
[n], [2. с. 204] | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
Оскільки розрахункове значення коефіцієнта запасу міцності для кожного перерізу осі задовольняє умові (2.30) (див. таблицю 2.3), то ось має достатній запас міцності на втому.
Дата: 2019-05-29, просмотров: 258.