рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Особенности работы обшивки и стержневых элементов конструкции на устойчивость.

Особенности работы обшивки и стержневых элементов конструкции на устойчивость. - раздел История, Модуль №1.2 кредита. Історія розвитку локомотивів паровози, тепловози, електровози тощо. Класифікація і типи основних вузлів , елементів та пристроїв локомотивів В Расчетах Надо Предусматривать Оценку Коэффициента Запаса Устойчивости По Фо...

В расчетах надо предусматривать оценку коэффициента запаса устойчивости по формуле

 

(2.9)

где σкр — критическое напряжение, при котором происходит потеря устойчивости; σ — действующее напряжение.

Затем выполняется сравнение коэффициента запаса с допускаемым [n]. Рекомендуемые «Нормами» допускаемые значения коэффициентов запаса устойчивости приведены в табл. 2.5.

 

Таблица 2.5 Допускаемые значения коэффициентов запаса устойчивости элементов конструкции
Элементы конструкции [n]
1-й расчетный режим
Листы обшивки крыши 1,05
Листы пола и подоконного пояса 1,25
Стержневые элементы 1,1
Листы склонов крыши надоконного пояса 1,2
Листы средней части крыши 1,3
2-й расчетный режим
Все элементы конструкции 1,5

 

 

Работа обшивки несущего кузова.Тонкая несущая обшивка вместе с подкрепляющими стержнями образует единую систему, находящуюся под воздействием внешних нагрузок. Сжимающие напряжения могут вызвать потерю устойчивости обшивки и подкрепляющих стержней. Касательные напряжения, действующие в срединной плоскости пластины, также могут стать причиной потери устойчивости. Это явление сопровождается выпучиванием соответствующих участков поверхности кузова. При этом происходит перераспределение внутренних усилий, и конструкция в целом не теряет работоспособность. Однако несущая способность кузова, как правило, ухудшается.

Критические напряжения σкр и τкр, соответствующие потере устойчивости, для обшивки зависят от характера нагружения, закрепления и формы рассматриваемого листа. Например, для плоской прямоугольной пластинки

 

(2.10)

где Кσ Кτ — коэффициенты, зависящие от вида нагружения, отношения длины a пластинки к ее ширине (рис. 2.13); Е и μ — соответственно модуль упругости и коэффициент Пуассона; h и b — толщина и ширина пластинки.

Графики, приведенные на рис. 2.13, соответствуют шарнирному опиранию пластинок по контуру. Из рис. 2.13 видно, что Кσ выбирают в зависимости от отношения σ1/σ, где σ1 и σ — напряжения сжатия соответственно в поперечном и продольном направлениях.

Устойчивость цилиндрических панелей обшивки зависит от безразмерного показателя кривизны b2/Rh, где R — радиус срединной поверхности.

Если на цилиндрическую панель обшивки действует равномерно распределенная нагрузка (рис. 2.14), а панель шарнирно опирается на все кромки, то можно выделить следующие два практически важных случая.

Если (b2/Rh) 20, то критические напряжения в такой панели мало отличаются от напряжений в плоской панели. Поэтому для практических расчетов рекомендуют пользоваться формулами (2.9) и (2.10).

Если (b2/Rh) > 20 (панели большой кривизны), то деформация панели при потере устойчивости резко отличается от деформации пластины. На поверхности цилиндрической панели после потери устойчивости образуются глубокие местные впадины, которые приводят к пластическим деформациям. Резко снижается несущая способность панели, в то время как плоская пластина в подобных условиях не снижает своего сопротивления. Поэтому для таких панелей рекомендуют критические напряжения вычислять по следующей формуле:

 

(2.11)

 

 

 

 

 

Приведенные выше рекомендации справедливы, когда рассматриваемые панели и пластины идеально правильной формы. В действительности этого никогда не бывает. У обшивки всегда есть некоторая погибь (отклонения от идеальной плоской либо цилиндрической формы), вызванная конечной точностью технологических операций. Однако если эта погибь мала (не превышает 0,5/h), то условия работы обшивки во многом совпадают с расчетными. В противном случае оценка σкр теряет смысл. Для цилиндрических панелей с начальной погибью, сравнимой с толщиной оболочки, вместо формулы (2.11) рекомендуют использовать следующую:

 

(2.12)

Тонкостенная обшивка кузова локомотива всегда подкреплена жесткими ребрами или гофрами, увеличивающими ее сопротивление изгибу. Потеря устойчивости такой пластины не означает потери несущей способности кузова, так как после выпучивания пластина воспринимает нагрузку. Однако при этом напряжения по ширине подкрепленной пластины распределяются неравномерно. Эта неравномерность возрастает с увеличением сжимающей нагрузки. В пластине с двумя ребрами жесткости по краям с ростом сжимающей нагрузки напряжения увеличиваются главным образом в зоне ребер жесткости, а в средней части пластины мало отличаются от критических (рис. 2.15, а). Таким образом, пластина в закри- тической зоне, т.е. после потери устойчивости, снижает степень своего участия в работе конструкции.

 

 

Это снижение принято характеризовать редукционным коэффициентом φр, который равен отношению так называемой приведенной ширины пластины bпр к полной b; φр = bпр/b. Приведенную ширину bпр можно получить, если разделить площадь эпюры напряжений σ (рис. 2.15, а) на наибольшее напряжение вблизи ребра жесткости. Таким образом, можно полагать, что в работе конструкции участвует лишь часть ширины пластины, равная bпр, и соответствующие ей напряжения равны σmax (рис. 2.15, б).

 

Редукционный коэффициент зависит от начальной погиби обшивки. Если погибь очень мала, то . Расчет ведут методом последовательных приближений. Первое приближение определяют по значению, подсчитанному вначале для полного сечения кузова. Затем полученное значение используют для расчета уже редуцированного (по первому приближению) сечения кузова и т.д. Этот процесс продолжают до тех пор, пока последовательно получающиеся значения редукционного коэффициента станут мало отличаться один от другого, т.е. , где i —

номер итерации. Однако такой расчет справедлив лишь для идеально ровных пластин.

На практике используют рекомендации, основанные на опытных данных. Например, в локомотивостроении и вагоностроении, когда погибь обшивки не превышает половины толщины пластины, рекомендуется принимать что соответствует . Если же погибь обшивки велика, то пластины получают существенно меньшие напряжения, чем напряжения подкрепляющих элементов даже при нагрузках, меньших критических. Для определения редукционных коэффициентов в этих случаях необходимо опираться на оезультаты экспериментов.

 

Расчет стержневых элементов на сжатие. Стержни, составляющие обшивку кузова, а также элементы рам могут при сжатии терять устойчивость.

Напряженное состояние таких стержней проверяют по приведенным ниже формулам:

– при центральном сжатии (2.13)

– при изгибе ; (2.14)

– при внецентренном сжатии с изгибом в плоскости наибольшей жесткости и действии момента в той же плоскости (2.15)

– при внецентренном сжатии в плоскости, перпендикулярной действию момента, (2.16)

Здесь F — площадь поперечного сечения; φн — коэффициент продольного изгиба в плоскости наименьшей жесткости; φм — коэффициент продольного изгиба в плоскости действия изгибающего момента; φб—коэффициент уменьшения несущей способности балки при изгибе; W — момент сопротивления сечения; φ — коэффициент влияния изгибающего момента на устойчивость сжато-изогнутых стержней в случае действия его не в плоскости наименьшей жесткости стержня.

Коэффициенты φн и φм определяют по табл. 2.6 в зависимости от гибкости стержня:

(2.17)

где (βп — коэффициент приведения длины стержня (табл. 2.7); l— длина стержня; F— площадь сечения (брутто), м2;J— момент инерции сечения стержня, м4.

 

 

 

 

 

Значения λ для определения φн подсчитывают, полагая момент инерции J наименьшим, а для определения φм момент инерции принимают соответствующим плоскости изгиба.

Для балок двутаврового сечения

(2.18)

где Jy , Jz — моменты инерции сечения относительно центральных осей, причем Jz > Jy ;hб — расчетная высота сечения балки; ψб — коэффициент, зависящий от материала и параметра αб.

Для прокатных стальных двутавров параметр

(2.19)

где Jк — момент инерции сечения на кручение.

Для сварных стальных двутавров, а также двутавров прокатных и сварных из алюминиевых сплавов при отсутствии утолщений стенок

(2.20)

где δ — толщина стенки; b и δ1 — ширина и толщина пояса балки.

Последнюю формулу используют также для балок швеллерного сечения, но найденное значение φб умножают на 0,5, если нагрузка действует в главной плоскости, параллельной стенке, и на 0,7, если нагрузка действует в плоскости стенки.

Для двутавровых балок, изготовленных из сталей СтЗ и Ст4, значения коэффициента ψб приведены в табл. 2.8.

Для стали Ст5 табличные значения ψб следует умножить на 0,83; для сталей 10Г2СД и 09Г2Д — на 0,71; для алюминиевого сплава АМг5М — на 0,57; для АМг6М — на 0,355.

 

 

Если при расчете окажется, что для конструкций из стали ψб > 0,85, а из алюминиевых сплавов ψб > 0,7, то вместо ψб используют коэффициент ψб1 по табл. 2.9.

Коэффициент φ = 1/(1 + атМх), где αm — параметр, который принимают равным для стальных двутавров 0,7, для алюминиевых — 0,8, для балок замкнутого профиля при наличии не менее двух промежуточных диафрагм по длине балки независимо от материала — 0,6 (при отсутствии диафрагм αm принимают таким же, как для двутавров); Мх — расчетный момент принимают равным максимальному в пределах средней трети длины (но не менее половины наибольшего по длине стержня) для стержней с закрепленными концами и равным моменту в заделке для консольных стержней.

Устойчивость работающих на сжатие стержневых элементов проверяют сравнением напряжений, подсчитанных по приведенным выше формулам, с допускаемыми напряжениями для того материала, из которого они изготовлены.

Приведенная методика расчета может быть использована при выполнении поверочных расчетов кузова следующим образом. После редуцирования сечения с помощью коэффициентов φр, учитывающих неполноту работы обшивки кузова, поперечное сечение представляют в виде отдельных стержней, состоящих из стрингера и примыкающей к нему обшивки шириной bпр. Для таких стержней, работающих на сжатие, справедливо оценивать прочность и общую устойчивость по изложенной выше методике. Для участков сечения кузова, на которых стрингеры расположены часто на расстоянии не более bпр (т.е. сечение не редуцируется коэффициентом φр), можно вводить редукцию площади стрингеров, работающих на сжатие, полагая их центрально сжатыми, т.е. при помощи коэффициента φн, а участок рассматривать как ортотропную пластину. Общая устойчивость таких панелей может быть оценена с использованием формул для расчета критических напряжений, приведенных в справочной литературе.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Модуль №1.2 кредита. Історія розвитку локомотивів паровози, тепловози, електровози тощо. Класифікація і типи основних вузлів , елементів та пристроїв локомотивів

Модуль кредита... Історія розвитку локомотивів паровози тепловози електровози тощо Класифікація і типи основних вузлів елементів...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Особенности работы обшивки и стержневых элементов конструкции на устойчивость.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Розділ 1. Історія розвитку локомотивів (паровози, тепловози, електровози тощо.).
Вступ: предмет та задачі вивчення дисципліни, її роль у підвищенні кваліфікації фахівця і в майбутній роботі Розвиток паровой тягі. Роль російських вчених у будуванні паровозів. Електровоз

Тягові приводи. Компоновка та системи локомотивів.
Розділ 3. Тягові приводи Призначення, класифікація та загальна будова тягових приводів коліс.   Електричний привід колісних пар. &nb

Розділ 1. Історія розвитку локомотивів (паровози, тепловози, електровози тощо).
Вступ: предмет та задачі вивчення дисципліни, її роль у підвищенні кваліфікації фахівця і в майбутній роботі. Курс «Локомотиви магістрального транспорту(загальна будова та їх взаємо

Предшественник.
В марте 1946 советское правительство разместило заказ фирме General Electric (GE) на изготовление 12 восьмиосных электровозов. Согласно техническому заданию, в часовом режиме мощность должна была с

Опытные электровозы Н8.
В 1952 году под руководством главного конструктора НЭВЗа Б. В. Суслова началось проектирование нового электровоза, а в марте 1953 года уже был изготовлен первый опытный восьмиосный электровоз Н8

Серийные электровозы
В 1956 году начался серийный выпуск электровозов на Новочеркасском электровозостроительном заводе. Для увеличения выпуска электровозов к программе их выпуска решено было подключить Тбилисский элект

Модернизации.
На электровозах ВЛ8-185, 186 и 187 в системе рессорного подвешивания были поставлены резиновые элементы, которые уменьшили тряску и сделали ход электровоза более плавным. Однако эти элементы работа

Предпосылки к появлению электровоза.
Ещё в конце 1920-х гг., когда только начинали электрифицировать направление через Сурамский перевал, многие специалисты хорошо понимали, что в будущем электрическая тяга на постоянном токе с номина

Модификации.
ВЛ60П-001. В конце 1961 года Новочеркасский электровозостроительный завод выпустил электровоз ВЛ60П-001, предназначенный для пассажирской службы. На этом электровозе устано

ВЛ60ПК (ВЛ60КП).
    Электровозы ВЛ60П, о

Грузовые опытные двенадцатиосные электровозы ВЛ85.
Все построенные до 1983 г. для железных дорог Советского Союза грузовые электровозы являются шести- или восьмиосными и имеют две кабины машиниста, причем два электровоза ВЛ80С могут упра

Устройство определения рода тока.
       

Электровоз ЧС2
(заводские обозначения — 25Ео, 34Е; прозвище — «Чебурашка») — магистральный пассажирский электровоз постоянного тока, строившийся на заводах Шкода с 1958 по 1973 год для железных дорог Советского С

Серийные электровозы ЧС2.
С учетом опыта испытаний и эксплуатации электровозов ЧС3, ЧС2-001, ЧС2-002 заводы Шкода спроектировали и изготовили в 1961 году первые электровозы заводской серии 34E0.

Электровоз ЭП1
(Электровоз Пассажирский, тип 1) — пассажирский электровоз переменного тока, серийно выпускающийся НЭВЗ до 2007 года, с появлением электровоза ЭП1М, выпуск прекратился.  

Электровозы серии Э5К
(Э — электровоз, 5 — номер модели, К — коллекторные тяговые электродвигатели) предназначены для вождения грузовых, пригородных и вывозных поездов на железных дорогах, электрифицированных на однофаз

Электровоз 2ЭС5К.
Индекс С в наименовании, от слова «секционный»

Электровоз 3ЭС5К.
В 2007 году сертифицирована бустерная (промежуточная) секция для электровоза, которая позволяет увеличить его мощность в полтора раза и использовать для транспортировки сверхтяжелых составов или ра

Механическая передача.
Механическая передача включает фрикционную муфту, коробку передач с реверс-редуктором; а также карданные валы с осевыми редукторами или отбойный вал с дышловой передачей. М. П. обладает относительн

Электрическая передача.
В электрическая вал дизеля вращает тяговый генератор , питающий тяговые электродвигатели (ТЭД). В свою очередь вращение вала ТЭД передаётся колёсной паре— при индивидуальном приводе— через осевой р

Гидравлическая передача.
Гидравлическая передача включает собственно гидропередачу и механическую передачу на колесные пары (см. выше). В гидропередаче крутящий момент преобразуется с помощью гидромуфт и гидротрансформатор

СМЕ (СМЕТ).
Тепловозы в СССР выпускались в составе одной, двух, реже— трёх или четырёх секций. Мощность одной секции тепловоза может составлять до 6600 л.с. (американский EMD DDA40X), но у серийных тепловозов

Тепловоз ТЭП150.
      Односекционный

Тепловоз ТЭМ103.
    Основ

Розділ 2. Класифікація і типи основних вузлів , елементів та пристроїв локомотивів.
  Конструкція головних несучих рам і їх елементів. Кузови ненесучого типу. Несучі кузови і особливості їх роботи.   §2.1. Типы рам и кузо

Вертикальные силы.
А. Вес экипажа локомотива (включает силу тяжести его частей и 2/3 запаса топлива и песка). Б.Вес оборудования (включает нагружающие расчитываемый объект с

Боковые силы.
A. Центробежная сила. Определяется отдельно для кузова и тележек исходя из непогашенного ускорения 0,7м/с2. Равнодействующая этой силы прикладывается в центре тяжести.

Основные материалы для изготовления кузова и рам тележек.
Для изготовления несущих элементов кузова, главной рамы и рам теле-жек рекомендуется использовать малоуглеродистые и низколегированные спокойные стали, не склонные к хрупкому разрушению при темпера

Расчеты рам и кузовов на статическую нагрузку.
Расчеты прочности конструкций экипажной части локомотивов в настоящее время в основном выполняются методом конечных элементов (МКЭ). Для этого используют соответствующие программные комплексы от не

Расчеты усталостной прочности.
Расчетам на усталость подвергаются: –рамы тележек, надрессорные балки, промежуточные рамы, корпуса букс; –хребтовые, продольные боковые, основные поперечные и шкворневые балки, шк

Тепловоз 2ТЭ116.
Тепловоз 2ТЭ116 состоит из двух одинаковых однокабинных секций (рис. 2.18), управляемых с одного поста кабины любой секции. При необходимости каждая секция может быть использована как самостоятельн

Тепловоз 2ТЭ10М.
Тепловозы типа ТЭ10М выпускаются производственным объединением «Ворошиловградтепловоз» в двух исполнениях: двухсекционные общей мощностью 4412 кВт —2ТЭ10М и трехсекционные общей мощностью 6618 кВт

Тепловоз ТЭП1150.
Магистральный пассажирский тепловоз ТЭП150 мощностью 3100 кВт с электрической передачей переменно-постоянного тока, с поосным регулирова-нием силы тяги, электрическим тормозом и энергоснабжением па

Тепловоз ТЭП70.
Увеличение веса пассажирских поездов и скорости их движения потребо-вало применения на некоторых неэлектрифицированных линиях двухсекцион-ных тепловозов 2ТЭП60. При этом удвоение мощности и веса ло

Электровоз ВЛ80к.
Электрическое и пневматическое оборудование располагают в кабинах, кузовах, под кузовами и на крышах обеих секций электровоза (рис. 2.23—2.27). В кабинах обоих кузовов расположение оборудо

Электровоз ВЛ10.
К началу 1959 года СССР вышел на первое место в мире по протяженности электрифицированных линий. Работали они в то время на постоянном токе, что вполне соответствовало мировым стандартам (около 70%

Устройство рессорного подвешивания.
У отечественных тепловозов широкое распространение получило одноступенчатое сбалансированное (четырехточечное) рессорное подвешивание из листовых рессор и спиральных пружин (рис. 2.46). На

Основные характеристики рессорного подвешивания.
К основным характеристикам рессорного подвешивания относят жесткость ступеней, суммарную жесткость, степень демпфирования, распределение демпфирования по ступеням. Часто вместо жесткости указывают

Жесткость сложной системы подвешивания.
Всистеме подвешивания упругие элементы могут быть соединены параллельно, последовательно или сложным образом в отдельную точку подвешивания. Жесткость системы подвешивания определяется на основе пр

Конструкция тяговых устройств.
В отечественном локомотивостроении наибольшее распространение получили шкворневые тяговые устройства. Тяговое устройство с жестким шкворнем применялось на магистральных тепловозах 2

Розділ 3. Тягові приводи
Призначення, класифікація та загальна будова тягових приводів коліс.   §3.1. Назначение, классификация и общее устройство тяговых приводов. Механизмы, осущест

Конструкция опорно-центрового подвешивания тягового двигателя.
В этом случае (см. рис. 3.1,б) появляется необходимый элемент конструкции — полый вал. На рис. 3.14 зубчатое колесо двухсторонней косозубой передачи состоит из двух частей: центра

Конструкция опорно-рамного подвешивания тягового двигателя.
Приводы II класса с компенсирующими связями, расположенными на стороне меньшего крутящего момента. В приводах этой группы компенсирующий элемент — кардан, расположенный между валом якоря и ш

Выбор параметров зубчатого зацепления тягового редуктора.
Здесь и далее ограничимся рассмотрением лишь прямозубых передач. Зубчатую передачу приходится вписывать в ограниченные габариты при заданном межцентровом расстоянии, что существенно затрудняет выбо

Вспомогательные системы энергетической установки.
  §4.3.Топливная система. Назначение системы. Топливная система предназначена для размещения запасов топлива, фильтрации, подогрева и подвода его к энергетическим установкам

Приборы контроля температуры и защиты дизеля от перегрева.
Для контроля температуры предусмотрены электротермометры в кабинах машиниста. Датчики этих термометров установлены на выходном трубопроводе первого контура системы охлаждения. В дизельном отделении

Назначение, типы и компоновочные решения.
Охлаждающее устройство предназначено для отвода теплоты и обеспечения заданного температурного режима дизеля. В тепловозных дизелях только около 40% теплоты, выделяемой при сгорании топлива,

Конструкции, параметры и расчет водо- и масловоздушных секций радиаторов.
Радиаторы тепловоза предназначены для отвода теплоты от воды и масла в атмосферу. Их собирают из отдельных стандартных секций, объединенных подводящими и отводящими коллекторами. Применение стандар

Конструкция, параметры и расчет водомасляных теплообменников.
Водомасляные теплообменники предназначены для охлаждения водой масла дизеля или гидравлической передачи. В современных тепловозах в большинстве случаев применяют двухконтурную систему охлаждения с

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги