момент Mmax, Н? м визначається за наступною формулою:
де - розподілене навантаження, Н/м;
- довжина котла цистерни, м.
Розподілена навантаження визначається за формулою:
де - те ж, що й у формулі (17);
- маса продукту в цистерні, кг;
- маса спеціального обладнання автоцистерни без продукту, кг;
- те ж, що й у формулі (6).
Підставляємо значення у формулу (18):
Таким чином, максимальний згинальний момент буде дорівнює:
Момент опору вигину буде визначатися як:
де - те ж, що й у формулі (11);
- те ж, що й у формулі (11).
Момент опору вигину:
Підставляємо всі знайдені значення у формулу (16) і визначаємо напруга вигину:
Визначимо наведене напруга вигину? прив, МПа:
де sніж - сумарна напруга вигину в нижній частині цистерни, МПа;
sвер - сумарна напруга вигину у верхній частині цистерни, МПа.
Сумарна напруга вигину в нижній частині цистерни sніж і верхньої частини sвер визначаються за наступними формулами відповідно:
де - те ж, що й у формулі (15);
- те ж, що й у формулі (16).
Підставляємо значення у формули (21) і (22) відповідно:
Знайдені величини підставляємо у формулу (20) і визначаємо наведене напруга вигину:
Для забезпечення міцності цистерни повинно виконуватися наступне нерівність:
де - те ж, що й у формулі (20);
- те ж, що й у формулі (2).
Визначимо розтягуюче напругу? 3, МПа в днищі цистерни:
де - те ж, що й у формулі (5);
- внутрішній радіус днища, мм;
- товщина днища цистерни, мм. Приймаємо 8мм.
Підставляємо значення у формулу (24):
Визначимо силу тиску рідини на днище при гальмуванні цистерни:
де - сила удару рідини об днище цистерни, 0,3 МПа;
- те ж, що й у формулі (11);
- те ж, що й у формулі (18);
- повна маса автоцистерни разом з нафтопродуктом.
Знаходимо силу тиску рідини на днище при гальмуванні цистерни, підставивши значення у формулу (25):
Тоді середній тиск на днище при гальмуванні P1, МПа буде визначатися таким чином:
де - те ж, що й у формулі (25);
- те ж, що й у формулі (11).
Підставляємо значення у формулу (26):
Тоді розтягуюче напруга, що у днище цистерни при гальмуванні, буде визначатися за такою формулою:
де - те ж, що й у формулі (26);
- те ж, що й у формулі (24);
- те ж, що й у формулі (24).
Підставляємо значення у формулу (27) і знаходимо розтягуюче напруга, що у днище цистерни при гальмуванні:
Визначимо найбільшу напругу в днищі цистерни:
де - те ж, що й у формулі (24);
- те ж, що й у формулі (27).
Підставляємо значення у формулу (28) і знаходимо найбільшу напругу в днищі цистерни:
Для забезпечення міцності цистерни повинно виконуватися наступне нерівність:
де - те ж, що й у формулі (28);
- те ж, що й у формулі (2).
Перевіряємо:
1.6 Розрахунок стійкості цистерни на перекидання
Порушення стійкості цистерни в подовжньому і поперечному напрямку можливо при аварії (характерно для порушення поздовжньої стійкості). До випадків поперечного порушення стійкості відноситься бічне ковзання та перекидання, які можуть виникати при русі по похилій площині і радіусу від впливу бічного тиску.
Імовірність бічного перекидання залежить від співвідношення ширини транспортної бази і висоти центру ваги, вона оцінюється коефіцієнтом бічній втоми проти перекидання КУ:
де В - ширина колії, м. У нашому випадку дорівнює 2,2 м;
z - висота центру ваги. У нашому випадку становить приблизно 1,5 м.
Підставляємо дані у форму (30):
Прискорення перекидання АТ, м/с2 визначається за наступною формулою:
де - те ж, що й у формулі (6);
- те ж, що й у формулі (30).
Підставляємо дані у формулу (31):
Швидкість перекидання визначається за наступною формулою:
де - те ж, що й у формулі (31);
- радіус повороту, R=25м.
Підставляємо дані у формулу (32):
Швидкість ковзання цистерни при повороті:
де - коефіцієнт зчеплення шин з дорогою. Приймемо рівним 0,5;
- те ж, що й у формулі (6);
- те ж, що й у формулі (32).
Підставляємо дані у формулу (33):
При повороті бічній занос виникає раніше, ніж перекидання. Враховуючи поперечний крен при повороті, граничну швидкість повороту розраховують за такою формулою, зменшуючи...
