r />
де - розрахункова глибина плавної ізольованої нерівності на поверхні катання колеса, приймається рівною 2/3 від граничної допустимої глибини нерівності, для локомотива ЧС200.
Остаточно формула для визначення набуває вигляду:
Таким чином, середнє квадратичне відхилення динамічної вертикального навантаження колеса на рейку дорівнюватиме:
Динамічна максимальне навантаження від колеса на рейку:
. Визначення еквівалентної навантаження на шлях
залізничну колію навантаження міцність
При розрахунку рейки як балки на суцільній пружній основі система зосереджених колісних навантажень (малюнок 1) замінюється еквівалентними одиночними навантаженнями, відповідно при визначенні згинальних моментів і напруг у рейках за допомогою функцій? і при визначенні навантажень і прогинів за допомогою функції?. Оскільки в силу випадкової природи ймовірний максимум динамічного навантаження розрахункового колеса не збігається в імовірним максимумом навантажень сусідніх коліс, то при визначенні еквівалентних навантажень приймається максимальна ймовірна навантаження розрахункового колеса і середнє значення навантажень сусідніх коліс.
Максимальна еквівалентна навантаження для розрахунків напружень в рейках від згину та кручення визначається за формулою:
,
де - ординати лінії впливу згинальних моментів рейки в перетинах шляху, розташованих під колісними навантаженнями від осей візка, суміжних з розрахунковою віссю.
Величина ординати може бути визначена за формулою:
де - коефіцієнт відносної жорсткості рейкового підстави і рейки, см - 1;- Відстань між центром осі розрахункового колеса і колеса i-ої осі, суміжній з розрахункової;
- основа натуральних логарифмів (e=2,71828 ...)
Малюнок 1 - Лінія впливу прогинів? (x) і моментів? (x) від дії навантаження Р 2.
Максимальна еквівалентна навантаження для розрахунків напруг і сил в елементах і сил в елементах підрейкові підстави визначається за формулою:
де - ординати лінії впливу прогинів рейки в перетинах шляху, розташованих під колісними навантаженнями від осей візка, суміжних з розрахунковою віссю. Абсциса x приймається рівною, при визначенні впливу сусідніх коліс через обчислення еквівалентних навантажень і рівний при визначенні впливу сусідніх шпал на напруги в баласті на глибині h.
При gt; 5,5 впливом середніх навантажень від осей суміжних з розрахунковою віссю можна знехтувати зважаючи на його незначності.
Для кожної з установок необхідно визначити значення еквівалентного навантаження і вибрати найбільш небезпечну (максимальну) з них.
У силу симетричності ліній впливу прогинів і моментів від дії колісної навантаження, можемо прирівняти загальні еквівалентні навантаження () від дії максимальної динамічного навантаження () на першому вісь колісної пари чотирьохвісної візки локомотива і на третью.На підставі отриманих даних робимо висновок, що подальший розрахунок необхідно проводити за даними, отриманими свторой схеми, так як саме ці навантаження є найбільш небезпечними (максимальними).
5. Визначення показників напружено-деформованого стану елементів конструкції верхньої будови колії
Згинальний момент у рейках від впливу еквівалентного навантаження:
Максимальне навантаження на шпалу:
Максимальний прогин рейки:
Максимальні напруги в елементах верхньої будови колії визначаються за формулами:
в підошві рейки від його вигину під дією моменту М:
де - момент опору рейки щодо його підошви, см 3;
в крайках підошви рейки визначається за формулою, кг/см 2:
де - коефіцієнт переходу до кромочним напруженням, що залежить від типу екіпажу, радіусу кривої. Для прямих ділянок
Для кривих ділянок пріR=300 м:
Малюнок 2 - схема прикладання сил на рейку
Вертикальне навантаження від колеса на рейку має зміщення (ексцентриситет) щодо осі симетрії перетину рейки. З боку гребеня колеса на головку рейки діє горизонтальна сила. Внаслідок цього в найбільш віддалених точках від центральних осей поперечного перерізу рейки (зовнішня кромка підошви і внутрішня кромка головки рейки) виникає складни...
