Составление расчётной схемы рамы тележки и определение величины действующих нагрузок
Расчётная схема рамы тележки пассажирского электровоза имеет вид показанный на рисунке 4.1.
Численные значения сил P1- P4 и R рассчитываются по формулам
(4.1)
(4.2)
P3=9.8·(Mспб+Mтэд)
(4.3)
P3=9.8·(0.312+3.4)=36.38 кН
P5=9.8·0.5·Mтэд (4.4)
P5=9.8·0.5·3.4=16.66 кН
(4.5)
Расстояния между расчётными точками для схемы рисунка 4.1 определяются по следующим формулам:
l1=bт/2 (4.6)
l5=lт/2-B1/2 (4.7)
l3=lкчб-B1/2+lпчб/2 (4.8)
l4=l5-2·aт/2+L/2 (4.9)
l2=l5-2·aт/2-L/2 (4.10)
l6=l5-(lподв+D+B2/2) (4.11)
l1=2.1/2=1.05 м
l5=4.4/2-0.15/2=2.125 м
l3=0.44-0.15/2+1.254/2=0.992 м
l4=2.125-2.74/2+0.7/2=1.105 м
l2=2.125-2.74/2-0.7/2=0.405 м
l6=2.125-(1.18+0.04+0.3/2)=0.755 м
Расчёт и построение единичных эпюр изгибающих и крутящих моментов
При нагружении расчётной схемы рамы тележки единичным моментом X1 деформацию изгиба испытывают передняя концевая поперечная балка (участок 1-2, рис 5.2) и средняя поперечная балка (участок 15-16), а деформацию кручения левая часть боковины (участок 3-7).
В этом случае изгибающие моменты:
При нагружении расчётной схемы рамы тележки единичным моментом X2 деформацию изгиба испытывают задняя концевая поперечная балка (участок 13-14) и средняя поперечная балка (участок 15-16), а деформацию кручения правая часть боковины (участок 8-12).
В этом случае изгибающие и крутящие моменты
Расчёт и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов от внешней нагрузки
Расчётная схема заданной схемы представлена не только сосредоточенными силами, приложенными по осевой линии боковины, и симметричными относительно средней поперечной балки, но и сосредоточенными силами, приложенными к концевым поперечным балкам со смещением относительно их осевых линий. В результате внешняя нагрузка для рассматриваемой расчётной схемы вызывает деформацию изгиба и кручения.
Изгибающие моменты в расчётных точках определяются следующими выражениями
Ми2= -P5·l4/2 (4.12)
Ми3= P5·l6/2 (4.13)
Ми4= P5·l6/2-P1·l2 (4.14)
Ми5= P5·l6/2-P1·l3+R·(l3-l2)-P2·(l3-l6)/2 (4.15)
Ми6= P5·l6/2-P1·l4+R·(l4-l2)-P5·(l4-l6)/2 (4.16)
Ми7=P5·l6/2-P1·l5+R·(l5-l2)-P5·(l5-l6)/2+R·(l5-l4) (4.17)
Ми8=P5·l6/2-P4·l5+R·(l5-l2)-P5·(l5-l6)/2+R·(l5-l4) (4.18)
Ми9=P5·l6/2-P4·l4+R·(l4-l2)-P5·(l4-l6)/2 (4.19)
Ми10=P5·l6/2-P4·l3+R·(l3-l2)-P5·(l3-l6)/2 (4.20)
Ми11=P5·l6/2-P4·l2 (4.21)
Ми12=P5·l6/2 (4.22)
Ми13=-P5·l4/2 (4.23)
Mи16=(4·R-P1-P2-P4-P5)·l1 (4.24)
Ми2= -8.75 кН·м Ми3= 6.29 кН·м
Ми4= 3.28 кН·м Ми5= 20.17 кН·м
Ми6= 22.86 кН·м Ми7= 87.51 кН·м
Ми8= 87.51 кН·м Ми9=22.86 кН·м
Ми10=20.17 кН·м Ми11=3.28 кН·м
Ми12=6.29 кН·м Ми13=--8.75 кН·м
Mи16=19.08 кН·м
Крутящие моменты для участков расчётной схемы определяются следующим образом
Mк1-2=-P5·l6/2 (4.25)
Mк3-7=-P5·l1/2 (4.26)
Mк8-12=-P5·l1/2 (4.27)
Mк13-14=P5·l6/2 (4.25)
Mк1-2=--6.29 кН·м Mк3-7=8.75 кН·м
Mк8-12=-8.75 кН·м Mк13-14=6.29 кН·м
Построенные в результате расчётов эпюры представлены на рисунке 4.3.
Расчёт единичных и грузовых перемещений, определение численных значений Х1 и Х2
Единичные перемещения рассчитываются по формулам:
(4.27)
(4.28)
м
(4.29)
Грузовые перемещения
Составляем систему канонических уравнений метода сил для расчёта рамы тележки при статической вертикальной нагрузке
d1,1·X1+d1,2·X2+D1,р=0
d2,1·X1+d22·X2+D2,р=0
