Проектирование железнодорожного пути

ХарактеристикиИзмерительПлан линиипрямаякривая1. Тип рельса / приведенный износ hприв- / ммР65 / 32. Расстояние между осями шпал см.55503. Коэффициент учитывающий влияние

Проектирование железнодорожного пути

Дипломная работа

Транспорт, логистика

Другие дипломы по предмету

Транспорт, логистика

Сдать работу со 100% гаранией

1.Расчет верхнего строения звеньевого пути на прочность

 

Основными эксплуатационными характеристиками пути обычно служат грузонапряженность, осевая нагрузка, скорость движения и пропущенный тоннаж. В процессе эксплуатации путь подвергается воздействию от подвижного состава и климатических факторов. Кроме того, в пути возникают собственные внутренние напряжения. Нередко случается, что напряжения от этих воздействий являются одного порядка, поэтому верхнее строение пути рассчитывают на:

  • прочность при совместном действии поездных и температурных сил;
  • устойчивость всей конструкции в целом;
  • на долговечность (определение межремонтных сроков по капитальным работам и периодичности ремонтов пути);
  • на экономичность.

Практический расчет пути на прочность выполняется с целью:

1.установление условий обращения новых или модернизированных локомотивов или вагонов.

2.проведение технико-экономического расчета по выбору параметров основных элементов верхнего строения пути при заданных условиях.

.расчет для определения рациональных скоростей движения подвижного состава.

 

1.1Основные расчетные характеристики пути и подвижного состава

 

Таблица 1 Основные расчётные характеристики подвижного состава.

1. Статическая нагрузка от колеса на рельс Рсттс122. Колесная формула; 20-20расстояния между осями: l1м1,75l2м1,753. Неподрессоренная масса, qккГ10704. Жесткость комплекта рессор жркГ/мм1955. Диаметр по кругу катания dсм956. Расчётная глубина изолированной неровности , асм0,0677. Коэффициент перехода от осевых напряжений к кромочным f1,418. Коэффициенты А,В6,0+16*10-4V29. Мах скорость Vмахкм/ч7510. Мах допустимая величина прогиба рельса yмахсм1,47

Таблица 2 Расчётные характеристики пути

ХарактеристикиИзмерительПлан линиипрямаякривая1. Тип рельса / приведенный износ hприв- / ммР65 / 32. Расстояние между осями шпал см.55503. Коэффициент учитывающий влияние рода балласта на образование динамической неровности ,γ114. Коэффициент учитывающий влияние колеблющейся массы пути на образование динамической неровности, α0 α10,433 0,9310,433 0,9315. Коэффициент учитывающий влияние жёсткости пути на величину динамической неровности , ε1,01,06. Коэффициент учитывающий влияние типа рельса на образование динамической неровности, 0,870,877. Момент сопротивления рельсу относительно подошвы ,WПсм34294298. Момент инерции рельса относительно горизонтальной оси , ІВсм4340534059. Модуль упругости ,Uкг/см2лето:270 зима:450295 49010. Коэффициент относительной жёсткости рельса и подрельсового основания 11. Площадь подкладки ωсм259459412. Площадь полушпалы с поправкой на изгиб Ωм20,246613. Модуль упругости рельсовой стали Екг/см22,1*1062,1*10614. Коэффициенты к расчёту земляного полотна : С1 С2 А0,223 0,110 0,2350,27115. Поправочный коэффициент ,r0,80,816. Геометрические размеры рельса bп b zг zп150 мм 75 мм 9,76 см 7,94 см150 мм 75 мм 9,76 см 7,94 см17. Площадь поперечного сечения рельсасм280,4080,40

1.2 Определение максимального динамического давления от колеса на рельс

 

Максимальное динамическое давление от колеса на рельс

 

 

Рср - среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, Н.

S - среднее квадратичное отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс, Н.

λ - нормирующий множитель, определяющий вероятность события, т.е. появления максимальной динамической нагрузки.

Результаты многочисленных испытаний различных типов подвижного состава показали, что распределение среднего квадратичного отклонения динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс S подчиняется закону Гаусса.

Из 1000 случаев прохода колеса в расчетном сечении только в 6 случаях превышение , при этом значении λ=2,5.

Среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс определяется по формуле:

Рср = Рст + , Н

 

Рст - статическая нагрузка колеса на рельс, Н.

- среднее значение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессореного строения экипажа, Н.

 

= 0,75 . , Н

 

- динамическая максимальная нагрузка колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессореного строения, Н.

Динамическая нагрузка колеса на рельс с использованием эмпирических зависимостей динамических прогибов рессорного подвешивания zмах от скоростей движения V определяется по формуле: = ж . zмах , Н

ж - приведенная к колесу жесткость рессорного подвешивания, Н/м;

zмах - динамический прогиб рессорного подвешивания, м.

Для 6-осного грузового вагона на тележках ЦНИИ-ХЗ:

 

.

 

Среднее квадратичное отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс S определяется по формуле композиции знаков распределения его составляющих:

 

S = , Н

Sр - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебания надрессореного строения, Н;

Sнп - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс при прохождении колесом изолированной неровности пути, Н;

Sннк - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс, возникающих из-за непрерывных неровностей на поверхности катания колес, Н;

Sинк - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренной массы, возникающих из-за наличия на поверхности катания изолированных неровностей, Н;

t - количество колес рассчитываемого типа, имеющих изолированные плавные неровности на поверхности катания, отнесенное к общему числу таких колес (в %), эксплуатируемых на участке;

(1-t) - количество колес (в %), имеющих непрерывную плавную неровность на поверхности катания.

Обычно при отсутствии конкретной информации принимается средний процент осей, имеющих изолированную плавную неровность, равной 5%, соответственно - непрерывную плавную неровность 95%. С учетом этого допущения формула принимает вид:

 

S = , Н

 

Среднеквадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс Sр от вертикальных колебаний надрессорного строения определяется по формуле:

 

Среднеквадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс Sнп от сил инерции необрессоренных масс возникающих при при проходе изолированной неровности пути определяется по формуле:

 

 

Среднеквадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс Sннк от сил инерции необрессоренной массы при движении колеса с плавной непрерывной неровностью на поверхности катания определяется по формуле:

 

 

Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс Sинк от сил инерции необрессоренной массы, возникающих из-за наличия на поверхности катания изолированных неровностей определяется по формуле:

 

 

yмах - наибольший дополнительный прогиб рельса при вынужденных колебаниях катящегося по ровному рельсу колеса с изолированной неровностью на поверхности катания.

Пример расчета:

-для 6-осного вагона:

-для лета:

для прямой:

 

 

Расчеты выполнены с помощью программы Microsoft Excel 2002 и сведены таблицу №3.

 

1.3 Определение расчетных осей и расчет эквивалентных грузов

 

При определении наибольшего изгибающего момента Мmax, если , в качестве расчетной принимается первая ось 3-осной тележеки.

 

При определении наибольшей поперечной силы Qmax в качестве расчетной принимается вторая ось 3-осной тележки.

 

μkx = e-kx(cos(kx) - sin(kx)), ηkx = e-kx(cos(kx) + sin(kx)).

 

Расчеты выполнены с помощью программы Microsoft Excel 2002 и сведены в таблицы 4 и 5.

 

1.4 Определение напряжений в элементах верхнего строения пути

 

Наибольшие значения изгибающего момента Мmax и поперечной силы Qmax

 

 

Напряжения изгиба и кручения в подошве рельса, напряжения в прокладках и напряжения в балластном слое под шпалой в подрельсовом сечении:

 

 

Расчеты выполнены с помощью программы Microsoft Excel 2002 и сведены в таблицу 6. Там же приведены величины допускаемые значения напряжений в элементах верхнего строения пути.

В качестве оценочных критериев прочности пути используют:

1) [] - допустимое значение напряжения растяжения в кромках подошвы рельса, вызванное его изгибом и кручением вследствие вертикального и поперечного горизонтального воздействия подвижного состава.

[] определяется из условия не превышения допустимого количества отказов рельсов за период нормативной наработки тоннажа.

) [] - допустимое напряжение на смятие деревянной шпалы (на шпальной прокладке при ЖБ шпалах), осредненное по площади подкладки [] определяется из условия не превышения выхода деревянных шпал (и резиновых прокладок) из-за износа за период нормативной наработки тоннажа

) [] - допустимое напряжение сжатия в балласте под шпалой, определяется из условия не превышения допустимой интенсивности накопления остаточных деформаций в балластном слое за период нормативной наработки тоннажа.

 

1.5 Определение напряжений в элементах верхнего строения пути

 

Напряжение в кромке подошвы рельса:

Похожие работы

1 2 3 4 > >>