Полувагон с глухим кузовом для перевозки медной руды

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Координаты точек строительного и проетного очертаний(габарит Тпр)

                 Внутреннее сечение N= 4.45

Таблица № 2

 
 
 
 
 
 
 
 

Координаты точек строительного и проектного очертаний (габарит Тпр)

                  Наружнее сечение N= 1.85 м

Таблица № 3

                                                                                                                                                

Bw,Hw - координаты  точек габарита     E,h - ограничения

Bi,Hi - строительное  очертание        ex,ey - допуски на размеры частей

Bп,Hп - проектное  очертание 
 

     На  основании полученных результатов  и с учетом заданной конструкции тележки 18-194 определили, что кузов вагона вписывается в заданный габарит Тпр  по  ГОСТ 9238-83. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.Проектирование заданной сборочной единицы кузова 

     Проектируемая сборочная единица должна быть совершеннее, чем такая же сборочная единица  вагона-аналога. Улучшение достигается  за счет следующего:

       - применения более прочных и коррозионностойких материалов, что позволяет уменьшить площади поперечных сечений несущих элементов и снизить тару;

       - применения для несущих элементов  оптимальных профилей, позволяющих  снизить тару и уменьшить стоимость сборочной единицы;

    Для этого сформируем эскиз сборочной  единицы поперечного сечения. В  качестве верхней обвязки используем прямоугольную трубу 140×100×6. Также уменьшим толщину листов обшивки боковой стены до значения по нормам, толщина верхнего листа составит 4 мм а, нижнего – 4,5 мм. В качестве нижней обвязки используем горячекатаный уголок 160×100×8 мм, вместо предыдущего. Для продольной балки возьмём швеллер 20В.

    

Половина  поперечного сечения кузова имеет  следующий вид:

    

    Рис 2. Половина поперечного сечения кузова 
 
 
 
 

Геометрические  характеристики рассчитаем в табличной  форме:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

В таблице использованы следующие обозначения:

- площадь поперечного сечения i-того  элемента;

- координата центра тяжести сечения i-того элемента в принятой системе координат;

 - осевой момент инерции i-того элемента относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести сечения i-того. Ось ОХ проводим через центр тяжести сечения хребтовой балки.

Рассчитаем  координату yo  центра тяжести всего сечения

После определим  эксцентриситет

Вычислим  осевой момент инерции всего сечения  относительно оси ОХ, проходящей через  центр тяжести сечения

Тогда характеристики всего сечения будут равны:

Jсеч. = 2Jx сеч. =

Fсеч. = 2∑Fi=

 
 
 
 
 
 
 
 
 

5.Проверка размеров поперечного сечения кузова проектируемого вагона по условию прочности

      Проведем  прикидочный расчет кузова вагона, как «балки на 2-х опорах»:

Рис 3. Эпюры  Изгибающих моментов и нормальных сил 

B=8,9м, e=0,72м, L=12,6м

     Ось балки проходит на уровне центров  тяжести поперечного сечения  кузова, в связи с этим будем  считать, что продольные нагрузки передаются на балку через жесткие консоли длиной h.

     Вертикальные  нагрузки от брутто кузова будем считать  равнораспределённой по длине балки, интенсивность распределённой нагрузки будет равна:

     

Q_бр.куз = q_o∙n – 2T_тел = 25∙4 – 2∙4,6 = 90,8 т 

     Расчет  выполняем на нагрузки, предусмотренные I и III  расчетными режимами «Норм проектирования вагонов». На сжатие и растяжение верхней и нижней точек поперечного сечения кузова вагона.

    

    Расчёт кузова по I расчетному режиму 

     В сечении посередине кузова возникает максимальный изгибающий момент, который определяется по следующей формуле

     

   

     

     

     Продольная  нагрузка – растяжение N=2.5мН, приложенная на двух концах вагона по осям автосцепок. От этих сил кузов растягивается и изгибается. Из-за эксцентриситета продольных сил возникает изгибающий момент:

     М(N)=N*e

     Результирующее  напряжение в верхней точке поперечного  сечения кузова посередине вагона равно:

 где y^в-расстояние от центра тяжести сечения кузова до верхней точки.

     Для нижней точки сечения:

где y^н- расстояние от центра тяжести сечения кузова до нижней точки.

     Рассчитаем  кузов при действии продольных сжимающих  сил N=3мН.

     От  продольных сжимающих сил найдём результирующее напряжение в верхней точке сечения:

     В нижней точке сечения напряжение равно:

 

Расчет  кузова по III расчетному режиму 

     Определим К_ДВ:

  ,                                                                                         

  где  Кдв. – коэффициент вертикальной динамики;

          β = 1,13 (для грузовых вагонов) – параметр распределения;

          р(Кдв.) = 0,97 (по «Нормам...») – доверительная вероятность;

         – среднее значение коэффициента вертикальной динамики;