Вертикальной динамической нагрузки

Эти напряжения определяем через силы, определяемые как сумма статических нагрузок с добавкой динамических сил.

Динамические силы определяем с помощью коэффициента динамики К_д, который зависит от статического прогиба рессорного подвешивания.

Статический прогиб рессорного подвешивания:

мм;

Коэффициент вертикальной динамики:

Напряжение от вертикальной динамической нагрузки (амплитудное значение) определяется по формуле:

МПа.

МПа.

МПа.

Результаты расчетов сводим в таблицу 7.

Таблица 7 - Коэффициент вертикальной динамики и напряжения от

вертикальной нагрузки

Скорость движения	Vд	Vдв	Vк
Коэффициент динамики, Кд	0,137	0,160	0,209
Амплитудное напряжение σа, МПа	6,239	7,287	9,519

Запас прочности в опасном сечении при наиболее

Неблагоприятных сочетаниях нагрузок.

Рассмотрим одновременное действие различных нагрузок в их возможном сочетании и произведем алгебраическое суммирование напряжений для 6-ой точки сечения. По величине максимального результирующего напряжения определяется запас прочности и делается заключение о пригодности рамы тележки в эксплуатации. Тележка считается пригодной, если коэффициент запаса прочности не менее чем 1,7…2, то есть коэффициент запаса прочности по текучести металла

Расчет напряжений выполняем в табличной форме.

Таблица 8Результирующие напряжения в опасном сечении

Виды нагрузки	Режим работы электровоза
Скорость движения, V, км/ч
	37,5	61,452
Весовая	45,546	45,546	45,546	45,546
Тяговый режим	-	25,311	25,311	-
Вертикальная	3,963	2,995	2,782	2,418
Кососимметрическая	3,639	3,639	3,639	3,639
Динамическая	-	6,239	7,287	9,519
Результирующее напряжение	53,148	83,73	84,565	61,122

Согласно таблицы 8 наиболее тяжелым режимом работы электровоза является движение со скоростью V_эксп = 61,452 км/ч с возвышением наружного рельса.

В этом случае в расчетной точке опасного сечения рамы

где σ_max = 240 МПа - предел текучести стали Ст 3

Коэффициент запаса прочности больше предела 1,7 …2, следовательно, рама пригодна к эксплуатации.

Напряжение от условной статической нагрузки

Определим сумму напряжений от статических нагрузок представляет σ_m. В прочностном расчете среднее условное напряжение цикла принимается с учетом весовых коэффициентов и определяется по формуле

,

где σ_6кр - напряжение от сил, действующих в кривой;

σ_6т- напряжение от сил, действующих в тяговом режиме;

Р_кр, Р_т - отношение времени движения электровоза соответственно

в кривой и режиме тяги или торможения к общему времени

движения.

Принимаем Р_кр = 0,3; Р_т = 0,8.

При V = V_дв = 61,454 км/ч

МПа.

Приведенное амплитудное напряжение в расчетном

Сечении

Определение коэффициента запаса усталостной прочности связано с нахождением предела выносливости. Пределом выносливости σ_пр называется максимальное напряжение от такой циклической нагрузки, которую образец из материала детали выдерживает без разрушения при базовом числе циклов N₀ = 10⁷. При прочностных расчетах пользуются гипотезой линейного накопления напряжения, в соответствии с которой приведенное к базовому числу циклов напряжение σ_пропределяется по выражению

где , - различные переменные напряжения и соответствующие им

числа циклов.

Работа детали по циклу с параметрами σ_т; σ_прэквивалентно по накоплению усталостных напряжений. Если диапазон скоростей разбить на 5 интервалов, то для каждой средне-интервальной скорости необходимо вычислить свой коэффициент динамики К_дi и соответствующие значения напряжений от амплитудной циклической нагрузки σ_аi.

Если вероятность эксплуатации электровоза со скоростью V_i равна р_i, то число циклов нагружения с амплитудой, σ_а составит

тогда приведенное амплитудное напряжение

где - частное значение напряжений от переменной нагрузки,

определяемое в зависимости от скорости движения и амплитуды

напряжений.

Исходные данные для определения амплитудного значения напряжений приведем в табличной форме

Таблица 9Исходные данные для определения амплитудного значения

Напряжений

Параметры	Скорость движения Vср, км/ч
i
KДi	0,10	0,13	0,16	0,19	0,21
	0,551	1,454	2,357	3,260	4,162
	0,027	9,449	171,457	1200,34	5197,71
pi	0,05	0,2	0,6	0,1	0,05
pi	0,00135	1,889	102,874	120,034	259,885

Вычислим приведенное амплитудное значение напряжения:

МПа.