Главная страница
Навигация по странице:

  • Целью практической работы

  • Расчет листовой рессоры рессорного подвешивания тепловоза: 1. Расчёт параметров рессоры

    		•

    листовая рессора. Листовая рессора. Анализ характеристик листовой рессоры локомотива Целью практической работы является расчёт упругод


    Скачать 31.01 Kb.
    НазваниеАнализ характеристик листовой рессоры локомотива Целью практической работы является расчёт упругод
    Анкорлистовая рессора
    Дата04.04.2022
    Размер31.01 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаЛистовая рессора.docx
    ТипАнализ
    #439511

    Анализ характеристик листовой рессоры локомотива

    Целью практической работы является расчёт упругодиссипативных свойств и прочности листовых рессор, применяемых в рессорном подвешивании тягового подвижного состава.

    Исходные данные:

    № вар.
    , кН
    , см
    , см
    , см
    , см
    , см



    90
    100
    4
    1,5
    11
    1,3



    98
    104
    4,8
    1,9
    12
    1,6



    110
    110
    6
    2,5
    13
    1,4



    118
    114
    6,8
    2,9
    12
    1,6



    112
    119
    7,8
    3,4
    12
    1,6



    104
    102
    8,6
    3,8
    12
    1,3



    96
    106
    9,4
    3,6
    13
    1,2



    93
    111
    4,3
    2,6
    12
    1,6



    103
    116
    5,3
    1,6
    12
    1,6



    115
    109
    6,5
    1,8
    13
    1,4



    94
    112
    7,7
    2,6
    12
    1,6



    100
    105
    5
    2
    11
    1,3



    108
    109
    5,8
    2,4
    12
    1,6



    115
    115
    7
    3
    13
    1,4



    110
    120
    8
    3,5
    13
    1,4



    98
    105
    9,2
    3,4
    11
    1,3



    91
    110
    4,1
    2,8
    13
    1,4



    105
    117
    5,5
    1,5
    13
    1,4



    117
    117
    6,7
    2,1
    12
    1,6



    93
    113
    7,5
    2,5
    12
    1,3



    96
    103
    4,6
    1,8
    12
    1,3



    112
    111
    6,2
    2,6
    13
    1,4



    116
    117
    7,4
    3,2
    12
    1,6



    98
    101
    8,4
    3,7
    13
    1,2



    90
    109
    10
    3
    11
    1,3



    101
    105
    5,1
    1,8
    13
    1,4



    113
    95
    6,3
    1,9
    13
    1,2



    92
    114
    7,3
    2,4
    12
    1,2



    104
    100
    5,4
    2,2
    13
    1,4



    102
    113
    6,6
    2
    13
    1,4



    118
    116
    7,2
    3,1
    12
    1,6



    100
    104
    9
    4
    12
    1,6



    94
    107
    9,6
    3,4
    12
    1,3



    97
    113
    4,7
    2,2
    12
    1,6



    109
    112
    5,9
    1,7
    12
    1,3



    91
    115
    7,1
    2,3
    11
    1,3



    94
    102
    4,4
    1,7
    12
    1,2



    102
    106
    5,2
    2,1
    13
    1,4



    114
    106
    6,4
    2
    13
    1,4



    108
    100
    8,2
    3,4
    12
    1,6



    92
    108
    9,8
    3,2
    12
    1,6



    95
    104
    4,5
    2
    12
    1,3



    107
    118
    5,7
    1,6
    12
    1,6



    119
    98
    6,9
    2
    12
    1,3



    92
    101
    4,2
    1,6
    11
    1,3



    106
    108
    5,6
    2,3
    12
    1,3



    114
    118
    7,6
    3,3
    12
    1,6



    102
    103
    8,8
    3,9
    12
    1,6



    99
    114
    4,9
    2
    12
    1,6



    111
    101
    6,1
    1,8
    12
    1,3


    Обозначения в таблице:

    – статическая нагрузка, кН;

    – расстояние между точками приложений нагрузок PСТ на рессору, см;

    – статический прогиб листовой рессоры без учета сил трения, см;

    – максимальная среднестатистическая амплитуда колебаний листовой рессоры, см;

    – ширина листа, см;

    – толщина листа, см.
    Исходные данные для всех вариантов:

    Коэффициент динамики рессоры; КД
    0,3

    Модуль упругости; Е, МПа
    2,1105

    Допускаемое напряжение;[σ], МПа
    1000

    Допускаемое напряжение от статической нагрузки;[σ]С, МПа
    600

    Ширина хомута;a, см
    a = b


    Расчет листовой рессоры рессорного подвешивания тепловоза:

    1. Расчёт параметров рессоры

    Расчетная статическая нагрузка, кН:
    (1.1)

    Максимальная динамическая составляющая нагрузки, кН:
    (1.2)

    Расстояние от плоскости середины хомута до точки приложения нагрузки, см:
    (1.3)

    Максимальная расчетная нагрузка на половину рессоры, кН:
    (1.4)

    Принимаем: (сила взаимодействия листов коренной и ступенчатой части рессоры при затяжке хомутом, кН).

    Пробная нагрузка, кН:
    (1.5)

    Момент сопротивления сечения листа, см3:
    (1.6)

    Допускаемая величина максимальных рабочих напряжений в листах рессоры, МПа:
    (1.7)

    Коэффициент снижения уровня максимальных рабочих напряжений:



    Количество листов:
    (1.8)

    Количество листов принимается с округлением в меньшую сторону и дополнительным вычитанием одного листа.

    Общее количество листов разбивается на количество коренных листов m и количество ступенчатых рессор n. При определении количества коренных листов необходимо придерживаться следующего правила: если общее количество листов рессор меньше восьми включительно, брать два коренных листа; в других случаях – три.

    Шаг удлинения листов (округляем в меньшую сторону до десятых), см:
    (1.9)

    Длины листов ступенчатой части, см.

    Длина первого ступенчатого листа (самого длинного):
    (1.10)

    Длины остальных листов ступенчатой части:
    (1.11)

    где – шаг расчёта ступенчатого листа, .

    Момент инерции сечения листа, см4:
    (1.12)

    Действительный статический прогиб без учета сил трения, см:
    (1.13)

    Коэффициент динамичности прогибов:
    (1.14)

    Результаты расчёта величин для различных значений и сводим в таблицу 1.
    (1.15)

    Коэффициент динамичности напряжений:

    Результаты расчёта величин для различных значений , и сводим в таблицу 1.

    Таблица 1. Коэффициенты динамичности

    Коэффициенты динамичности
    µ
    Отношение ,

    9
    8
    6
    4
    2
    1



    0,1


















    0,2


















    0,3


















    0,4


















    0,5


















    0,6


















    0,7


















    0,8




















    0,1


















    0,2


















    0,3


















    0,4


















    0,5


















    0,6


















    0,7


















    0,8



















    Диапазон разброса статического прогиба при учете сил трения, см:
    (1.16)

    принимается по табл. 1 при и .

    Расчётный чертежный статический прогиб, см:
    (1.17)

    Статическая жесткость рессоры, кН/см:
    (1.18)

    Динамическая жесткость пружины, кН/см:
    (1.19)

    определяется интерполяцией по табл. 1 при и ( берем из (1.13))

    Статическое напряжение, МПа:
    (1.20)

    Расчетные статические напряжения в зоне края хомута, МПа:
    (1.21)

    принимается по табл. 1 при и .

    Амплитуда динамических напряжений, МПа:
    (1.22)

    определяется интерполяцией по табл. 1 при и
    2. Расчет статических усилий, действующих на отдельные листы рессоры, и напряжений в них

    Расчет прогибов для сечений, в которых оканчиваются листы коренной и ступенчатой части, см:
    (2.1)

    где – длины листов рессоры, определяемые по формулам (1.3), (1.10) и (1.11).

    Расчет усилий, действующих на отдельные листы ступенчатой части, кН:
    (2.2)

    где i – шаг пересчёта листов ступенчатой части. . При равенство обращается в ноль, поэтому на последнем шаге необходимо принять
    .

    Расчет напряжений в отдельных листах, МПа:

    В коренных листах:
    (2.3)

    В ступенчатых листах, кроме последнего, самого короткого:
    (2.4)

    В последнем, самом коротком листе:
    (2.5)

    Коэффициент учета доли напряжений изгиба, воспринимаемых каждым листом:
    (2.6)

    Основные показатели отдельных листов сводим в таблицу.

    Таблица 2. Основные показатели отдельных листов

    Параметр
    Номер листа

    1, 2, (3)
    3 (4)
    4 (5)
    …
    i

    yi, см















    Pi, кН















    σi, МПа















    Ki
    1













    Определение фактических статических напряжений с учетом сил трения листов ступенчатой части, МПа:
    (2.7)

    Определение фактических амплитуд динамических напряжений с учетом сил трения листов ступенчатой части, МПа:
    (2.8)

    Амплитуда напряжений, вызванная скачкообразным изменением площади поперечного сечения, МПа.

    Для коренных листов:
    (2.9)

    Для листов ступенчатой части, кроме последнего самого короткого:
    (2.10)

    где i – шаг пересчёта листов ступенчатой части .

    Для последнего самого короткого листа:
    (2.11)

    Расчет радиусов изгиба листов и предварительных напряжений в них, см.

    Радиус рессоры в собранном состоянии:
    (2.12)

    Радиус изгиба коренных листов:
    (2.13)

    Радиус изгиба листов ступенчатой части:
    (2.14)

    Предварительное напряжение в коренных листах, МПа:
    (2.15)

    Предварительное напряжение в листах ступенчатой части, МПа (посчитать для всех листов ступенчатой части):
    (2.16)

    Максимальные напряжения в коренных листах, МПа:
    (2.17)

    Максимальные напряжения в ступенчатых листах, МПа:
    (2.18)

    Результаты расчёта максимальных напряжений сводятся в таблицу 3.

    Таблица 3. Максимальные напряжения в лисах рессоры

    Напряжение в листах, МПа
    Номер листа

    1, 2, (3)
    3 (4)
    4 (5)
    …
    i

    σci















    σai















    σcai















    σni















    σi max
















    По таблице необходимо определить наличие листов, напряжение в которых превышает допускаемую величину максимальных рабочих напряжений [σ]Р = 840 МПа. Если таких листов нет, указать это. При наличии таких листов указать их номера и возможные конструктивные изменения с целью уменьшения максимальных напряжений.

    Для уменьшения величины максимальных напряжений необходимо увеличить количество рессор на один лист и повторить расчёты с формулы (1.8).

    Также возможно и другое конструктивное решение – выполнить скосы на концах листов ступенчатой части. В этом случае .

    Принимаем и выполняем расчёт максимальных напряжений для листов.

    По окончании расчётов необходимо на миллиметровой бумаге начертить рассчитанную листовую рессору с указанием основных линейных параметров.

    Масштаб длин листов рессоры взять 1:4 или 1:5. Масштаб для толщины листа взять 1:1 или 1:2. На этом же листе сделать таблицу со следующими параметрами по отдельным листам рессоры: , см; , см; , кН; , МПа.

    написать администратору сайта