Исследование напряженного состояния и разработка методики оптимального проектирования ортогонально подкрепленных тонкостенных пространственных систем кузовов грузовых вагонов

• Автор: Лозбинев, Владимир Павлович
• Шифр специальности: 05.05.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1981
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 440 c. : ил

В В Е Д ГЛАВА I I.:
I.;
I.:
I.'
1.!
ГЛАВА

2.;
2.;

Е Н И Е
. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
[. Некоторые тенденции совершенствования конструкций кузовов грузовых вагонов на современном этапе, влияющие на тип несущей системы кузова
2. Проблема оптимального проектирования в вагоностроении. Обзор работ по оптимальному проектированию кузовов вагонов
3. Характеристика современных методов теоретического анализа напряженного состояния несущих систем кузовов грузовых вагонов
1. Краткий обзор методов расчета дискретно под -крепленных оболочек и пластин
5. Цель исследований. Постановка задачи и ограничения
, ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОГО И
ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КУЗОВОВ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ
[. Требования к методу расчета кузовов вагонов, обусловленные спецификой задачи оптимального проектирования
2. Метод чередования основных систем как основа теоретического анализа напряженного и дефор -мированного состояния кузовов грузовых вагонов
3. Основные системы для расчета кузовов грузовых

вагонов

2.4. Анализ сходимости итерационного процесса предложенного варианта метода чередования основных систем
2.5. Методика проверки алгоритмов расчета 54.
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОГО
И ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СИСТЕМ КУЗОВОВ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ, ДИСКРЕТНО ПОДКРЕПЛЕННЫХ ВЗАИМНО ОРТОГОНАЛЬНЫМИ СТЕРЖНЯМИ
3.1. Алгоритмы расчета кузовов по первой и второй основным системам
3.1.1. Построение алгоритма расчета элементов обшивки крыши крытого грузового вагона
3.1.2. Построение алгоритма расчета панелей крыши на заданные смещения связей по прямолинейным кромкам
3.2. Алгоритм приближенного метода расчета панелей обшивки кузова на изгиб с учетом геометрической нелинейности
3.3. Определение жесткостных характеристик ортотроп-ных пластин, заменяющих в расчетной схеме панели обшивки кузовов грузовых вагонов
3.4. Процедура расчета кузовов вагонов по третьей основной системе
3.4.1. Об учете стесненности кручения подкрепляющих элементов кузовов вагонов

3.4.2. Определение коэффициентов разложения в
ряд Фурье внешних воздействий на второй

и последующих итерациях
3.5. Варианты решения плоской задачи теории упругости, удобные для расчета четвертой основной 144 системы
ГЛАВА 4. ОБЩАЯ ПРОЦЕДУРА РАСЧЕТА КУЗОВА КРЫТОГО ГРУЗО
ВОГО ВАГОНА
4.1. Последовательность прочностного расчета кузова
4.2. Специфика расчета кузова по третьей основной системе
4.3. Определение коэффициентов разложения в ряд Фурье внешних воздействий при расчете четвертой
и первой основных систем
4.4. Алгоритм уточненного расчета напряжений в гоф
ТЯГ)
рах обшивки
4.5. Заключение
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА И ИССЛЕДОВАНИЕ 0С0 -БЕННОСТЕЙ УТОЧНЕННОГО МЕТОДА РАСЧЕТА НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ КУЗОВОВ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ
5.1. Использование моделирования для экспериментальной проверки метода расчета
5.2. Выбор критериев подобия. Анализ возможностей отступления от полного подобия модели и натуры
5.3. Методика исследований на моделях кузовов грузовых вагонов

дится ростверк из двух абсолютно жестких ортогональных стержней, соединенных непрерывно распределенными упругими связями с кромками панели (рис.2.3). С помощью двух дополнительных связей,лежащих в срединной поверхности панели обшивки, вершина упомянутого ростверка соединяется с узлом пересечения продольного и поперечного подкрепляющего элемента. Жесткость непрерывно распределенных упругих связей выбирается такой, чтобы при смещении дополнительно введенных узловых связей по кромкам панели обеспечивался линейный закон изменения нормальных напряжений, а касательные напряжения были бы постоянными.
Во втором способе по кромкам панели обшивки вводятся абсолютно жесткие стержни, соединенные с узлами пересечения подкрепляющих элементов простейшими связями, нормальными к осям стержней (рис.2.3).
С кромками панелей обшивки упомянутые абсолютно-жесткие стержни соединяются непрерывно распределенными,нормальными к осям стержней связями, расположенными в срединной поверхности обшивки. Помимо этого, по кромкам панелей обшивки вводятся цепочки непрерывно распределенных связей. За счет соответствующего выбора наклона звеньев цепочки обеспечивается линейный закон удлинений кромок панелей. В целом,в этом способе образования основной системы на кромках панелей обшивки при перемещениях узловых связей будет соблюдаться линейный закон изменения деформаций.
Четвертую основную систему образуем путем введения непрерывно распределенных дополнительных связей по осям продольных под -крепляющих элементов (рис.2.4). В каждой точке оси вводятся связи, устраняющие линейные и угловые перемещения. Одновременно поперечные подкрепляющие элементы мысленными разрезами отделяются от обшивки, но оставляются соединенными с продольными элементами.
Рассмотрим последовательность расчета кузова с использовани-