Аналитический расчёт напряжённо-деформированного состояния кузовов пассажирских вагонов на основе применения многослойных балочных схем

• Автор: Заглядова, Надежда Александровна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Краткий анализ работ, посвящённых расчётам напряжённо-деформированного состояния кузовов вагонов
Глава 2. Формирование расчётной модели кузова пассажирского

вагона
Глава 3. Экспериментальные данные и результаты расчётов
Глава 4. Оценка общего напряжённо - деформированного состояния кузова двухэтажного вагона
Глава 5. Оценка динамических характеристик кузова двухэтажного

вагона
Глава 6. Оценка напряжённо-деформированного состояния простенков кузова пассажирского вагона
Заключение
Литература
Введение
Парк пассажирских вагонов постоянно пополняется новыми конструкциями. Совершенствование этого вида подвижного состава ориентировано на повышение комфортных условий для пассажиров, что достигается за счёт выбора рациональных планировочных решений, использования в системах жизнеобеспечения различных новинок, применяемых для оборудования жилых помещений, совершенствования ходовых качеств вагона. Все стороны проблемы комфортных условий теснейшим образом связаны с конструкцией кузова вагона, его размерными параметрами.
Кузова пассажирских вагонов относятся к несущим узлам, воспринимающим все виды нагрузок, которые испытывает вагон в эксплуатации. Они наиболее материалоёмки, а их линейные размеры определяются пассажироёхмкостью, осевыми нагрузками и условиями вписывания в заданные габариты. Ограничения на соотношение размерных параметров кузова обусловлены обеспечением автоматической сцепляемости и проходом различных нормативных кривых. Характеристики прочности кузовов должны быть такими, чтобы обеспечивать защиту пассажиров в любых экстремальных условиях. Безопасность во многом определяется формой контура поперечных сечений кузова, которая задаётся формой шпангоутов (поперечных стержневых подкреплений). Последние по длине кузова распределены достаточно равномерно с шагом около 0,5 м. Продольные стержневые подкрепления - стрингеры - имеют обычно прямолинейную

продольную ось. Они связывают шпангоуты в единую систему, представляющую стержневой каркас кузова. Силовая часть пассажирского помещения образуется, помимо стержневого каркаса, листовой обшивкой, жёстко связанной с этим каркасом. Имея в виду, что контур поперечных сечений кузова жёсткий и соотношение длины кузова и наибольшего размера поперечного сечения достаточно большое, несущая конструкция кузова с точки зрения строительной механики вписывается в понятие «балка на двух опорах с
двумя консолями».
Благодаря этому картина общего напряжённо-деформированного состояния соответствует балочной форме. Тем более этому соответствует такая интегральная характеристика как частота собственных колебаний кузова как упругого объекта. Очевидно, что на общее напряжённо-деформированное состояние кузова как балки будут накладываться местные эффекты из-за локального характера воздействия ряда нагрузок (в опорной части кузова, взаимодействующей с ходовыми частями, в зонах передних и задних упорных угольников ударно-тяговых приборов, крепления массивного оборудования и т.д.).
Можно утверждать, что даже для непрерывных нагрузок, таких как
собственный вес кузова и полезная масса, обусловленная пассажирами и
багажом, простой балочный расчёт конструкции будет малоэффективным.
Наличие различного рода вырезов в оболочке кузова будет существенно
искажать балочные компоненты напряженно-деформированного состояния
кузова, и потому конечно-элементное моделирование его работы имеет

Правая часть системы уравнений (2.23) представляет вектор Р коэффициентов разложения в ряды нагрузок, действующих, соответственно, на первый, второй и третий несущие пояса:
Компонента <37 - коэффициент разложения в ряд функции вертикальной нагрузки, приходящейся на первый (нижний) несущий пояс. Эта нагрузка, как видно из приведённой выше расчётной схемы, по длине вагона меняется ступенчато, и коэффициенты разложения её в ряд могут быть представлены в виде:
Здесь сі = Ь-а - протяжённость по длине кузова его опорных частей;
д - постоянная по длине кузова интенсивность расчётной нагрузки на соответствующий пояс.
Коэффициенты получены на основе известных формул Фурье [56].
Имея в виду постоянную интенсивность вертикальных нагрузок, приходящихся на второй и третий пояса, формула для подсчёта коэффициентов рядов будет иметь вид:
Р = ( (2.24)
(2.25)

(2.26)
Чг.ъ