Определение напряженно-деформированного состояния узла от заданной нагрузки

 

Производим расчет кузова вагона:

1 Определяем степень статической неопределимости системы n=3;

2  Образуем эквивалентную систему;

 

Рисунок 6 - Эквивалентная система

Составляем каноническое уравнение метода сил:

 

 

3 Строим эпюры M и N от заданной нагрузки и единичных сил

Для того чтобы построить эпюру от заданной нагрузки необходимо рассчитать силы приложенные в узлах фермы боковой стены по формуле:

 

 

где l_ik, l_ij - расстояние между стойками боковой стены;

i, k, j - номера стоек.

;

;

;

.

Реакции в стержнях боковой стены рассчитываются методом вырезания узлов. Рассмотрим этот метод на примере узлов 5 и 9, для построения эпюры от X₁. Рассмотрим узел 9:

 

 

Рассмотрим узел 5:

 

 

4 Вычисляем коэффициенты при неизвестных и свободные члены по формуле Мора:

 

 

Решаем систему канонических уравнений

 

 

X₁ = -38;

X₂ = -0,5;

X₃ = -56,6.

5 Строим окончательную эпюру для заданной системы

Построим общую эпюру, используя уравнения

 

М=М₁Х₁+ М₂Х₂ +М₃Х₃+М_р;

N=N₁X₁+N₂X₂+N₃X₃+N_p.

 

Продольные реакции в стержнях

N9,5	N9,10	N5,10	N5,6	N6,10	N6,7	N7,8	N8,8'	N10,7	N10,11	N11,12	N12,12'	N11,8	N12,8	N11,7
0,0	0,0	51,5	-26,4	-107,0	-26,4	4,3	30,5	73,8	-21,6	-63,2	-63,2	81,3	0,0	-44,4

 

Анализ результатов расчета

 

Детали и узлы вагона должны быть такими, чтобы обеспечить их безотказность в эксплуатации.

Условие прочности выражается:

 

,

 

где  - расчетное напряжение, МПа;

 - допускаемое напряжение, МПа, ( = 210 МПа).

Результатами расчета будут являться напряжения в балках, которые мы будем определять по формулам:

 

 для стержней испытывающих изгиб и

 для стержней испытывающих растяжение (сжатие).

,

 

где y_max - расстояние по оси y от центра тяжести до наиболее удаленной точки в сечении.

Верхняя обвязка:  МПа;

Боковая балка рамы:  МПа;

Шкворневая стойка:  МПа;

Промежуточная стойка:  МПа;

Концевой раскос:  МПа;

Промежуточный раскос:  МПа;

Шкворневая балка:  МПа;

Хребтовая балка:  МПа;

Поперечная балка:  МПа;

Концевая балка:  МПа.

 

Заключение

 

В курсовой работе рассмотрена конструкция четырехосного крытого вагона модели 11-066, приведены технические характеристики данного вагона.

В соответствии с заданием приведен расчет на вертикальные нагрузки кузова вагона методом сил. Определены геометрические параметры сечений элементов.

В результате расчета определено, что все элементы конструкции кроме хребтовой и поперечной балки подходят по допускаемым напряжениям.