Створення вагонів нового покоління. Візок для високошвидкісного руху (стр. 8 из 17)
, (4.34)де
- розрахункова ширина ресорного проєму, 
см. 
кН, 
кН.Рамна сила
, (4.35)де
- осьове навантаження, 
кН; 
- коефіцієнт горизонтальної динаміки. 
, (4.36)де
- середнє значення коефіцієнта горизонтальної динаміки; 
- довірильна ймовірність, 
. 
, (4.37)де
- коефіцієнт що враховує вплив кількості осей, 
; 
- коефіцієнт, що враховує тип ходових частин вагона, 
для вантажних вагонів на без люлечних візках з великою горизонтальною жорсткістю підвішування; 
- швидкість руху вагона, 
м/с. 
кН.4.2 Розрахунок бічної рами від вертикального навантаження
Рисунок 4.4 – Геометрична розрахункова схема бічної рами візка
Рисунок 4.5 – Схема вертикального навантаження бічної рами
Рисунок 4.6 – Розрахункова схема бічної рами від вертикального навантаження
Рисунок 4.7 - Схема розрахункових перерізів
Визначення зовнішніх моментів защемлення від вертикального статичного навантаження. Вигинаючий момент в вузлах 1, 4 дорівнює
Н×м
Рисунок 4.8 - Схема прикладення навантажень до нижнього поясу бічної рами
; 
; 
Вигинальний момент в задільці від зусиль
, (4.38)де
м; 
м; 
м. 
Рисунок 4.9 - Епюри вигинальних моментів від вертикального статичного навантаження (Н×м)
Рисунок 4.10 - Епюра нормальних сил (Н)
5. РОЗРАХУНОК НАДРЕСОРНОЇ БАЛКИ
При проектуванні вагонів та їх вузлів повинні бути забезпечені необхідна несуча здатність усіх елементів, що сприймають експлуатаційні навантаження, та необхідні ходові якості вагона, що забезпечують безпеку руху в заданих умовах експлуатації.
Несуча здатність конструкцій ходових частин вагонів згідно „Норм …” [2] і відповідно до розрахункових навантажень оцінюється за допустимими значеннями напружень та деформацій, запасу міцності, показникам надійності.
Виконаємо розрахунок надресорної балки візка за допустимими значеннями напружень.
Вихідні дані для розрахунку приведені в таблиці 5.1.
Таблиця 5.1 – Вихідні данні
| Параметр | Позначення | Значення |
| Осьове навантаження, кН(т) |  | 196,2 (20) |
| Сила ваги візка, кН(т) |  | 44,832 (4,570) |
| Сила ваги надресорної балки, кН(т) |  | 5,023 (0,512) |
| Сила ваги кузова, кН(т) |  | 695,137 (70,86) |
| Сила ваги вагона брутто, кН(т) |  | 784,8 (80) |
| База умовного вагона, м |  | 7,8 |
| Довжина по осям зчеплення автозчепів, м |  | 12,02 |
| Відстань між упорними плитами автозчепів, м |  | 10,05 |
| Розрахункова довжина корпуса автозчепу, м |  | 1,0 |
| Число осей у візку | | 2 |
| Матеріал надресорної балки | - | 09Г2С по ГОСТ 19281-89 |
5.1 Визначення навантажень за I-м і III-м розрахунковими режимами
Поєднання та величини навантажень, що діють на надресорну балку візка розраховувались згідно таблиці 2.4 “Норм...”[2].
За першим розрахунковим режимом розглядається відносно рідкісне поєднання екстремальних навантажень. Основна вимога при розрахунку на міцність за цим режимом – не допустити виникнення залишкових деформацій (ушкоджень) вузла або деталі. В експлуатації першому режиму розрахунку відповідає осаджування та рушання великовагового поїзда з місця, зіткнення вагонів при маневрах, в тому ж числі при розпуску вагонів з сортирувальної гірки, екстрене гальмування в поїздах при малих швидкостях руху.
За третім розрахунковим режимом розглядається відносно часте можливе поєднання помірних за величиною навантажень, характерне для нормальної роботи вагона в поїзді, що рухається. Основна вимога при розрахунку за цим режимом – не допустити руйнування вузла або деталі від утоми. В експлуатації третій режим відповідає випадку руху вагона в складі поїзда по прямим і кривим ділянкам колії та стрілочним переводам з допустимою швидкістю, аж до конструкційної, при періодичних службових регулювальні гальмування, періодичних помірних ривках і поштовхах, штатній роботі вузлів вагона.
У відповідності з рекомендаціями „Норм...” розрахунок виконуємо методом конечних елементів. Розрахункова модель над ресорної балки візка була виконана в програмному забезпеченні КОМПАС-3D. Розрахунок виконано в програмному забезпеченні COSMOS\Works v6.0, що реалізує метод конечних елементів на ЕОМ.
При створенні сітки конечних елементів були використані об’ємні конечні елементи. При створенні моделі із розрахункової схеми були виключені елементи, що незначно впливають на міцність конструкції, такі, як кронштейни і т. п.
Розрахункова модель над ресорної балки приведена на рисунках 5.1, 5.2, 5.3.
Рисунок 5.1 – Розрахункова модель надресорної балки: вид збоку
Рисунок 5.2 – Розрахункова модель надресорної балки: вид зверху
Рисунок 5.3 – Розрахункова модель надресорної балки
5.1.1 I розрахунковий режим
При першому розрахунковому режимі розглядаються три варіанти поєднання навантажень:
а) на надресорну балку діють сила ваги кузова вагона брутто, вертикальна добавка від дії повздовжньої сили інерції кузова;
б) на надресорну балку діють сила ваги вагона брутто, 50% вертикальної добавки від повздовжньої сили інерції кузова, поперечна складова повздовжньої квазістатичної сили, сила інерції колісної пари;
в) на надресорну балку діють сила ваги вагона брутто, 50% вертикальної добавки повздовжньої сили інерції, сили взаємодії підп’ятника з кузовом вагона, що виникає при гальмуванні завантаженого вагона вагоноуповільнювачем при проходженні гірки.