Приложение Д (справочное). Пример расчета на сопротивление усталости соединительной балки четырехосной тележки

Приложение Д
(справочное)

Пример
расчета на сопротивление усталости соединительной балки четырехосной тележки

Д.1 Сопротивление усталости несущей конструкции тележки определяют при действии сил по 5.7.

Д.2 Сопротивление усталости соединительной балки тележки оценивают по коэффициенту запаса n, вычисляемому по формуле

,

(Д.1)

где - предел выносливости по амплитуде, МПа, составной части при базовом числе циклов N ₀ = 10 ⁷;

- приведенная амплитуда динамического напряжения, МПа, эквивалентная по повреждающему действию распределению амплитуд напряжений за расчетный ресурс составной части;

- минимально допустимый коэффициент запаса сопротивления усталости за расчетный ресурс.

Д.3 Расчетное значение вычисляют по формуле

,

(Д.2)

где - значение предела выносливости базового материала (листа, проката) при базовом числе циклов N ₀ = 10 ⁷ (определяют экспериментально или по справочным данным, приведенным в технической литературе для марок сталей, применяемых в вагоностроении);

- коэффициент снижения предела выносливости, определяемый для различных типов сварных соединений согласно ГОСТ 33211-2014 (таблица 10).

Д.4 Приведенную амплитуду динамического напряжения, эквивалентную по повреждающему действию распределению амплитуд напряжений за расчетный ресурс соединительной балки, , МПа, вычисляют по формуле

,

(Д.3)

где - показатель степени первой ветви кривой выносливости, для сварных соединений принимают m ₁ = 3;

- показатель степени второй ветви кривой выносливости, для сварных соединений принимают m ₂ = 5;

- амплитуда динамического напряжения, МПа,   ;

- количество циклов амплитуд динамического напряжения ;

- амплитуда динамического напряжения, МПа  < ;

- количество циклов амплитуд динамического напряжения .

Д.5 Количество циклов n _k амплитуд динамического напряжения для случая действия продольных сил и вертикальной составляющей силы инерции, действующей на тележку, вычисляют по формуле

,

(Д.4)

где k - счетчик номеров уровней значения силы;

- расчетный ресурс соединительной балки четырехосной тележки, выраженный в годах;

- количество приложений силы уровня k в год.

Д.6 Количество циклов n _k амплитуд динамического напряжения для случая действия динамических сил вычисляют по формуле

,

(Д.5)

где k - счетчик номеров уровней значения скорости движения;

- расчетное время действия динамических напряжений в соединительной балке четырехосной тележки, с;

- частота изменения динамического напряжения, Гц;

- вероятность реализации значения скорости уровня k;

- вероятность реализации участка пути, равная 0,65 для прямых участков пути по ГОСТ 33211-2014 (пункт 5.1.1, перечисление а), 0,20 для кривых больших радиусов по ГОСТ 33211-2014 (пункт 5.1.1, перечисление в), 0,15 для кривых малых радиусов по ГОСТ 33211-2014 (пункт 5.1.1, перечисление б).

Д.7 Расчетное время действия динамических напряжений рассчитывают по формуле

,

(Д.6)

где - расчетный ресурс, выраженный в сутках;

- расчетный среднесуточный пробег, м/сут;

- средняя техническая скорость движения вагона, м/с, согласно ГОСТ 33211-2014 (таблица 12).

Д.8 Амплитуды динамического напряжения определяют методами, указанными в ГОСТ 33211-2014 (пункт 6.3.7). Допускается при использовании расчетных методов определять амплитуды динамического напряжения в соответствии с ГОСТ 33211-2014 (пункт 4.7.2).

Д.9 Минимально допустимый коэффициент запаса сопротивления усталости соединительной балки должен быть не менее 1,6.