logo
Карпов 4-осная цистерна (ТИИР-300)

6 Расчёт триангелей и подвесок башмаков на прочность

Расчёт триангеля при наличии изгибающих моментов в концевых частях, вызываемых эксцентричным приложением нагрузки относительно узла соединения струны и балки, должен производится уточнённым методом с обязательным учётом деформации изгиба его балки. Расчёт выполняется методом сил строительной механики по расчётной схеме, указанной на рисунке 6.1, где за одно «лишнее» неизвестное принимается усилие в струне.

Рисунок 6.1 – Расчётная схема нагружённого триангеля

Основная система приведена на рисунке 6.2. Эпюры изгибающих моментов и продольных сил от усилия Х=1 и нагрузки 2Р показаны на рисунке 6.3.

Рисунок 6.2 – Основная система триангеля

Вычислим перемещения:

а) от усилия Х=1 по его направлению

(6.1)

где

Iy –

момент инерции балки относительно вертикальной оси;

Fб –

площадь сечения балки;

Fр –

площадь сечения распорки;

Fс –

площадь сечения струны;

б) от нагрузки 2Р по направлению «лишнего» неизвестного

(6.2)

Усилие Х определяется из уравнения

или(6.3)

После определения усилия Х, строим суммарную эпюру изгибающих моментов и продольных сил наложением эпюр, приведённых на рисунке 6.3, причём первая из них перед наложением умножается на полученное значение Х. Исходя из суммарной эпюры, определяются величины напряжений в элементах триангеля.

а)

б)

а) эпюра от единичной нагрузки Х; б) эпюра от нагрузки 2Р

Рисунок 6.3 – Эпюры изгибающих моментов и тормозных сил

Рисунок 6.4 – Суммарная эпюра изгибающих моментов и продольных сил для триангеля

Входящие в расчётные выражения величины для триангеля равны:

2L=1607·10-3 м; h=375,3·10-3 м; Iy=20,9·10-8 м4;

2а=1517·10-3 м; h1=0,208 м; Fб=11,85·10-4 м2;

l1=758,9·10-3 м; cosα=0,999; Fс=8,55·10-4 м2;

l2=845·10-3 м; cosγ=0,444; Fр=15·10-4 м2;

Усилие на триангель

, (6.4)

где

–

усилие по штоку, МПа;

а, б, в, г –

длины плеч рычагов, мм;мм;мм,мм;

Определим усилие по штоку для избыточного давления

Тогда

кН.

Напряжение в струне триангеля составит

МПа.

Определим напряжения в балке триангеля (в месте окончания усилия струны, т.е. на расстоянии 245мм от опоры).

Изгибающий момент в этом месте будет М=2,7Р.

Гибкость балки определяется из выражения

Коэффициент продольного изгиба при полученной гибкости будет равен φ=0,87.

Напряжение в стержне будет

МПа.

Определим напряжение в подвеске башмака.

Усилие на подвеску составит

кН, (6.5)

где 0,322 – коэффициент трения при .

Тогда