Thử nghiệm xác định ứng suất tĩnh trên khung giá chuyển hướng toa xe khách rumani sử dụng tại xí nghiệp toa xe sài gòn

THlT NGHIEM XAC DINH LTNG SUAT TINH TREN KHUNG GIA CHUYEN HlTOOVG TOA XE KHACH RUMANI Sf DUNG TAI Xi NGHIEP TOA XE SAI GON GS TS DO BU'C TUAN ThS KIEU CONG THANH Bd mon Dau may - Toa xe ThS LU'OTVG XUAN CHIEU Trung tdm Khoa hpc Cdng nghe Trir&ng Bai hpc Giao thdng Van tai Tom tat: Bai bdo giai thieu mot so kit qud thu nghiem xac dinh umg sudt tmh tren khung gid chuyen huang toa xe khdch Rumami su dung tai Xi nghiep toa xe Sai Gdn Ket qud thu nghiem tmh la ca sa de tiin hdnh thic nghiem dong, xdc dinh ung sudt dong, he s6 dong vd tie tien hdnh kiem nghiem bin cho khung gid chuyin huang toa xe khdch Rumani Summary: This paper introduces some results of experiment for static stress determination on bogie frame of Rumanian passenger railroad cars used at Saigon Railroad Car Enterprise The results of static test is a foundation to dynamic test for dynamic stress, dynamic factor determination, and sine then doing strength test for bogie frame of Rumanian passenger railroad cars I DAT VAN DE De danh gia dp ben noi chung va dp ben moi noi rieng ciia cac ket cau nhu thiing xe, be xe va khung gia chuyen huong toa xe khach Rumani, loai toa xe da dugc su dung tren 30 nam nganh duong sat Viet Nam, cin phai tiln hanh nhilu nghien ciiu khac nhau, eo viec thu nghiem tmh nham xac djnh ling suat tmh tren cac ket cau da neu Trong bai viet gidi thieu mot so ket qua thii nghiem xac djnh ling suat tmh tren ket cau khung gia chuyin huang toa xe khach Rumani su dung tai Xi nghiep toa xe Sai Gon II THtr NGHIEM TINH KHUNG GIA CHUYEN H U C R S G TOA XE KHACH RUMANI 2.1 Xac djnh cac diem irng suat tren khung gia chuyin hirdng toa xe khach Rumani can cii kit ciu cu thi ciia khung gia chuyin huong va so d6 phan bo tai trpng cua toa xe 10 Tap chi KHOA HOC GIAO THONG VAN TAI So 33 - 03/2011 khach Rumani, qua tinh toan bing ly thuyet, dong thai can cii kinh nghiem van dung thuc tl, da tien hanh xac djnh dugc 20 dilm ung suit tren khung gia Toa xe thu nghiem la loai toa xe khach Rumani cai tao, cua s6, ghl ng6i mIm (35 cho) s6 hieu A31351 su dung tai Xi nghiep toa xe Sai Gon Cac vj tri va s6 dilm umg suit tren khung gia chuyin huong toa xe khach Rumani dugc liet ke bang Khoi lugng cua cac kit ciu tren toa xe khach Rumani cho bang So cac dilm dugc thi bien tren cac hinh 1-2 Bang Bang Hit ke cac diem img sudt XT Vj tri Ky hieu diem Ghi chu Gia truoc, xa dpc ben phai 1,2,3,4,5,6 Do ung suat tinh va dpng Gia truoc, xa ngang truoc 7,8,9,10 Do ling suat tmh va dpng Gia truoc, xa dpc ben trai 11,12,13,14,15,16 Do ling suat tinh va dpng Gia truoc, xa ngang sau 17,18,19,20 Do ling suat tinh va dpng Bang Khoi lugng cua cac kit cdu tren toa xe khdch Rumani A31351 Ket cau va bo phan TT Khoi Ivong, tan Tu trpng thung xe 25 Tu trpng gia chuyen hu6ng Tu trpng toa xe 32 Tai trpng toa xe, 32 ghl ng6i mem Toa xe day tai 40 Hinh Cac vi tri ung sudt trin khung gid chuyen huang toaxe khdch Rumani A31351 lao chi KHOA HOC GIAO THONG VAN TAI So 33 - 03/2011 11 £1 V?/////////k/////////7^ .its-.- -^^w ^ ^///i^^^ nrpn 11 13 18 ••4*^lr I V ^ 17 ,jM4-.^ 12 TZZZZ^ZZZ.7ZM ffl/iA K; /r/' ga« cac ?d/n (?/c/j /ro- va ky hieu cdc diem img sudt tren khung gid chuyin huang toa xe khdch Rumani A31351 Hinh Gan cdc tdm diin tra len cdc diim trin khung gid chuyin huang toa xe khdch Rumani A31351 2.2 Qua trinh thur nghiem tinh Viec ung suit tinh da dugc tien hanh tai Xi nghiep toa xe Sai Gon 20/12/2009 Viec ling suit tmh da dugc tiln hanh bing may biln dang 30 kenh ky hieu DRA30A hang TML Nhat Ban chi tao thang 11/2008, thong qua trang thai chit tai: khong tai va CO tai M6i trang thai tien hanh Ian va ghi dii lieu vao may tinh 12 Tap chi KHOA HOC GIAO THONG VAN TAI So 33 - 03/2011 Hmh Day gid chuyin huang vao gam toa xe khdch A31351 di img sudt tinh 2.3 Ket qua irng suat tinh Ket qua ling suat tinh tren khung gia chuyen huong toa xe khach Rumani A31351 dugc the hien bang Kenh DiSm 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Bang Kit qud biin dgng-ung sudt tinh tren khung gid chuyin huang toa xe khdch Rumani A31351 tai Xi nghiep toa xe Sdi Gdn Lan Lan Lan Cng suat Khong Khong Khong Ong Cng trung C6tai Co tai C6tai suSt tai tai tai suat suat binh (HE) (MPa) (MPa) (ixe) (MPa) (HE) (ME) (MPa) (He) (ME) -346,04 -73,11 -72,96 -346,74 -72,82 1,41 -346,04 -72,96 2,11 0,00 53,47 2,11 256,72 53,32 255,31 2,11 254,26 52,95 1,41 -278,52 -59,67 -59,36 -276,94 -59,04 -282,04 -59,38 4,22 5,63 0,70 1,41 45,34 217,33 45,05 217,33 45,20 1,41 215,92 2,11 OSB 29,10 28,68 138,56 28,36 0,00 136,10 28,58 0,00 136,45 1,41 29,84 29,93 143,48 29,84 0,00 143,48 30,13 143,48 1,41 1,41 6,84 6,79 32,35 0,00 0,00 6,65 7,09 31,65 33,76 0,00 -1,88 -1,96 2,11 -7,74 -2,07 2,11 -1,92 -6,86 -8,44 0,70 6,20 6,06 4,22 30,95 5,61 31,65 6,35 31,65 2,11 1,41 -0,96 1,41 -1,01 -4,22 1,41 -1,18 -0,89 -3,17 -4,22 0,00 0,00 -279,50 -58,70 -1,33 -282,00 -58,94 -58,86 -280,67 -58,94 0,00 -4,00 208,00 44,21 43,68 206,50 -2,00 206,00 43,68 0,00 -227,50 -47,36 -4,00 -228,00 -47,04 -47,29 -2,00 -228,00 -47,46 -2,00 2,00 47,18 47,04 226,00 0,00 226,00 47,46 226,00 1,33 WSM 31,22 31,78 31,13 150,00 0,67 152,00 1,33 30,38 146,67 2,00 31,22 31,13 31,78 150,00 0,67 152,00 1,33 30,38 146,67 2,00 0,00 8,16 1,71 J 0,68 8,16 1,57 1,71 1,86 10,20 1,36 1,36 -9,42 -42,84 -9,28 -44,20 -9,33 -9,28 0,00 -44,88 0,00 -30,60 -6,43 -28,56 -6,00 -6,28 0,00 0,00 -6,43 , 0 ^ -30,60 -31,96 11,75 23,97 22,44 3,86 4,96 4,08 -0,71 -10,20 -6,80 •• 2.4 Tinh toan ly thuyet xac djnh ung suat tinh tren khung gia chuyen huong toa xe khach Rumani , , , Viec tinh toan ly thuyet dugc tien hanh vai t6 hgp tai trpng tTnh thing diing thuan bang phuong phap phin tu hiru han thong qua phin mem SAP2000 Khi khao sat thuc te qua trinh thu nghiem tmh da tien hanh chieu day ciia cac Tap chi KHOA HOC GIAO THONG VAN TAI S6 33 - 03/2011 13 phan tu tren khung gia chuyen huong tai cac vj tri mat cit tuong umg bing phuong phap sieu am Ket qua cho thiy sau hon 30 nam su dung chilu day ciia cac phan tii da co phan suy giam Tuy nhien sir suy giam khong dong diu d6i vai m6i phan tii Ching ban, chilu diy nguyen thuy ciia cac tam tren va tim duoi xa dgc khung gia chuyin huong la 16 mm, gia trj chieu day dugc tuong ling voi cac vj tri khac tren cac m^t cit dao dpng pham vitir 14 mm din 15,7 mm Vl vay tinh toan ly thuylt da dua vao mo hinh tinh cho phuang an: voi kich thuoc mat cat nguyen thuy (chilu diy tim tren va tim duoi la 16 mm) va voi kich thuac mat cit da suy giam (truang hgp bit Igi nhit, chilu diy tim tren va tim duoi la 14 mm) cua cac tu phin xa dpc khung gia So tinh toan dugc thi bien tren binh Kit qua tinh toan ly thuylt dugc cho cac bang 4-7 V| tri dinh gli Hmh Sa tinh.todn xdc dinh img sudt tinh tren khung gid chuyin huang toa xe khdch Rumani b&ngphdn mim SAP 2000 Bang Tong hap gid tri umg sudt tai cdc vi tri 1, 2, 3, 4, vd cua mat cdt 1-1 (phan tu so 5) tren xa doc khung gid chuyin hu&ng toa xe khdch Rumani Vj tri Vj tri 10 14 Mat cit I-I I-I I-I I-I I-I I-I Mat cit II-II II-II II-II n-ii N kN -10,033 -10,033 -10,033 -10,033 -10,033 -10,033 Q22 kN 114,567 114,567 114,567 114,567 114,567 114,567 Q33 kN 9,125 9,125 9,125 9,125 9,125 9,125 Mxoan kNcm -6,55 -6,55 -6,55 -6,55 -6,55 -6,55 M22 kNcm 833,5 833,5 833,5 833,5 833,5 833,5 M33 kNcm 2540,39 2540,39 2540,39 2540,39 2540,39 2540,39 a MPa 75,2587 75,2587 75,2587 75,2587 22,3089 22,3089 Bang Tong hap gid tri img sudt tai cdc vi tri 7,8, va 10 cita mat cdt I I-1 (phdn tu so 29) tren xa ngang khung gid chuyin huang toa xe khdch Rumani N Q22 Q33 Mxoan M22 M33 a kN kN kN kNcm kNcm kNcm MPa 0,508 -1,034 -2,559 19,32 -143,2 33,18 19,381 0,508 -1,034 -2,559 19,32 -143,2 19,381 33,18 0,508 33,18 -1,034 19,32 -143,2 3,0282 -2,559 33,18 -143,2 19,381 19,32 0,508 -2,559 -1,034 Tap chi KHOA HOC GIAO THONG VAN TAI So 33 - 03/2011 >"E Bang Tong hgp gid tri img sudt tai cdc vi tri 11, 12 13, 14, 15 vd 16 ciia mat cdt Ill-Ill (phdn tic so 17) tren xa doc khung gidchuyin huang toa xe khdch Rumani N Q22 Q33 Mxoan M22 M33 a Mat cat kN kN kN kNcm kNcm kNcm MPa III-III 1,847 82,45 -8,095 3,58 -796,4 1792,38 56,65 III-III 1,847 82,45 -8,095 3,58 -796,4 1792,38 56,65 III-III 1,847 82,45 -8,095 3,58 -796,4 1792,38 56,65 III-III 1,847 82,45 -8,095 3,58 -796,4 1792,38 56,65 III-III 82,45 1,847 -8,095 3,58 -796,4 1792,38 19,329 III-III 1,847 82,45 -8,095 3,58 -796,4 1792,38 19,329 11 12 13 14 15 16 Vj tri Mat cat 17 18 19 20 IV-IV IV-IV IV-IV IV-IV Bang Tong hgp gid tri ung sudt tai cdc vj tri 17, 18, 19vd20 cua mat cdt IV-IV (phdn tic so 26) tren xd ngang khung gid chuyin huang toa xe khdch Rumani N Q22 Q33 Mxoan M22 M33 CT KN kN kN kNcm kNcm kNcm MPa 0,508 0,057 2,543 142,27 -19,83 33,07 19,233 0,508 0,057 142,27 2,543 -19,83 33,07 19,233 0,508 0,057 142,27 33,07 2,9434 2,543 -19,83 0,508 0,057 142,27 33,07 19,233 2,543 -19,83 2.5 So sanh ket qua irng suat tinh va ket qua tinh toan ly thuyet voi to hg'p tai tinh thuan tren khung gia chuyen huo'ng toa xe khach Rumani Kit qua tinh toan ly thuylt va ket qua ling suat tmh thuc te dugc cho bang Bang So sanh kit qud gid tri img sudt tmh lan nhdt tinh todn vd dac tai cdc diim trin xd doc khung gid chuyin huang toa xe khdch Rumani A31351 Gia trj irng suat Mat cat I-I III-III Diem tinh toan , o (MPa) Gia trj ling suat dac,a (MPa) So sanh gia trj irng suat dac vdi tinh toan Vd! kich thu6c mat cat da suy giam Vdi kich thudc mat cat nguyen thuy -54,5249 -75,26 -72,96 N5m pham vi tinh to4n 52,5873 75,26 53,25 Nam pham vi tinh toin -54,5249 -75,26 -59,36 Nam pham vi tinh toan 52,5873 75,26 45,20 Nam pham vi tinh toan 16,1628 22,31 28,68 Lan ban pham vi tinh toan 16,1628 22,31 29,63 Lan ban pham vi tinh toan 11 -41,0429 -56,65 -58,86 Nam pham vi tinh toan 12 39,1934 56,65 43,86 Nam pham vi tinh toan 13 -41,0429 -56,65 -47,29 Nam pham vi tinh toan 14 39,1934 56,65 47,23 Nam pham vi tinh todn 15 14,0042 19,33 31,13 L6n han pham vi tinh toan 16 14,0042 19,33 31,13 L6n han ph?im vi tinh toan Tap chi KHOA HOC GIAO THONG VAN TAI So 33 - 03/2011 15 To hgp tai trpng tmh thuan chi bao gom trpng lugng tinh eua ban than cac kit ciu tren toa xe tac dung len khung gia chuyen huong Trong qua trinh tinh toan ly thuyet cung nhu qua trinh ling suat tmh, da xac djnh dugc gia tri ung suat tmh tai cac mat cat xung ylu da neu Kinh nghiem thuc te cho thay, nghien ciiu bai toan kiem djnh dp ben ket cau, giira ket qua tinh toan ly thuylt voi kit qua dac dugc tii kit ciu thuc bao gio cung co mot khoang each Dieu khong co gi dac biet, vi kit ciu thuc chju tai co khac so voi mo binh bai toan ly thuyet ca truong hgp tmh tai thuin Viec tinh toan ly thuyet siic bin khung gia chuyen huong chi co y nghTa quan trpng tbilt kl, cbl tao; eon can kiem nghiem ket ciu thi ket qua thii nghiem, dac thuc te lai dong vai tro quyet djnh; vi vay viec tinh toan ly thuyet tren day thuc chat chi co y nghTa tham khao Tuy vay van eo the tien hanh mot phep so sanh co tinh chat tham khao ay giiia ket qua tinh toan ly thuyet va ket qua thuc te Qua tinh toan ly thuyet va qua thii nghiem tTnh co the nit nbiing nhan xet sau day: Gia trj ling suat tai cac diem tren xa dpc co gia trj Ion ban nhieu so voi gia trj ling suat tai cac diem tren cac xa ngang cua khung gia chuyen huong; Tren xa dpc khung gia chuyen huong, gia trj ung suat tai cae diem o tam tren va tam duai Ion hon so voi gia trj ling suat tai cac diem tren cac tam diing; Tren cac xa dpc khung gia chuyen huong, o cac tam tren va tam duoi, tai cac vj tri diem CO gia trj ling suat Ion thi trj so ling suat thuc tl nim pham vi tinh toan theo phuong an, hay noi khac sai lech giiia trj so ung suat tinh toan va trj so ling suat thuc te la khong dang ke (cac diem 1-4 va 11-14) Ben canh tai cac vj tri diem co ling suat nho thi trj so ling suat thuc te Ion han pham vi tinh toan theo phuong an, hay noi khac sai lech giira trj so ling suat tinh toan va trj so ling suat thuc te tuong doi Ion Tren cac xa ngang khung gia chuyen huong, tai cac vj tri diem co gia trj ling suat nho thi sai lech giira trj so ling suat tinh toan ya trj so ling suat thuc te la tuong doi Ion (cac diem 7-10 va 17-20) Viec so sanh cac kit qua tinh toan va kit qua cho thay, cac mat cat xung yeu tren gia xe va khung gia chuyin huong da dugc xac djnh mot each diing dan Qua day thay rang, ket qua tinh toan va kit qua co khac biet nhau, theo kinh nghiem nghien ciiu kiem djnh ket cau co ciing nhu kit ciu cong trinh, thi day la sir khac biet hoan toan c6 the chap nhan dugc Nhu vay thiy ring ling suit tai cac diem 1-4 va 11-14 tren xa dgc khung gia chuyin huong CO gia trj Ion nhit, va day la can cii de kilm nghiem dp bin cho khung gia chuyen huong toa xe khach Rumani III PHAN TICH KET QUA DO U>JG SUAT TINH TREN KHUNG GIA CHUYEN TOA XE KHACH RUMANI A31351 HUOOVG 3.1 Doi vol cac xa doc 5.1.1 Doi vai xa doc ben phai, tai mat cat I-I Tim tren chju nen va tim duoi chju keo Gia trj ling suit nen o tim tren tai cac dilm s6 16 Tap chi KHOA HOC GIAO THONG VAN TAI So 33 - 03/2011 I va so tuong ling la -72,96 va -59,36 MPa Gia trj ling suit nen Ion nhit a tim tren la -72,96 MPa tai diem so Gia trj ling suit keo a tim duai tai cac dilm s6 va s6 tuong ling la 53,25 va 45,20 MPa Gia trj ung suat keo lan nhat tim duoi la 53,25 MPa tai dilm s6 Gia trj ung suat keo a cac tim diing tai cac diem so va so tuong umg la 28,68 va 29,93 MPa Gia trj ung suat keo Ion nhat a cac tam dumg la 29,93 MPa tai diem so iTng suat keo tren cae tam diing nho ban dang kl so voi tren tim duoi Nhu vay tren xa doc phai ung sudt nen l&n nhdt let - 72,96 MPa tai diem so va img sudt keo l&n nhdt Id 53,25 MPa tai diem so 3.1.2 Doi voi xd doc bin trai, tai mat cdt III-III Tim tren chju nen va tim duoi chju keo Gia trj ling suit nen a tim tren tai cac diem so II va s6 13 tuong ling la -58,86 va -47,29 MPa Gia trj ling suit nen lan nhit a tim tren la -58,86 MPa tai dilm so 11 Gia trj ling suit keo a tim duoi tai cac dilm s6 12 va s6 14 tuong ling la 43,86 va 47,23 MPa Gia trj ling suit keo Ion nhit o tim duoi 47,23 MPa'tai dilm s6 14 Gia trj ung suit keo cac tam diing tai cac dilm so 15 va so 16 bing va bang 31,13 MPa Ung suit keo tren cac tam diing nho ban dang ke so voi tren tim duoi Nhu vay tren xd doc trai img sudt nen l&n nhdt Id -58,86 MPa tai diem s6 11 vd img sudt keo l&n nhdt Id 47,23 MPa tai diem s6 14 3.2 Doi vol cac xa ngang 3.2.1 Xd ngang tru&c, mat cdt II-II Cac dilm so va so 10 chju nen, ling suit nen tuong ling la -1,96 va -1,01 MPa Cac dilm so va so chju keo, ling suit keo tuong ling la 6,84 va 6,06 MPa 3.2.2 Xd ngang sau, mat cdt IV-IV Cac dilm s6 18 va so 19 chju nen, ling suit nen tuong ling la -9,33 va -6,28 MPa Cac dilm so 17 va so 20 chju keo, ling suit keo tuong ling la 1,71 va 4,96 MPa Nhu vay thiy ring ling suit tai cac dilm tren cac xa ngang truoc va xa ngang sau deu co gia tri rit nho so voi ling suit tren cac xa dpc Mat khac, qua bilu d6 phan b6 ling suit tai cac mat cit II-II va IV-IV va cac gia trj ling suit cu'thi tai cac dilm do, thiy ring cac xa ngang khong nhirng chi chju uon ma co xu huong bj xoan (Xem tiip trang 21) 17 ... kit cdu tren toa xe khdch Rumani A31351 Ket cau va bo phan TT Khoi Ivong, tan Tu trpng thung xe 25 Tu trpng gia chuyen hu6ng Tu trpng toa xe 32 Tai trpng toa xe, 32 ghl ng6i mem Toa xe day tai... dung tai Xi nghiep toa xe Sai Gon Cac vj tri va s6 dilm umg suit tren khung gia chuyin huong toa xe khach Rumani dugc liet ke bang Khoi lugng cua cac kit ciu tren toa xe khach Rumani cho bang So...khach Rumani, qua tinh toan bing ly thuyet, dong thai can cii kinh nghiem van dung thuc tl, da tien hanh xac djnh dugc 20 dilm ung suit tren khung gia Toa xe thu nghiem la loai toa xe khach Rumani