bài giảng công nghệ sửa chửa ô tô, chương 15 doc

Chương 15: Tính dầm cầu trước dẩn hướng theo bền Chúng ta xét cầu trước với loại dầm cầu liền. Sơ đồ tác dụng lên c ầu trước ở hình (2.6). Cầu trước dẫn hướng được tính toán trên cơ sở các công thức được tính ở cầu sau. Phần tải trọng tác dụng lên c ầu trước m 1 .G 1 gồm hai thành phần. G 1 - Tải trọng tác dụng lên cầu trước khi xe đứng yên trên mặt phẳng nằm ngang m 1 - Hệ số phân bố lại tải trọng tác dụng lên cầu trước, m 1 phụ thược vào điều kiện chuyển động. Khi xe đang truyền lực kéo đến câu sau chủ động thì m 1 sẽ là m 1k <1. Khi xe đang phanh thì m1 sẽ là: m 1p >1. Các ph ản lực X 1 , X 2 , Y 1 , Y 2 , Z 1 , Z 2 là các phản lực tiếp tuyến, phản lực cản trượt ngang và phản lực thẳng đứng của mặt đường. S 1 , S 2 : Các lực thẳng đứng tác dụng từ nhíp lên dầm cầu Y’ 1 , Y’ 2 : Các lực ngang tác dụng giữa nhíp và dầm cầu. Khi tính toán ta bỏ qua trọng lượng của bánh xe g bx , vì g bx rất nhỏ so với Z 1 , Z 2 . Hình (2.6): Sơ đồ lực tác dụng lên dầm cầu trước dẫn hướng. Ở cầu trước dẫn hướng từ đầu cầu đến chổ đặt nhíp cầu chịu uố n và xo ắn do lực phanh (vì cầu bị động nên xuất hiện lực kéo). Ở giai đoạn hai nhíp cầu chịu uốn trong mặt phẳng thẳng đứng do Z 1 , Z 2 , Y 1 và Y 2 hình(2.6). Ngoài ra cầu còn bị uốn trong mặt phẳng nằm ngang do X 1p và X 2p . Do mômen u ốn trong mặt phẳng thẳng đứng lớn hơn mômen uốn trong mặt phẳng nằm ngang nên dầm cầu có tiết diện chữ I. Bởi vì ti ết diện chữ I coá khả năng chống uốn trong mặt phẳng thẳng đứng tốt hơn trong mặt phẳng nằm ngang. Cầu trước bị động dẫn hướng cũng tính theo ba chế độ tải trọng đặc b iệt như ở cầu sau. Các công thức xác định mômen uốn và xoắn ở cầu sau đều được ứng dụng cho cầu trước, chỉ cần thay m 2 ,G 2 bằng m 1 ,G 1 . a.Trường hợp 1: .;0; 21max ZZYXX ii  Mômen uốn do Z 1 , Z 2 gây nên trong mặt phẳng thẳng đứng l Gm lZMM p uzCuzA  2 11 1 2.26) Mômen u ốn do X 1p và X 2p gây nên trong mặt phẳng nằm ngang: l Gm lXMM p puXCuXA   2 11 1 (2.27) Ti ết diện nguy hiểm hoặc là ở chổ đặt nhíp hoặc là ở giữa cầu(vì giữa cầu thường chế tạo mỏng hơn ở hai đầu). Do ngay chỗ đặt nhíp thường có tiết diện khá lớn nên tiết diện kiểm tra ứng suất uốn thường lấy ở b ên cạnh nhíp. Mômen xoắn do X 1p và X 2p gây nên: bx p bxppp r Gm rXMM   2 11 121 (2.28) Ti ết diện để kiểm tra ứng suất xoắn sẽ lấy tại nơi có mô men chống xoắn nhỏ nhất tính từ cam quay đến chỗ đặt nhíp. b.Trường hợp 2: 21111max ;;0 ZZGmYYX i   Xe bị trượt ngang   1;1 11   m Lúc này các phản lực của mặt đường sẽ là:          B h G Z g 1 1 1 2 1 2  (2.29)          B h G Z g 1 1 2 2 1 2  (2.30) 1 1 1 111 2 1 2              B h G ZY g (2.31) 1 1 1 122 2 1 2              B h G ZY g (2.32) Mômen u ốn trong mặt phẳng thẳng đứng đối với nửa cầu bên trái s ẽ đạt giá trị tuyệt đối lớn nhất tại vị trí A’ (xem hình 2.3-5 và công th ức 2.13). bx g bxuA r B h G rYM           1 1 1 1 2 1 2 '   (2.33) Đối với nửa cầu bên phải mômen uốn trong mặt phẳng thẳng đứng sẽ đạt g iá trị cực đại (Xem hình 2.3-5 và công thức 2.12).   bx g uC r B h G M           1 1 1 1 2 1 2   (2.34) Trong trường hợp này, tiết diện nguy hiểm để kiểm tra ứng suất uốn cho nửa cầu bên phải là ở cạnh nhíp điểm C và đối với nửa cầu bên trái là ở tiết diện cạnh cam quay (Ở đầu ngoài cùng c ủa dầm cầu cạnh điểm A’). c.Trường hợp 3: 2 ;0;0;0 1 max G kZZYYX diiii  Mômen uốn trong mặt phẳng thẳng đứng tại A và C sẽ là: l G klZlZMM duZCuZA  2 1 max2max1 Đối với dầm cầu trước K đ nằm trong khoảng từ 2 đến 3. Nếu K đ ta chọn bằng 2 ta sẽ có: lGMM uZCuZA  1 (2.35) Ti ết diện nguy hiểm để kiểm tra ứng suất trong trường hợp này là ở chổ đặt nhíp (bên cạnh điểm A và C) và cần kiểm tra thêm ở giữa cầu. Để tìm được ứng suất trong từng tiết diện của dầm cầu cần phải biết giá trị mômen chống uốn và chống xoắn. Hình 2.7: Sơ đồ tiết diện gầm cầu chữ I. Nếu dầm cầu trước có tiết diện hình chữ I thì các giá trị W u và W x được tính như sau: Mômen chống uốn trong mặt phẳng thẳng đứng: H bhBH W ud 6 33   Mômen chống uốn trong mặt phẳng nằm ngang:     H bBhBhH W un 6 3 3   Mômen chống xoắn có thể xác định gần đúng như sau:   bHtW x 2 9 2 2  Ứng suất uốn và xoắn cực đại xuất hiện tại các vị trí khác nhau của dầm cầu có tiết diện chữ I nên không thể cộng chúng lại với nhau đượ c. Trường hợp nếu gầm cầu có tiết diện Êlip, thì có thể cộng ứng suất uốn với xoắn và chúng ta tính ứng suất tổng hợp. Ngoài các lực đã nêu trên, dầm cầu dẫn hướng còn bị các lực quán tính của chính bản thân cầu khi đi qua chỗ mấp mô tác dụng lên. Có thể tính lực quán tính như ở cầu sau chủ động. Nhưng v ì trọng lượng cầu trước dẫn hướng bị động tương đối nhỏ, nhất là ở phần giữa cầu nên có thể không cần tinh lực này. D ầm cầu dẫn hướng thường được chế tạo bằng thép Cacbon trung bình 30,35,40,30X với chế độ nhiệt luyện tôi và ram. Ứng suất tổng hợp ở trong mặt phẳng thẳng đứng và nằm ngang không vượt quá 300kN/m 2 . Ứng suất xoắn không vượt quá 125kN/m 2 . ở cầu sau. Các công thức xác định mômen uốn và xoắn ở cầu sau đều được ứng dụng cho cầu trước, chỉ cần thay m 2 ,G 2 bằng m 1 ,G 1 . a.Trường hợp 1: .;0; 21max ZZYXX ii  Mômen uốn do Z 1 ,. 1 1 2 2 1 2  (2.30) 1 1 1 111 2 1 2              B h G ZY g (2.31) 1 1 1 122 2 1 2              B h G ZY g (2.32) Mômen u ốn trong mặt phẳng thẳng đứng đối với nửa cầu bên trái s ẽ đạt giá trị tuyệt đối lớn nhất tại vị trí A’ (xem hình 2.3-5 và công th ức 2.13). bx g bxuA r B h G rYM.           1 1 1 1 2 1 2 '   (2.33) Đối với nửa cầu bên phải mômen uốn trong mặt phẳng thẳng đứng sẽ đạt g iá trị cực đại (Xem hình 2.3-5 và công thức 2.12).   bx g uC r B h G M           1 1 1 1 2 1 2   (2.34) Trong