Tính toán độ bền thùng xe khách thế hệ mới

Tài liệu tham khảo Tính toán độ bền thùng xe khách thế hệ mới

Lời nói đầu

ầu máy toa xe là một phơng tiện vận chuyển rất quan trọng trong ngành Đờng sắt nói riêng và ngành Giao thông vận tải nói chung Nó

có nhiệm vụ vận chuyển một khối lợng lớn hành khách và hàng hoá lu thông trong nớc và quốc tế Trong tình hình hiện nay, phơng tiện giao thông rất đa dạng và phong phú với nhu cầu đi lại ngày càng tăng của đại bộ phận dân chúng Sự đòi hỏi ngày càng cao về chất lợng phục vụ cũng nh độ an toàn tuyệt

đối, yêu cầu của ngành Giao thông vận tải nói chung và của ngành Đờng sắt nói riêng là đáp ứng đợc những yêu cầu đó Một trong những công việc hết sức quan trọng của ngời thiết kế là tính toán kiểm nghiệm độ bền toa xe, trong đó chủ yếu là thùng xe, bệ xe, động lực học và độ bền giá chuyển

Đ

Sau năm năm học dới mái trờng Giao thông vận tải Đợc sự dạy dỗ nhiệt tình của các thầy và không ngừng phấn đấu của bản thân, em đã tích luỹ đầy đủ những kiến thức mà Nhà trờng đề ra Do vậy, với đề tài “Tính toán độ bền thùng

xe khách thế hệ mới” mà Nhà trờng giao cho Em muốn đóng góp một phần công sức của mình cho ngành Đờng sắt nói riêng và ngành Giao thông vận tải nói chung

Thiết kế tốt nghiệp là công việc cuối cùng của sinh viên trớc khi rời ghế ờng Đại học, là đợt thực tập cuối cùng trớc khi mang những kiến thức mình đã học đợc vào áp dụng trong thực tế và nghiên cứu khoa học Cũng là dịp em đợc lần nữa củng cố lại kiến thức của mình, giúp em có một phơng pháp t duy khoa học đúng đắn khi ra công tác cũng nh nghiên cứu khoa học

tr-Trong quá trình làm đề tài đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫn PGS.TS Lê Văn Học, cũng nh các thầy giáo trong bộ môn Đầu máy toa xe, đề tài đã hoàn thành theo đúng thời gian quy định

Mặc dù em đã có nhiều cố gắng trong thu thập tài liệu và tìm hiểu thực tế, nhng vì thiếu kinh nghiệm làm một đề tài lớn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong đợc sự đánh giá, góp ý kiến của các thầy cô để đề tài của em đợc hoàn thiện hơn.

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn của thầy giáo PGS.TS Lê Văn Học, cùng các thầy trong tổ môn Đầu máy toa xe đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này

Với đề tài đợc giao là Tính toán kiểm nghiệm độ bền thùng xe khách thế“

hệ mới (S1, S2)” đang vận dụng ở Việt Nam để nâng cao chất lợng toa xe khách,

nhằm đáp ứng ngày càng cao nhu cầu đi lại của đại bộ phận dân chúng

- Về kỹ thuật

Kết cầu thùng xe là kết cầu toàn thân chịu lực, bệ xe không xà dọc giữa

Đ-ợc hàn tổng thành lại khi đủ các yếu tố của toa xe

- Cách nhiệt thành đầu dày 60 mm

* Vật liệu: Dùng sợi bông thuỷ tinh, ép thành tấm với chiều dày 20 và 50 mm

(hệ số cách nhiệt của bông thuỷ tinh là λ = 0,04 w M0C)

2 Cách nhiệt sàn xe

Dới cùng là lớp cách âm, tiếp theo là dầm gỗ kê theo chiều ngang xe rồi

đến ván ghép mộng dày 20 mm theo chiều dọc Trên cùng là lớp tapi trải sàn dày 5 mm Đây là loại trải sàn có độ chống mài mòn cao, đợc dán bằng loại keo

đặc biệt

3 Gỗ thùng xe

- Thùng lớp vỏ thép là lớp cách âm, cách nhiệt không bắt lửa, trong lớp cách nhiệt là ván thùng xe dày 14mm bọc poócmica 2 lớp (đối với thành xe), trên xe làm bằng composite dày 4 mm.

- Trần buồng khách làm bằng ván dày 5 mm (vì phải uốn cong)

- Các vách gồm thành đầu trong, vách ngăn giữa các buồng khách, khách với nhân viên, khách với buồng rửa mặt, giữa buồng khách và hành lang đợc làm bằng ván ép dày 28 mm

- Các ván thành và ván trần đợc liên kết bằng khung thép, bằng khoan lỗ, tarô ren đợc bắt trực tiếp vào khung thép hoặc vào khung gỗ thành xe, mui xe bằng đinh vít Tại các mối ghép ván có nẹp nhôm trang trí

- Các vách ngăn đợc liên kết với thành, sàn và mui xe nhờ các tai sắt hàn vào khung thép thành xe

II Các loại cửa xe

3 Cửa hành lang

Cửa làm bằng gỗ ván ép poócmica hai mặt dày 28 mm phía trên có ô kính Cửa đợc làm theo kiểu trụ xoay, có lắp cơ cấu tự động cửa có giảm chấn thuỷ lực Với cơ cấu này cửa hành lang (hai đầu) thờng đóng kín để giữ nhiệt cho buồng khách

7 Cửa sổ

- Cửa sổ bên trong phòng khách và dọc hành lang có kích thớc 1.200ì1000

mm cửa sổ làm bằng kính hai lớp an toàn

- Để đảm bảo tính cách nhiệt thành xe, khoảng cách giữa hai lớp kính là 12

mm đợc đặt trong cùng một khung nhôm và cố định vào khung cửa sổ

17 Điều hoà không khí : Loại máy Thermoking LRV-10

19 Vách ngăn : Gỗ dán, dán poócmica cao cấp

dày 28 mm

20 Tay nắm, Khoá cửa : Loại cao cấp của Trung Quốc

21 Chiếu sáng, điều hoà không khí : Gián tiếp

22 Dụng cụ thoát hiểm : Búa chuyên dùng

23 Khung che gió đầu xe : Kiểu kết cấu thép

II Kích thớc của toa xe

- Chiều dài toàn xe : 20.676 mm

- Kết cấu thùng của toa xe là loại kết cấu mới phù hợp với việc lắp đặt thiết

bị máy lạnh và điều hoà không khí trên nóc xe, là kết cấu thép toàn thân chịu lực Bệ xe không có xà dọc giữa đợc lắp ghép theo kiểu tổng thành bằng phơng pháp hàn điện hồ quang

- Kết cấu thép thùng xe bao gồm các phần sau:

1 Kết cấu bệ xe và sàn tôn

Bệ toa xe là loại bệ không có xà dọc giữa bao gồm:

- 02 xà đầu ngoài bằng tôn dập dày 10 mm

- 02 xà cạnh bằng thép hình [ 20 ì 75 ì 8

- 04 thanh xà kéo bằng thép hình [ 260 ì 100 ì 10

- 02 xà gối thép dày 10 mm hàn thành hộp và 18 thanh làm bằng tôn dập hình chữ [

- Các xà dọc phụ, xà ngang phụ, và chống chéo để tăng cờng độ cứng vững của bệ xe.

Các xà của bệ xe đợc liên kết với nhau bằng phơng pháp hàn điện

2 Kết cấu sàn xe: chia làm hai phần

- Phần bằng tôn tấm dày 3 mm từ xà đầu ngoài đến xà gối

- Phần bằng tôn dày 2,5 mm, dập gân ở khoảng giữa hai xà gối gân dập có dạng dập sóng cao 32 mm theo chiều dọc xe và đợc hàn liên kết với bệ xe tạo thành khoảng cách hàn vững chắc

3 Kết cấu thành bên

Bao gồm khung thép và vỏ thép:

- Khung thép thành bên có cột cửa và cột đứng ở các ô cửa sổ Các cột đứng làm bằng tôn dày 2,5 mm và đợc dập gân tăng độ cứng theo dọc chiều xe để giảm ứng suất tập trung tại góc các lỗ khoét cửa sổ đợc làm thành góc lợn trên R=120 mm Khung thép và vỏ thép đợc hàn ghép chắc chắn và đợc liên kết hàn với bệ xe

- Yêu cầu kỹ thuật của thành xe

Bao gồm kết cấu khung thép và vỏ thép

- Khung thép gồm hai cột đầu xe với kết cấu hình chữ nhật 115 ì 15 ì 4 hai cột bên là thép chữ [ 95 ì 34 ì 4 hai đoạn bên là thép [ 115 ì 75 ì 4trên cùng là vành mai L60 ì 25 ì 3 ngoài ra còn có các thanh ngang phụ để tăng cờng độ cứng Một bộ phận cấu thành quan trọng của khung thép thành đầu xe là khung che gió đầu xe đợc hàn với hai cột đứng hình hộp và thanh ngang trên tạo cho

thành đầu thêm cứng vững Phía ngoài là tôn bọc dày 2,5 mm đợc hàn chắc với khung thép.

Các chân cột thành đầu và vỏ thép thành đầu đợc liên kết hàn với bệ xe 5 Kết cấu thép mui xe

- Gồm kết cấu khung thép và vỏ thép Đặc điểm của loại toa xe có điều hoà không khí và kết cấu thép mui xe phải thiết kế để bố trí đợc máy điều hoà không khí kiểu nóc xe

- Khung thép mui xe bao gồm : Các vành mai có mặt cắt hình Z

3 25

25

60 ì ì ì Vành mai hình Z đợc tăng cứng tôn dày 2 mm hình Z

3 25

Phơng pháp tính độ bền thùng toa xe metro

i các phơng pháp chung tính toán sức bền thành bên toa xe

khách

Trong tình hình thực tế tính toán sức bền thùng xe khách từ trớc đến nay ngành

Đờng sắt đã sử dụng nhiều phơng pháp tính, trong đó thờng sử dụng phơng pháp tính toán riêng cho thành bên và bệ xe (có xà dọc giữa) Nó đợc sử dụng rất rộng rãi

để tính toán cho các loại toa xe khách đang vận dụng phổ biến ở Việt Nam.Trong giới hạn khuôn khổ đề tài tôi chỉ giới thiệu các phơng pháp tính sức bền thành xe.Hiện nay có hai phơng pháp tính toán sức bền thành xe đang đợc sử dụng rộng rãi nhất đem lại kết quả tơng đối chính xác:

- Phơng pháp tính toán gần đúng sức bền thành xe khách

- Phơng pháp tính chính xác sức bền thành xe khách

Sau đây tôi lần lợt giới thiệu các phơng pháp tính toán sức bền thành xe khách

1 Phơng pháp tính gần đúng sức bền thành xe khách

và mui xe).

- Tải trọng lúc này bao gồm:

+ Tải trọng giải đều gồm:

* Trọng lợng của thành bên

* Trọng lợng của một nửa mui

* 1/16 các thiết bị bên trong

+ Tải trọng tập trung bao gồm:

* Phản lực của các xà ngang truyền tới

* Nửa trọng lợng thành đầu trong và các thiết bị

* Nửa thành đầu ngoài, đầu đấm móc nối, bệ qua lại

ứng suất của dầm đợc tính theo công thức

y J

M1

= σ

F

Q

=

τ

J: Mô men quán tính mặt cắt ngang thành xe

y: Tọa độ của điểm xét ứng suất

M: Mô men uốn của mặt cắt đang xét

Q: Lực cắt tại mặt cắt đang xét ứng suất

F: Diện tích mặt cắt ngang đang xét ứng suất

Phơng pháp này trong quá tình tính toán có các sai sót sau:

- Tại chỗ cắt ngang không có cửa sổ thì kết quả tính khá gần đúng với thực tế

- Tại chỗ cắt ngang có cửa sổ sai sót lớn nguyên nhân là do ảnh hởng của lực cắt mà mặt cắt ngang thành bên không phẳng nữa, đờng cong đàn hồi thanh dây trên và thanh dây dới không đồng tâm.

1.2 Tính sửa lại

Chủ yếu để tính ứng suất phụ thêm tại các khoang cửa sổ

- Xét tại mặt cắt (1,1) và (2,2)

H.II.2 Mặt cắt khoang cửa sổ

a Tính ứng suất phụ thêm của thanh dây tại mặt cắt ngang sát mép cửa sổ

- Coi các thanh dây nằm trong đoạn khung cửa sổ là một dầm 2 đầu ngàm cứng trợt

Chia tải trọng cho thanh dây trên và thanh dây dới

T d

T T

J J

d d

J J

J

+

=

α

α- Là hệ số mô men quán tính của thanh dây trên và dới

JT, Jd là mô men quán tính của thanh dây trên và thanh dây dới

QTrên = αTrên.Q Qd = αd.QQ: Lực cắt quán tính khi cha xét đến cửa sổ

QTrên, Qd là lực cắt của thanh dây trên và thanh dây dới khi ta phân theo hệ số theo mô men quán tính

- Nguy hiểm nhất là các điểm 1 và 4 nên ta cần tìm thêm ứng suất phụ thêm tại

điểm 1 và 4

T T

2lcs – Chiều rộng khoang cửa sổ

hT1 – Khoảng cách từ điểm 1 đến đờng trục thanh dây trên

H.II.3 Điểm tính ứng suất phụ thêm

.

' 4

d

cs d J

l Q

τ

b ứng suất phụ thêm của cột đứng tại mép cửa sổ

T

F h J

M

1 =

FT- Bề mặt cắt ngang thanh dây trên

J – Mô men quán tính mặt cắt ngang cả thành bên

H.II.4 ứng suất phụ thêm của cột đứng

T

F h J

T 2

T 1

S Q J

l l

M M h F J

l T T T

l w

- §èi víi thanh d©y trªn : T

M

⋅

⋅ +

= 1

1

σ

T

T F

Q h

d

cs d

F

Q h

J

h Q w

M

=

⋅

⋅ +

Tại góc cửa sổ có hiện tợng tập trung ứng suất nên:

2 Phơng pháp tính chính xác

a Sơ đồ tính

Do kết cấu đối xứng ta chỉ xét 1/2 thành bên bỏ qua phần bệ qua lại

- Sơ đồ tính tạo bởi các đờng trục tâm hình các thanh dây trên, dới và các vách ngăn

- Tải trọng gồm tải dải đều q tải tập trung p

T d

T T

J J

d d

J J

q

q tr= αr⋅ ; d = αd⋅

i d id i

+ Các lực tập trung phải đặt đúng tại các điểm đờng cong kết giữa cột đứng và thanh dây

Đờng cong đàn hồi của thanh dây trên và dới khi biến dạng là hoàn toàn nh nhau:

d

d d tr

tr

M J

E J

M J

E

=

T d

d d d

T

tr tr

J J

M J M J

J

M J M

+

=

= +

⋅

Thế vào nhau ta có :

d T

tr

M J J

d J J

M J

Giả sử nó bị biến dạng thanh dây trên là ∆T = ∆d (do thanh dây trên và dới không có biến dạng xê dịch với nhau (cột đứng có độ dài không đổi).

3 3

4

; 4

.

l EJ

P l

EEEJ

P

d

d d T

tr

α

α γ

c Bài toán sửa lại đối với phản lực R của xà gối

Lúc này ta coi 2 đầu cửa sổ là ngàm cứng

d Bậc siêu tĩnh và kết cấu cơ bản

- Tháo khớp ở trên các cột đứng và thêm vào các ẩn lực tạo thành kết cấu cơ bản:

Nh vậy, ta thấy rằng ẩn lực phụ thuộc vào số lợng khoang cửa sổ

e Biểu đồ nội lực

- Đối với thanh dây trên cần vẽ biểu đồ mômen uốn, dọc trục

- Đối với cột đứng thì vẽ mô men uốn, lực cắt

- Khi vẽ phải dùng giả thiết về điểm nối kết thực tế

- Đối với thanh dây mô men uốn, lực dọc trục tồn tại trên các bề dài

R α Τ

R α d R

R α Τ

R α d

X 1 X 1 X 2 X 2 X 3 X 3 X 4 X 4 X 5 X 5 X 6

-Với cột đứng thì khi vẽ mô men uốn bắt đầu từ mép cửa sổ giảm dần theo quy luật đờng thẳng tại điểm gặp đờng trục, mô men uốn = 0 Lực cắt chỉ tồn tại trong đoạn khoang cửa sổ.

- Bỏ qua một phần bán kính lớn của mui xe

- Coi thành xe là một hệ thanh thông thờng vì kích thớc bề ngang và dài các thanh là cùng bậc

- Mỗi mặt cắt ngang của thành xe có hai điểm ứng suất pháp bằng 0

- Mô men uốn tại điểm nối kết giữa cột đứng và thanh dây trong biểu đồ mô men uốn hợp thành có sự đổi dấu nhảy vọt và trong mỗi khoang cửa sổ trên mỗi thanh dây có một điểm uốn

Cách tính này hiện nay vẫn dùng vì :

- Tại chỗ ứng suất tính đợc khá phù hợp với thực tế

- Khối lợng tính toán vừa phải

3 Kiểm tra ổn định của thành bên

3.1 Thép bọc thành xe

a ứng suất tới hạn của thành xe chịu cắt

Dới tác dụng của tải trọng thẳng đứng tại vùng xà gối lực cắt rất lớn có thể mất cứng vững do ứng suất gây ra

( )2 2

Điều kiện ổn định : τth> [n] với [n] = 1,2

b Dới tác dụng của uốn hoặc nén

( )2 2

τ

τ σ

S Q

=

d tr

tr tr

J J

J Q Q

M W

M

i

N i

q

+ +

=

Ư

Ư

' 1

σ

c Tính ứng suất cứng vững của thanh dọc

Cần xét tại hai mặt cắt chính giữa thành và xà gối:

- Mặt cắt chính giữa thùng Q = 0 , ti = 0

2 min

P =π

Điều kiện ổn định : [ ]n

P

P ili ith > với [n] = 1,5

II quy trình tính toán thành bên cho một số loại xe tiêu biểu đang sử dụng ở việt nam.

1 Lập sơ đồ tính

Lấy các đờng trục của thanh dây trên và thanh dây dới, cột đứng, tạo thành sơ đồ tính Kích thớc các cột đứng, khoảng cách giữa các cột đứng, thanh dây chiều rộng chiều cao của cửa sổ…

2 Xác định tải trọng tác dụng lên thành bên toa xe

a Tải trọng rải đều: Gồm trọng lợng thành bên, cộng với 1/2 mui xe, cộng với 3/16 trọng lợng các thiết bị bên trong

b Tải trọng tập trung bao gồm:

- Phản lực của các xà ngang bệ xe truyền tới thành xe

- 1/2 thành đầu trong và các thiết bị

- 1/2 thành đầu ngoài đầu đấm móc nối bệ qua lại

3 Tiến hành tính toán xác định các đặc trng hình học của thành bên

- Xác định mặt cắt ngang tại các chỗ sau:

+ Diện tích mặt cắt ngang thanh dây trên, dây dới tại mặt cắt chính giữa cửa sổ

+ Diện tích mặt cắt ngang cột đứng giữa hai khoang cửa sổ, ở phần này ta nên chú ý là vì cột đứng có kích thớc tơng đối khác nhau Trong khi đó ta phải xác định tất cả các cột đứng

+ Diện tích mặt cắt ngang ở chính giữa cột đứng

- Xác định mômen quán tính sau:

+ Mômen quán tính của thanh dây trên (Jtr)

+ Mômen quán tính của thanh dây dới (Jd)

+ Mômen quán tính của cả thành bên (Tính toán dễ dàng nhờ kết quả của hai phần trớc)

+ Mômen quán tính của cột đứng giữa hai khoang cửa sổ

- Từ kết quả tính toán ở trên ta xác định đợc hệ số mômen quán tính

tr d

tr tr

J J

J

+

= α

tr d

d d

J J

J

+

= α

Trong đó

+ Jtr – Là mômen quán tính của thanh dây trên

+ Jd – Là mômen quán tính của thanh dây dới

+ α - Là hệ số mô men quán tính

i phơng pháp tính gần đúng

c Vẽ biểu đồ lực cắt cho dầm xác định các điểm có trị số cực đại.

d Xác định ứng suất sinh ra tại mặt cắt có trị số mômen uốn cực đại, lực cắt cực

đại

F

Q y

a ứng suất phụ thêm của thanh dây tại mặt cắt ngang sát mép cửa sổ

- Coi các thanh dây nằm trong đoạn khung cửa sổ là 1 dầm 2 đầu ngàm cứng ợt

tr Tiến hành chia tải trọng cho thanh dây trên và dới:

Q Q

Tr

cs Tr

F

Q h

J

l Q

d Tr

Tr

cs d

F

Q h

J

l Q

b ứng suất phụ thêm của cột đứng tại mép cửa sổ

M1, M2 : Là mô men uốn tại điểm giữa 2 cửa sổ 2 đầu cột đứng mà ta xét (xác

định trên biểu đồ mô men uốn của dầm)

T F h J

2

1 max

Fv

T w

x M

l w

h

T⋅ cs = ⋅ T ⋅ ⋅ cs

= 2

1

2

σ

Q S JF

l

T N

τ

ở đây Fv ta chỉ tính đến thép bọc mà không để ý đến cột đứng

3 ứng suất cuối cùng trong các thanh

a Đối với thanh dây trên : T

M

⋅

⋅ +

=

1 1

σ

T

T F

Q

=

1

τ

b Đối với thanh dây dới:

d

d d

d

cs d

F

Q h

J

h Q w

σtt = +

II Phơng pháp tính chính xác

1 Sơ đồ tính

Ta chỉ xét 1/2 thành bên bỏ qua bệ qua lại :

- Sơ đồ tính tạo bởi các đờng trục tâm hình của thanh dây trên, dới, các cột đứng

- Sau khi có sơ đồ tính, thêm vào giữa các cột đứng là khớp quay

2 Tiến hành chia tải trọng cho thanh dây trên và thanh dây dới theo hệ số mô men quán tính

d d

T T

d i id T

i it

q q q

q

X X X

X

α α

α α

- Ta thấy rằng bậc siêu tĩnh của thành bên phụ thuộc vào số lợng các khoang cửa sổ Cứ mỗi cột đứng thì ta có một ẩn lực.

- Xác định bậc siêu tĩnh cho từng loại xe

a Xe Đờng Sơn Trung Quốc

- Xe này gồm 8 cửa sổ nh vậy khi xét kết cấu đối xứng ta cắt ở giữa cột đứng

Nh vậy, ta vẫn coi nửa thành xe gồm có 5 cột đứng nhng cột thứ 5 có mô men quán tính (độ cứng = 1/2 độ cứng của nó) bằng 1/2 mô men quán tính của cả cột

Lúc này coi khoảng cách giữa cột đứng thứ 5 và ngàm trợt là vô cùng bé

Nh vậy với xe Đờng Sơn Trung Quốc thì bậc siêu tĩnh là 4:

+ +

∆

= +

+ +

∆

= +

+ +

∆

= +

+ +

x x

x

P x

x x

x

P x

x x

x

P x

x x

x

4 4 44 3 43 2 42 1 41

3 4

34 3 33 2 32 1 31

2 4 24 3 23 2 22 1 21

1 4 14 3 13 2 12 1 11

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

b Toa xe thiếu niên tiền phong

- Số lợng khoang cửa sổ của thành bên gồm 10 cửa sổ, nh vậy khi ta xét 1/2 thành thì gồm 5 khoang cửa sổ và 6 cột đứng vậy bậc siêu tĩnh bằng 6

- Vậy ta có phơng trình chính tắc:

+ +

+

∆=

+ +

+ +

+

∆=

+ +

+ +

+

∆=

+ +

+ +

+

∆=

+ +

+ +

+

∆=

+ +

+ +

x x

x x

x

P x

x x

x x

x

P x

x x

x x

x

P x

x x

x x

x

P x

x x

x x

x

P x

x x

x x

x

6 6 66 5 65 4 64 3 63 2 62 1 61

5 6 56 5 55 4 54 3 53 2 52 1

4 6 46 5 45 4 44 3 43 2 42 1 41

3 6

36 5 35 4 34 3 33 2 32 1 31

2 6 26 5 25 4 24 3 23 2 22 1 21

1 6 16 5 15 4 14 3 13 2 12 1 11

51

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

δ

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

δ δ

7 Xác định ứng suất sinh ra trong kết cấu

Dựa vào biểu đồ mô men, lực cắt, lực nén

F

Q y

8 Tiến hành giải bài toán phụ ở xà gối, xác định ứng suất phụ thêm

9 Kiểm tra ổn định của thành xe

b phơng pháp chung tính toán độ bền thùng xe khách thế

hệ mới

1 Phơng pháp tính gần đúng thùng toa xe khách

- Việc tính toán gần đúng thùng toa xe khách nhằm xác định kích thớc ban

đầu của mặt cắt các phần tử chính của thùng xe

- Khi tính toán đờng bao ngoài của mặt cắt ngang thùng xe đã đợc xác định, còn bề dày tấm bọc cũng nh hình dáng kích thớc và sự sắp xếp các phần tử dọc (thanh dọc, gân dập chịu lực, thanh giằng, gia cờng ) đã đ… ợc tạm chọn trớc Việc cần làm làm tính toán ứng suất của tất cả mọi phần tử tại mặt cắt ngang chính giữa thùng xe

- Trong tính toán, coi cả thùng xe là một dầm hình hộp đặt lên hai gối (hai cối chuyển hớng) chịu lực dải đều, chịu tải trọng thẳng đứng và tải trọng kéo

đấm dọc, bỏ qua các lỗ khoét ở cửa lên xuống và cửa sổ

- Khi thép bọc khá bằng phẳng, lại cha mất cứng vững thì coi nh toàn bộ thép bọc đều tham gia chịu lực và ứng suất tại điểm bất kỳ trên mặt cắt ngang chính giữa thùng xe đợc xác định theo:

F

N z J

M

x = 1 +

σ

Trong đó:

• M: Mô men uốn (lấy theo trị số tại mặt cắt ngang chính giữa thùng xe)

• N: Lực dọc trục (lấy theo trị số tại mặt cắt ngang chính giữa thùng xe)

• J: Mô men quán tính (toàn thép bọc + các phần tử gia cờng)

• F: Bề mặt cắt ngang toàn phần (toàn thép bọc + các phần tử gia cờng)