Chơng 4: tính toán kiểm nghiệm 4.1 Tính toán kiểm nghiệm độ bền bệ toa xe giờng ngủ:
4.3.4. Sơ đồ các lực tác dụng lên thùng xe:
* Bớc 1: Chuyển từ sơ đồ kết cấu sang sơ đồ tính.
+ Yêu cầu tìm ứng suất và kiểm tra độ bền của bệ xe khi chịu tải trọng. + Dạng kết cấu của bài toán:
Các loại tải trọng tác dụng lên kết cấu:
- Trờng hợp 1:
Tải trọng phân bố rải đều lên dải trên của thùng xe:
qtr = 4,43 (kN/m) Tải trọng phân bố rải đều lên dải dới của thùng xe:
qd = 23,6 (kN/m) Lực đấm tác dụng lên xà kéo:
Tđ = 1000 (kN)
Mômen uốn lệch tâm do lực dọc không nằm trong mặt phẳng bệ xe Mtl = 50 ( kN.m )
- Trờng hợp 2:
Tải trọng phân bố rải đều lên dải trên của thùng xe:
qtr = 4,43 (kN/m) Tải trọng phân bố rải đều lên dải dới của thùng xe:
Lực kéo tác dụng lên xà kéo:
Tk = 1000 (kN)
Mômen uốn lệch tâm do lực dọc không nằm trong mặt phẳng bệ xe Mtl = 50 ( kN.m )
* Bớc 2: Rời rạc hoá kết cấu.
Đánh số điểm nút các phần tử Phân chia các phơng án tải trọng:
- Trờng hợp 1:
+ Tải trọng qtr = 4,43 kN/m phân bố dải trên của thùng xe (ký hiệu trong SAP : qtr).
+ Tải trọng qd = 23,6 kN/m phân bố lên dải dới của thùng xe (ký hiệu trong SAP: qd)
+ Lực đấm Tđ = 1000 kN tại hai đầu của bệ xe (ký hiệu trong SAP: Tđ ).
+ Mômen M = 50 kNm uốn lệch tâm do lực dọc không nằm trong mặt phẳng bệ xe tại hai đầu của bệ xe (ký hiệu trong SAP : M ).
- Trờng hợp 2:
+ Tải trọng qtr = 4,43 kN/m phân bố dải trên của thùng xe (ký hiệu trong SAP : qtr).
+ Tải trọng qd = 23,6 kN/m phân bố lên dải dới của thùng xe (ký hiệu trong SAP: qd)
+ Lực kéo Tk = 1000 kN tại hai đầu của bệ xe (ký hiệu trong SAP: Tk ).
+ Mômen M = 50 kNm uốn lệch tâm do lực dọc không nằm trong mặt phẳng bệ xe tại hai đầu của bệ xe (ký hiệu trong SAP : M ).
Tất cả các lực đặt lên bệ xe đợc trình bày trên các hình vẽ:
- Trờng hợp 1:
Biểu đồ tổng hợp các lực tác dụng lên thùng xe
- Trờng hợp 2:
Biểu đồ tổng hợp các lực tác dụng lên thùng xe
Nhập các giá trị đặc trng hình học mặt cắt của các xà:
- Cột đứng là thép dập [90ì35ì5. Cột đứng có Jx = 137,26 cm4 .
- Dải trên thùng xe đợc lấy bằng mác thép có Jx tơng đơng. Tức là dải trên có Jx = 48 330,6 cm4 = 320 Jx (cột đứng). Vì vậy ta chọn mác thép chữ C có h = 4 hc, b = 5 bc .
- Dải dới thùng xe đợc lấy bằng mác thép có Jx tơng đơng. Tức là dải dới có Jx = 257 559,2 cm4 = 5,4 Jx (dải trên). Vì vậy ta chọn mác thép chữ C có h = 1,5 htr, b = 1,6 btr .
Sau khi nhập xong các giá trị của các loại tải trọng và đặc trng hình học bệ xe ta cho chạy chơng trình và cho ra các biểu đồ nội lực của bệ xe dới tác dụng của các loại tải trọng .Từ những biểu đồ nội lực đó ta kiểm tra ngay đợc ứng suất tại những mặt cắt bất kỳ và suy ra đợc nó có đảm bảo đủ điều kiện bền hay không. Hoặc có thể tính bằng tay kiểm tra tại các mặt cắt nguy hiểm cho ta biết mô men M3 , lực dọc trục
P và lực cắt V2 và dùng công thức kiểm tra bền của lý thuyết bền thứ 3 đã dùng ở trên (6) , (7) , (8) : 2 2 3.τ σ σtt = x + Trong đó : F P L L J M d t x x = 3 ( )± σ ; τ =VF2
* Bớc 3: biểu đồ mô men, lực cắt, lực dọc của thùng xe:
- Trờng hợp 1:
Biểu đồ mô men m3 tổng hợp
Biểu đồ lực cắt v2 tổng hợp
Biểu đồ lực dọc p1 tổng hợp
Biểu đồ mô men m3 do qtr, qd gây ra
Biểu đồ lực cắt v2 do qtr, qd gây ra
Biểu đồ mô men m3 do m gây ra
Biểu đồ lực cắt v2 do m gây ra
Biểu đồ mô men m3 do t gây ra
Biểu đồ lực dọc p1 do t gây ra
- Trờng hợp 2:
Biểu đồ mô men m3 tổng hợp
Biểu đồ lực cắt v2 tổng hợp
Biểu đồ mô men m3 do qtr, qd gây ra
Biểu đồ lực cắt v2 do qtr, qd gây ra
Biểu đồ lực dọc p1 do qtr, qd gây ra
Biểu đồ mô men m3 do m gây ra
Biểu đồ lực cắt v2 do m gây ra
Biểu đồ mô men m3 do t gây ra
Biểu đồ lực dọc p1 do t gây ra