Diplom-prezentatsia_styled

1. РАСЧЁТ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕТЫРЁХОСНОГО УНИВЕРСАЛЬНОГО ПОЛУВАГОНА

РАСЧЁТ
НАПРЯЖЁННОМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ДЕФОРМИРОВАННОГО
ФГБОУ ВО «Брянский государственный технический
СОСТОЯНИЯ
университет»
КафедраЧЕТЫРЁХОСНОГО
«Подвижной состав железных дорог»
УНИВЕРСАЛЬНОГО
ПОЛУВАГОНА
1
группа О-20-ПМ-ПМО-Б
студент Головачёва Юлия Сергеевна

2. Цель выпускной квалификационной работы- провести анализ напряжённо-деформированного состояния полувагона

Цель выпускной
квалификационной работыпровести анализ напряжённодеформированного состояния
полувагона
• Приближенный расчёт кузова как балки на двух
• Расчёт
опорахстойки от действия распора
• Проверка
работоспособности кузова по устойчивости
сыпучего груза
• Проверка
работоспособности кузова по живучести несущих
несущих элементов
элементов
• Анализ
НДС полувагона в программном комплексе Femaр
2

3. Объект исследования

Четырёхосный универсальный полувагон типа 12-9853,
разработанный для перевозки различных сыпучих грузов,
которые не требуют защиты от атмосферных осадков.
1. Грузоподъёмность – 75т.
2. Тара кузова – 25т.
3. Длина рамы – 12,8 м.
4. Ширина рамы – 2,94 м.
5. Высота кузова внутри – 2,36 м.
Рис. 1. Четырёхосный
6. Толщина обшивки стен – 4 мм.
универсальный полувагон 129853
3

4. Приближенный расчёт кузова как балки на двух опорах по I и III расчётным режимам

Рис. 2. Расчётная схема
Рис. 3. Поперечное сечение
кузова полувагона
4

5. Результирующие напряжения в верхней и нижней точках сечения посередине по I и III расчётном режимам

верхней и нижней точках сечения
посередине
по
I
и
III
расчётном
Таблица 1 Результирующие напряжения в верхней и нижней
режимам
точках сечения посередине
кузова по I режиму
, МПа
Вид
нагружения
№
точки
I режим
растяжение
I режим
сжатие
верх
низ
верх
низ
от
вертикальной
нагрузки
-22
17
-22
17
от
T = 2,5 МН
от
T = 3 МН
Результирующие
-50
136
–
–
–
–
60
-163
-72
153
38
-146
Таблица 2 Результирующие напряжения в верхней и нижней
МПа
точках сечения посередине кузова по III ,режиму
Вид
нагружения
№
точки
III режим
растяжение
III режим
сжатие
верх
низ
верх
низ
от
вертикальной
нагрузки
-32
25
-32
25
от
T = 1 МН
от
T = 1 МН
Результирующие
-20
54
–
–
–
–
20
-54
-52
79
-12
-29
5

6. Построение модели в программном комплексе Femap

• Используя возможности КОМПАС-3D строим геометрию
сложных и переменных сечений и импортируем в Femap
• Задаём свойства материала и сечения для всех стержней и
• Производим
построение геометрии по узлам по
обшивки
необходимым параметрам и размерам конечных
элементов
Рис. 4. Расчётная модель
6

7. Напряжённо-деформированное состояние кузова полувагона с крупной разбивкой по 1 расчётному режиму

деформированное состояние
кузова полувагона с крупной
разбивкой по 1 расчётному
режиму
Растяжение
(Т=2,5МН)
Рис. 5. Картина напряжённодеформированное состояние на
растяжение по 1 расчётному режиму
Сжатие (Т=3МН)
Рис. 6. Картина напряжённо-
7

8. Напряжённо-деформированное состояние кузова полувагона с крупной разбивкой по III расчётному режиму

деформированное состояние
кузова полувагона с крупной
разбивкой по III расчётному
режиму
Растяжение
(Т=1МН)
Рис. 7. Картина напряжённодеформированное состояние на
растяжение по III расчётному
режиму
Сжатие (Т=1МН)
Рис. 8. Картина напряжённодеформированное состояние на
8

9. Результирующие напряжения в верхней и нижней точках сечения посередине кузова

Таблица
3 Результирующие
напряжения в верхней
и нижней
точках сечения посередине кузова по I режиму
Вид нагружения
I режим растяжение
I режим сжатие
№ точки
, МПа
От Т=2,5 МН
От Т=-3 МН
Верхняя
-44
–
Нижняя
148
Верхняя
–
–
-8
Нижняя
–
-124
Таблица 4 Результирующие напряжения в верхней и нижней
точках сечения посередине кузова по III режиму
Вид нагружения
III режим растяжение
III режим сжатие
№ точки
, МПа
От Т=1 МН
От Т=-1 МН
Верхняя
-24
–
Нижняя
88
–
Верхняя
–
-17
Нижняя
–
-18
9

10. Напряжённо-деформированное состояние кузова полувагона с мелкой разбивкой по 1 расчётному режиму

Напряжённо-деформированное 1
состояние кузова полувагона с 0
мелкой разбивкой по 1
расчётному режиму
Растяжение
(Т=2,5МН)
Рис. 9. Картина напряжённо-
деформированное состояние на
растяжение по 1 расчётному
Сжатие (Т=3МН)
режиму
Рис. 10. Картина напряжённо-

11. Напряжённо-деформированное состояние кузова полувагона с мелкой разбивкой по 3 расчётному режиму

деформированное состояние
кузова полувагона с мелкой
разбивкой по 3 расчётному
режиму
Растяжение
(Т=1МН)
Рис. 11. Картина напряжённо-
деформированное состояние на
растяжение по III расчётному
Сжатие (Т=1МН)
режиму
Рис. 12. Картина напряжённо-
1
1

12. Результирующие напряжения в верхней и нижней точках сечения посередине кузова

Таблица 5 Результирующие напряжения в верхней и нижней
, МПа
точках
сечения посередине
Вид нагружения
№ точки кузова по I режиму
I режим растяжение
I режим сжатие
От Т=2,5 МН
От Т=-3 МН
Верхняя
-48
–
Нижняя
148
Верхняя
–
–
-8
Нижняя
–
-124
Таблица 6 Результирующие напряжения в верхней и нижней
, МПа
точках
сечения посередине
Вид нагружения
№ точки кузова по III режиму
III режим растяжение
III режим сжатие
От Т=1 МН
От Т=-1 МН
Верхняя
-52
–
Нижняя
84
Верхняя
–
–
-18
Нижняя
–
-19
1
2

13. Сравнение результатов по сред сечению кузова для верхней и нижней точки

Таблица 6 Результирующие напряжения в верхней и
нижней точках сечения посередине кузова
, МПа
Вид нагружения
№ точки
I режим
растяжение
Аналитический
расчёт
Крупная
разбивка
Мелкая
разбивка
верх
-72
-44
-48
низ
153
148
148
верх
38
-8
-8
низ
-149
-124
-124
III режим
растяжение
верх
-52
-54
-52
низ
79
88
84
III режим
сжатие
верх
-12
-17
-18
низ
-29
-18
-19
I режим сжатие
1
3

14. Пластинчатая конечно-элементная модель

Пластинчатая конечноэлементная модель
Рис. 13. Пластинчатая конечно-элементная модель
1
4

15. Напряжённо-деформированное состояние расчётной модели по I расчётному режиму от Т=2,5МН

1
5
Рис. 15. Напряжения
возникающее в
нижней точке вагона
посередине кузова от
Рис. 14. Напряжённодеформированное
Т=2,5МН
Рис. 16. Напряжения

16. Напряжённо-деформированное состояние расчётной модели по I расчётному режиму от Т=3МН

Рис. 18. Напряжения
возникающее в
нижней точке вагона
посередине кузова от
Рис. 17. Напряжённо-
Т=3МН
деформированное
Рис. 19. Напряжения
1
6

17. Сравнение пластинчатой и пластинчато-стержневых расчётных моделей

1
7
Сравнение пластинчатой и
пластинчато-стержневых
расчётных моделей
Таблица 7 Результирующие напряжения по первому
, МН/м2
расчётному режиму для верхней и нижней
точки сечения
Вид
Аналитическое
Крупная
Пластинчатая
посередине
кузова
№ точки для разных расчётных схем
Мелкая разбивка
нагружения
решение
разбивка
схема
I режим
растяжение
(Т=2,5 МН)
Верхняя точка
-72
-44
-48
-35
Нижняя точка
153
148
149
136
I режим
сжатие
(Т=-3 МН)
Верхняя точка
38
-8
-8
-1
Нижняя точка
-149
-124
-124
-112

18. Выводы

1
8
Выводы
Таблица 8 Максимальные полученные напряжения
Вид нагружения
, Мпа
Крупная разбивка
Мелкая разбивка
1 расчётный режим
233
262
3 расчётный режим
159
157
Допускаемые напряжения для 1 режима