СИ СТЕМ А н ш
ш
т
м
к
где
о —
напряжения
в
контакте;
г| —
поперечное смещение колеса;
С —
вертикальное
смещение
кри-
вой при интерполяции на более
высокую колесную нагрузку. Вели-
чину С определяют из выражения
С = 4,58Q,+257.
(2)
Линейная интерполяция по вер-
тикальной оси координат ст (напря-
жения) возможна, поскольку между
колесной нагрузкой и максималь-
ными напряжениями в контакте
имеет место почти линейная зави-
симость (рис. 5).
Из рис. 5 видно, что при увели-
чении колесной нагрузки в диапазо-
не 50 -150 кН получается почти ли-
нейный подъем максимальных нор-
мальных напряжений. При других
значениях поперечного смещения
характер кривых аналогичен.
Подставив в уравнение (1) урав-
нение (2), получим
о =
25ц+ 4,58 Q+ 257.
(3)
Таким образом, видим, что меж-
ду максимальными напряжениями
в контакте а, нагрузкой колеса 0,и
поперечным смещением ц имеет ме-
сто простая линейная зависимость.
Уравнение (3) нельзя применять
для ситуаций, когда поперечное
смещение колеса вызывает набе-
гание гребня на рабочую грань го-
ловки рельса или когда гребень до-
статочно близко подошел к рабо-
чей грани. Это видно из рис. 4, где
линейная зависимость отсутствует
в диапазоне поперечных смещений
от -1 до -2,5.
Как уже упоминалось, нейтраль-
ное положение колесной пары в пу-
ти соответствует поперечному сме-
щению около +3мм. При извили-
стом движении колесной пары ве-
личина напряжений в контакте
колеблется относительно значения,
соответствующего этому смешению
(см. рис. 4). Для колесной пары, ка-
тящейся по прямому участку пути,
уравнение (3) применимо, так как
набегания гребня на головку рельса
здесь не происходит.
Рис. 4. Зависимость напряжений о в контакте от поперечного смещения колеса д
0
20
40
60
80 100 120 140 (2, кН
Рис. 5. Зависимость между максимальны-
ми напряжениями в контакте
о
и колесной
нагрузкой 0,при поперечном смещении
колеса +3мм
Распространение напряжений
внутрь колеса и рельса
«■■и
Нормальные напряжения
На рис. 6 приведены кривые за-
висимости между нормальными на-
пряжениями в контакте и глубиной
их распространения в рельсе при
различных значениях колесной на-
грузки. Кривые сняты для попереч-
ного смещения Т] = 0 мм.
Значения статических колесных
нагрузок ограничиваются величи-
ной 110 кН. На рис. 6 рассмотрен
их диапазон, достигающий 210 кН.
Это позволяет учесть динамические
эффекты, при которых могут воз-
никать кратковременные нагрузки
указанного порядка.
Эквивалентные напряжения
При взаимодействии колеса с
рельсом под поверхностями обоих
элементов пары возникают объем-
ноориентированные напряжения,
для оценки которых была приме-
нена гипотеза Мизеса об измене-
нии формы (СЕН). В рамках этой
гипотезы используется понятие эк-
вивалентных напряжений.
Максимум эквивалентных на-
пряжений находится под поверх-
ностью. В зависимости от попереч-
о
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000 а, МПа
Рис. 6. Зависимость нормальных напряжений в рельсе а от глубины их действия
к
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, № 1
57
предыдущая страница 55 Железные дороги мира 2011 01 читать онлайн следующая страница 57 Железные дороги мира 2011 01 читать онлайн Домой Выключить/включить текст