Уточненный расчет кузова пассажирского вагона. Выбор расчетной схемы и основной системы.

Кузова современных пассажирских вагонов представляют собой оболоч­ку в виде подкрепленной обшивки, расположенной на боковых стенах, ра­ме и крыше. Несущая обшивка в таких кузовах вместе с подкрепляющими стержнями составляет единую систему и под действием внешних сил полу­чает сложную пространственную деформацию и соответствующие напряжения (основные и дополнительные срединные напряжения и напряжения изгиба). Расчет этих напряжений с учетом всех пространственных деформаций представляет собой весьма сложную задачу

В инженерной практике более широкое применение находят расчетные схемы, ограничивающиеся определением только основных срединных напря­жений, одной из таких схем является стержневая расчетная схема. Приемлемость такой схемы обусловлена до­пущением о недеформируемости контура поперечного сечения кузова. Стержневая расчетная схема кузова пассажирского вагона обра­зуется линиями 6, 4 и 5, проходящими через центры тяжестей поперечных сечений верхнего I и нижнего 2 поясов и простенков 3.

Участки простенков от оконных вырезе в до центров тяжестей поясов в силу их большой жесткости принимаются абсолютно жесткими. Для дальнейшего упрощения расчетов применяют расчетные схемы, по­строенные на основе допущений об условиях работы кузова с вырезами. В частности, в дополнительно упрощенных схемах простенки заменяют моделями, обеспечивающими асимметричную деформацию их упругой час­ти, а действительные пояса заменяют условными приведенными. Верхний приведенный пояс в такой схеме сопротивляется только деформации рас­тяжения-сжатия, а нижний приведенный пояс сопротивляется как растяжению-сжатию, так и изгибу. Введение в расчетную схему приведенных поясов вместо действительных равносильно постановке шарниров в зонах соединения простенков с верхним поясом, в результате которой степень статической неопределимости системы снижается до n раз. С учетом введенных допущений окончательная расчетная схема кузова на вертикальные нагрузки будет иметь вид, показанный на рисунке. Для простоты расчета напряжения в кузове вначале определяют от статичес­кой нагрузки, которую принимают в расчетной схеме в виде равномерно- распределенной,

 

Где 2L - расчетная длина кузова,, м.

Основная система принятой расчетной схемы по методу сил обра­зуется путем разреза верхнего поя­са по каждому оконному проему и введения неизвестных внутренних сил

Х₁ ÷ Х_1Э, положение (а) на рисунке.