CC BY
55
226
Общетехнические задачи и пути их решения
Заключение
По итогам анализа собранных данных и изучения результатов проведенных исследований можно сделать следующие выводы.
1. Получено уравнение, решение которого позволяет определять оптимальный угол заострения аопт наконечника стержневого заземлителя при известном угле трения о грунт: 2tga = sin2(a + ф).
2. Определен оптимальный угол заострения наконечника
2аопт = 45...53° (для глинистых и песчаных грунтов), обеспечивающий минимальное лобовое сопротивления грунта внедрению модульно-
стержневых заземлителей.
Библиографический список
1. Определение формы наконечника, обеспечивающей минимальное усилие прокола / В. К. Тимошенко // Строительство трубопроводов. - 1969. - № 3. - C. 18-20.
2. Параметры рабочего инструмента для статического прокола грунта / Н. Е. Ромакин, Н. В. Малкова // Строительные и дорожные машины. - 1997. - № 11. -C. 31-33.
3. Испытание грунтов пенетрацией и комбинированным зондированием : учеб. пособие / Ю. Т. Лупан, П. Л. Клемяционок. - Киев : УМК ВО, 1988. - 180 с.
УДК 53.088.3 Е. В. Болгов
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В КРЫШКЕ НА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОМ СТЕНДЕ
В статье представлены результаты динамических испытаний модели крышки люка полувагона в лабораторных условиях.
крышка люка, испытания, напряжения, испытательный стенд, результаты.
Введение
Крышки люков полувагонов - самые часто повреждаемые элементы грузового полувагона. Их повреждения и отказы носят различный характер: изгибы, трещины, перекосы, пробоины, коррозия и др. Всё это заставляет учёных и практиков искать новые пути предотвращения возникновения подобных дефектов как при эксплуатации, так и на этапах погрузки-
2011/3
Proceedings of Petersburg Transport University
Общетехнические задачи и пути их решения
227
выгрузки. Наиболее часто перечисленные повреждения появляются в зимний период, когда с началом холодов в кузов полувагона могут сбрасываться мёрзлые куски грунта с различной высоты (до 3 м).
Поэтому важной задачей, которую автор максимально корректно старался решить, явилась не только модернизация крышки (упрочнение её слабых мест, включая узлы крепления), но и снятие рабочих характеристик (напряжений), возникающих в материале крышки люка при падении на неё с разных высот и в разных частях сосредоточенных грузов.
Экспериментальная часть
Для проведения экспериментов в лаборатории гибких производственных систем ПГУПС был создан новый динамический стенд ударного типа, на конструкцию которого был получен патент. Одним из важных достоинств разработки можно считать то, что приложение ударных нагрузок, прикладываемых с разных высот к горизонтально размещённой крышке, можно осуществлять не только в центре, но в любом требуемом месте.
После физического моделирования была изготовлена крышка люка, которую доставили с завода и установили в лаборатории гибких производственных систем ПГУПС на специализированном стенде1. Мерный груз (масса 5 кг) подвешивался на крюк кран-балки и с помощью прочного троса фиксировался на нужной высоте (0,5 1,0 и 1,5 метра). Когда крепление груза убирали, груз падал свободно на крышку в требуемых местах (по самой середине крышки, у петель и по периметру крышки). Установленные на крышке с использованием клея тензометрические датчики позволяли получать сигналы от возникающих при падении груза напряжениях в материале, что фиксировалось и обрабатывалось в блоке памяти персонального компьютера. Зафиксированные значения сравнивались с числами, полученными расчётным путём.
Внешний вид элементов испытательного стенда, крышки с рёбрами жёсткости и датчиками, компьютер для обработки данных, а также крюк кран-балки, на котором висел мерный груз, показаны на рисунках 1-4. Математическая обработка полученных в эксперименте статистических данных сводилась к определению величин математического ожидания Мх, среднего квадратичного отклонения о, дисперсии Dx и коэффициента вариации v путём реализации стандартных программ в математическом пакете MathCad.
Число проводимых опытов и наблюдаемых величин напряжений в основном укладывалось в следующий диапазон: 26...40 значений. Итоговые результаты в сравнении с расчётными сведены в общую таблицу.
Войнов К. Н., Болгов Е. В. Стенд для испытания объектов на удар. - Заявка №2011121273/28(031502) на патент - полезная модель с положительным решением от 25.07.2011.
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2011/3
228
Общетехнические задачи и пути их решения
Рис. 1. Общий вид Рис. 2. Рёбра жёсткости и датчики
Рис. 3. Компьютер для обработки данных
Рис. 4. Крюк с грузом
2011/3
Proceedings of Petersburg Transport University
Общетехнические задачи и пути их решения
229
ТАБЛИЦА. Экспериментальные и расчётные значения
и их расхождение
Вид испытания Экспериментальное значение Расчётное значение, МПа Расхождение, %
Центр крышки, H = 500 мм n = 40 Mx = 214 ах = 4,367 Dx = 19,067 и = 0,02 225 4,8
Середина боковой обвязки, H = 1000 мм n = 30 Mx = 288 Ox = 5,689 Dx = 32,464 и = 0,02 300 4
Середина передней обвязки, H = 500 мм n = 42 Mx = 310 Ox = 6,517 Dx = 42,465 и = 0,14 325 4,6
Над крайней петлёй, H = 1500 мм n = 28 Mx = 271 Ox = 2,358 Dx = 5,56 и = 0,02 270 0,3
Для примера графические интерпретации в виде двух гистограмм нормального распределения (так как коэффициент вариации не превышал 0,3) показаны на рисунках 5 и 6.
Рис. 5. Гистограмма нормального распределения значений напряжений при первом испытании
Рис. 6. Гистограмма нормального распределения значений напряжений при втором испытании
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2011/3
230
Общетехнические задачи и пути их решения
Заключение
1. Разработан стенд ударного типа для проведения испытаний на прочность и снятия напряжений на моделях крышек люков, используемых в полувагонах железнодорожного транспорта.
2. Полученные результаты по измеренным напряжениям в материале физической модели крышки достаточно хорошо согласуются с расчётными, а именно: расхождения находятся в диапазоне от 0,3 до 4,8%.
2011/3
Proceedings of Petersburg Transport University
