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1、课程设计例题参考例(1)相关数据Xi 安地区铺设无缝铁路，相关已知条件如下 :1 .轨温 :最高轨温:Tmax=652C最低轨温:Tmin=-20.6 C 2。钢轨特性(1) 钢轨 :60 千克 /米钢轨，根据 6 mm 的预期磨损计算。缓冲区钢轨应为25m长的标准钢轨。钢轨钢的许用应力:(T s = 36500 x 104 pa(2) 根轨枕 : 混凝土 ii 型轨枕，每公里铺设 1840 根轨枕， a = 544mm；扣件:接头扣件为巾24mm 10.9级螺栓，六孔夹板；中间扣件为 弹性条二和橡胶垫板。(4)道床 : 碎石道床，顶部宽度为 3.3 米，曲线外加宽 0.05 米道碴为 一级道
2、碴，道碴厚度为 30cm，底部道碴厚度为 20cm，道碴床厚度 h=30+20/2=40cm3。线路坡度和最小曲线半径(1)线路坡度 : 一级线； (2)最小曲线半径 :rmin = 600 m4 . 运行机车199NY 7 型电力机车；最大行驶速度 :Vmax = 120 公里 /小时；车轮 重量和轴距的布置如图 1 所示。图 1 车轮重量和轴距(2)设计步骤和方法1 。强度计算轨道相关数据钢弹性模量:E = 21 *04兆帕；钢轨线膨胀系数：a = 0.011毫米C; 钢轨钢的许用应力:(Ts = 36兆帕；轨道对水平轴的惯性矩:JX = 2879 cm4;轨道对垂直轴的惯性矩：JY二49
3、8 cm4；轨底截面系数:W1 = 375 cm3轨头截面系数：W2 = 291cm3支撑弹性系数:d = 300 kn/cm; k ？ 4d = 0.012283/cm4e ixa d = 0.0153/cm4e ixa 轴承弹性系数 :d = 720 kn/cm； k?轨枕间距:a = 54.4cm厘米4 表 1 已知条件参数值单位参数值单位参数值单位参数值单位 l 250cm e 95cm a150cm b 15cm e 120cm b 27.5cm tmax 6S.2 365 MPa f0e 0.3Cm Jx 2879 cm4 fop 0.3Cm W1 375 cm3 f 0.2Cm
4、W2 291 cm3 l0 400Cm Q87 N/Cm Jy 489 cm4 p 2 R 60000Cm PH570000 N R 91N/Cmf 77.45 cm2 a 54.4 CMT min- 20.6 oC e 22100000N/cm2 a 0.0118mmZnfD 导 轨 199表2使用第一个车轮位置作为计算车轮位置 刀P0耐算表计算值项 P0(N) x(cm) kx 卩=e kx(cos(kx) ? sin(kx)P0 卩(N)表3使用第二个车轮作为计算车轮 刀P0耐算表计算值项目 PO(N) x(cm) kx 卩=e Kx 车轮iii 115000 435 5.343 0.0
5、0668768.3406iv115000130516.0290.00000-0.00794 刀P0 (N)110702车轮 i 115000 255 3.132-0.044ii 115000 01.000 I66sin(kx)P0 卩(N)9225965.401 115000 刀 P0 取较 大值为 110703N刀P0表4采用第一个车轮作为计算车轮 刀P0计算表计算值项目P0(N) x(cm) kx 卩=teKx 轮位 i 115000 000 000 1.000 115000 i i 115000 435 6.650 0 0.00167 192.253v 115000 1305 19.95
6、1 0.00001sin(kx)P0卩(N)111896.4 3表5采用第二轮作为计算轮次 刀P0耐算表计算值项P0(N) x(cm) kx 卩=e kx(cos(kx) ? sin(kx)P0 卩(N)15000 255 3.898-0.0287-3295.830 i 115000 0 0 1.000 115000车 轮 位 置 i v 115000 1050 16.050225321n 198290.8?凯姆 M0 ? Pe(coskx? sinkx) ? p? = 20006牛顿？ 0iii04ki ? 14k4*0.012283(3)轨枕静压计算(轨下基础检查和计算准 备)111896
7、.4；46530kanka 0.0153 * 54.5 * 111004 R0？P0ie？kxi(coskxi？sinkxi)？p? = 46244牛？ 02i ? 122(4)轨枕动态压力计算RD =(1+ a + B )R0 =(1+0.54+0.15)* 46530 = 78636N(钢轨动态弯矩计算 MD:MD =(1+ a +B )M0速度系数a ?偏载系数B :采用不平衡欠平衡 S h = 75mmB = 0.002 S h = 0.002 X 75 = 0.15横向水平力系数 f:f = 1.6 soMD =(1+0.72+0.15)* 22532 = 42135n m(6)计算
8、钢轨动力 1? ? 120? 0.72 100100Md52175?139.1兆帕 W1375轨头动态弯曲应力 (T 2:231.74MD 52175? 2? w? 179.3兆帕 2291(7)轨道制动应力当列车制动时，列车前面的轨道受压，后面的轨道受拉允许的轨 温变化范围以轨制动应力(T c = 10 MPa (8和计算。根据强度条件，用条件表达式(T d+ (T t+ (T C计算允许S轨 温变化范围，t t = 2.5 S t (MPa此，轨底温降允许范围为Dt365-139.1-10 Dt-S1-SF 降=2.5=2.5=863C轨头温升允许范围为边Dts-s Dt2-ST-179.
9、3-10L 1 = 2.5 = 3652.50 = 70.3C9 稳定压力计算 (1) 线条件原始弹性弯曲矢量 :F0E = 0.3cm 厘米；原始塑性弯曲矢量 :fop = 0.3cm 厘米；线的允许弯曲矢量 :f = 0.2cm 厘米；原始弯曲半波长 :L0 =400厘米；等效镇流器电阻:q = 87n/cm。轨道对垂直铀的惯性矩：iy = 524cm4轨道框架转换系数：B = 2(温度和压力的计算塑料原弯曲圆曲线的组合曲率为1R ？1R？1R？ 1600？102？8？0.3(400)2？ 3.17？10？5/cm 0：Bn 2e jy = 2 x 9.87 x 21 x 106 x 524 = 2.172 ?X3?01t2Cri检查 变形曲线长度 l：5
