Статические испытания вагона на прочность
Основные задачи статических прочностных испытаний. Виды и последовательность испытаний, главные условия, оборудование и порядок для их проведения. Размещение тензодатчиков на вагоне. Анализ порядка обработки данных и оформления результатов испытаний.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.05.2017 |
| Размер файла | 1,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оглавление
- Введение
- Основные задачи статических прочностных испытаний
- Виды и последовательность испытаний
- Условия проведения испытаний
- Оборудование для проведения испытаний
- Порядок проведения испытаний
- Размещение тензодатчиков на вагоне
- Порядок обработки данных и оформления результатов испытаний
Введение
Современный вагон представляет собой сложную статически неопределимую конструкцию, на которую действуют разнообразные эксплуатационные нагрузки случайного характера. Поэтому расчетным путем можно определить приближенно с учетом ряда допущений в расчетных схемах и алгоритмах расчетов характеристики вагонов и размеры отдельных их деталей.
Некоторые элементы вагонов вследствие их высокой сложности или действия случайных динамических сил вообще не рассчитываются, а их размеры и прочность определяются на основании опытных данных измерением напряжений в элементах натурных вагонов и сравнением этих напряжений с допускаемыми, установленными нормами расчета и проектирования вагонов.
Методами тензометрии измеряют общие и местные напряжения, действующие в несущей конструкции.
Измерение напряжений производят в наиболее нагруженных зонах несущей конструкции, обоснованных расчетами в соответствии с требованиями межгосударственного стандарта(Проект ГОСТ 33211 2014г. «Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам») и указанными в конструкторской документации.
Статический режим нагружения характеризуется однократным и длительным приложением внешней нагрузки к узлам вагона, монотонно достигающей своей максимальной величины.
прочностной испытание тензодатчик вагон
Основными задачами статических прочностных испытаний являются
-- всестороннее исследование прочности новой конструкции вагона или исследование прочности только его отдельных элементов или узлов в связи с частичным изменением конструкции вагона;
-- исследование устойчивости несущей конструкции вагона в целом или ее отдельных элементов;
-- проверка правильности и рациональности конструктивного решения;
-- проверка правильности применения расчетных схем вагона и результатов расчетов и сопоставление между собою результатов расчетов и испытаний.
Режим нагружения вагона выбирается с учетом максимальных сил, возникающих в эксплуатации вагона. При статических прочностных испытаниях основными силами являются силы от вертикальной статической нагрузки (вес груза и тары вагона), продольные силы, силы скручивания кузова вагона, приложенные в плоскости шкворневых балок; силы от распора сыпучих грузов на боковые стены кузова вагона; гидростатическое давление жидкости и внутреннее давление газов в котле цистерны; силы, возникающие при разгрузке вагона на вагоноопрокидывателе; силы, возникающие при подъеме кузова вагона домкратами при ремонте вагона, располагаемыми по диагонали под концами шкворневых балок или под одним концом шкворневой балки, или под лобовой (торцевой) балкой рамы кузова.
Виды и последовательность испытаний
В объем типовых испытаний полувагона на статическую прочность, согласно ГОСТ 33211 пункт 8.1 должны быть включены следующие виды:
1) Испытания на вертикальные нагрузки (от загрузки грузом)
2) Испытания на распорные нагрузки
3) Испытания на ремонтные нагрузки
4) Испытания на продольные нагрузки рамы вагона, приложенные через автосцепные устройства
5) Испытания на нагрузку имитирующую разгрузку полувагона на вагоноопрокидывателе.
Условия проведения испытаний
1) Испытания на статическую прочность должны проводиться сотрудникам испытательного центра (в лаборатории) аккредитованные на право проведения данного вида работ на территории испытательного центра (лаборатории) или на территории предприятия изготовителя.
2) Средства измерений испытательного оборудования должны быть размещены в специальном изолированном помещении обеспечивающим их эксплуатацию в пределах паспортных данных.
3) По результатам испытаний составляется протокол или отчёт на статическую прочность.
Оборудование для проведения испытаний
Согласно ГОСТ 33211 п. 6.2 Оборудование для статических испытаний и испытаний на несущую способность должно обеспечивать статическое приложение и восприятие сил, создание режимов (размещение груза, подъем на домкратах), установленных для объекта испытаний стандартами технических условий, конструкторской и эксплуатационной документацией с запасом не менее 10% относительно наибольшего значения.
Характеристики применяемых средств измерения
|
Измеряемая величина |
Диапазон измерения |
Погрешность измерения |
Частота регистрации |
|
|
Деформация |
- |
Относительная погрешность не более ±1% |
Не менее 200 Гц 1) |
|
|
Перемещение |
Превышение максимального значения на 10% |
Относительная погрешность не более ±5% |
Не менее 200 Гц |
|
|
Ускорение |
От 0,01 до 40 Гц Не менее 50 м/с2 |
Относительная погрешность не более ±3% |
Не менее 200 Гц |
|
|
Давление |
До 2,5 МПа включительно |
Класс точности не ниже 2,5 |
- |
|
|
Более 2,5 МПа |
Класс точности не ниже 1,5 |
|||
|
Сила |
Превышение максимального значения на 10% |
Относительная погрешность не более ±2% |
Не менее 200 Гц 1) |
|
|
Масса |
Превышение максимального значения на 10% |
Относительная погрешность не более ±1% |
- |
|
|
Расстояние |
до 500 мм |
ГОСТ 8.051 |
- |
|
|
Расстояние |
более 500 мм |
±1 мм |
- |
|
|
Скорость (при испытаниях на соударение) |
От 3 до 15 км/ч |
±0,1 км/ч |
- |
|
|
Скорость (при ходовых испытаниях) |
От 3 км/ч до конструкционной скорости вагона с превышением 20% |
±1,0 км/ч |
- |
|
|
Число циклов |
Не менее 107 |
±1,5% |
- |
|
1) Для регистрации деформаций и сил в элементах конструкции используют тензорезисторы с базой от 10 до 20 мм.
2) При проведении испытаний на статическую прочность используется аппаратно-программный комплекс на основе многоканальной тензометрической системы с регистрацией процессов на жёстком диске персонального компьютера.
3) Создание вертикально неравномерно распределённой нагрузки при испытаниях осуществляется при помощи загрузки груза: сыпучим или штучным грузом до грузоподъемности.
4) Для создания продольных нагрузок используется стенд для загружения рам вагонов продольными статическими нагрузками.
Стенд для статического нагружения вагона
1- ЖД путь
2- Технологические тележки (2 шт.)
3- П-образные балки
4- Продольные балки (2 шт.)
5- Регулировочные отверстия
6- Соединительная балка
7- Крестообразная балка
8- Гидравлические домкраты
9- Клин, соединяющий балки
10- Испытуемый вагон
Для определения величин давления силовых видов домкрата используются манометры с верхним значениям диапазона показаний 600 кг/см2 с классом точности 0,6.
Подъемка вагона при ремонтных нагрузках осуществляется с помощью штатных домкратов.
Для создания распорных нагрузок применяются специальные устройства с применением динамометров для измерения сил.
Напряжения в конструкции определяют от действия каждой из сил в отдельности. Допускается прикладывать силы одновременно. Рекомендуется повторять приложение силы не менее трех раз.
Порядок проведения испытаний
- Производится наклейка тензорезисторов на исследуемые точки конструкции несущих элементов вагона, полученные по результатам расчётов и в зонах концентрации напряжений: переходы в сечения, сварных швов, отверстий.
- Вокруг вагона собирается стенд нагружения рам вагона.
Испытания на вертикальную нагрузку
Испытания производятся путем реальной загрузки образца сыпучим или штучным грузом до грузоподъемности.
Испытания на ремонтные нагрузки
При помощи зон размещения домкратов, установленные под концевые части шкворневых балок полувагона реализуются следующие схемы:
-по диагонали вагона
-под 4 шкворневых балки
-с одной из сторон вагона
Испытания на нагрузки имитирующие разгрузку вагона вагоноопрокидывателем
Нагружения при имитации разгрузки полувагона на вагоноопрокидывателе происходит по двум схемам:
1) Распределенная (по длине 800 мм) вертикальная сила (10 Т/сил) прикладывается к верхней обвязке боковой стены между шкворневой и угловой стойками.
2) Распределенная (по длине 800 мм) вертикальная сила (10 Т/сил) прикладывается к верхней обвязке боковой стены между шкворневой и промежуточными стойками
Испытания на нагрузку имитирующую распор боковых стен сыпучим грузом
К одноименным противолежащим стойкам на уровне 1/3 (1/2) внутренней высоты кузова от поверхности пола при помощи распорных устройств прикладывается распирающая нагрузка.
Давление силы тяжести насыпного или скатывающегося груза не контролируют при применении для загрузки вагона при испытаниях предусмотренного эксплуатационной документацией на вагон груза, обеспечивающего наибольшее расчетное значение давления.
Согласно ГОСТ 33211 п. 5.4 допускается применять другой насыпной или скатывающийся груз при условии отличия действующего на боковую стену относительно уровня пола вагона момента от давления силы тяжести не более чем на ± 5%.
При испытании боковых стоек кузова полувагонов допускается заменять действующее давление от силы тяжести насыпного или скатывающегося груза сосредоточенной силой, обеспечивающей отличие изгибающего момента в основании стойки не более чем на ± 5%.
Испытания на продольные статические нагрузки
Продольная статическая нагрузка прикладывается через элементы автосцепного устройства величиной 1 или 2 МН (растяжения) и 1 или 2,5 МН (сжатия). При каждой из схем статической нагрузки производится измерение статических напряжений не менее трех раз при устойчивых показаниях приборов.
Размещение тензодатчиков на вагоне
При статических прочностных испытаниях важное значение имеет правильный выбор мест наклейки тензодатчиков для измерения деформаций, по которым впоследствии определяются напряжения в элементах вагона. Тензодатчики должны наклеиваться в местах ожидания наибольших напряжений, в местах предположения излишней затраты металла конструкции вагона; в местах, позволяющих проверить расчетную схему и результаты расчетов, а также на наиболее ответственных элементах, от которых непосредственно зависит безопасность движения вагона по условиям его прочности.
Направление установки тензодатчиков и их количество в каком-либо месте конструкции вагона зависит от вида напряженного состояния. При простом линейном напряженном состоянии достаточно установить в каждом исследуемом месте вагона один активный тензодатчик в направлении наибольших деформаций. В этом случае можно использовать измерительные схемы размещения тензодатчиков (А - активный, К - компенсационный), приведенные в таблице из приложения “И” ГОСТ 33211.
Для элементов кузова, на которые нагрузка от соседних стержней передается только в узлах, тензодатчики надо наклеивать вблизи узлов. Для измерения напряжений в оси колесной пары от статической вертикальной нагрузки на испытательном стенде тензодатчики наклеиваются на подступичной и средней частях оси по двум схемам.
Для измерения напряжений в прутках цилиндрической пружины от деформации кручения, сдвига и изгиба применяется схема накладки датчиков, показанная на следующем рисунке.
Методами тензометрии измеряют общие и местные напряжения, действующие в несущей конструкции.
Измерение напряжений производят в наиболее нагруженных зонах несущей конструкции, обоснованных расчетами в соответствии с требованиями межгосударственного стандарта и указанными в конструкторской документации. Рекомендуется устанавливать тензорезисторы по направлению действия главных напряжений, при неизвестном направлении действия главных напряжений рекомендуется устанавливать два ортогональных тензорезистора и один под углом 45 к ним.
При определении местных напряжений в зонах сварных швов тензорезисторы устанавливают перпендикулярно границе сварного шва (или по направлению наибольшего главного напряжения, если оно лежит в углах от минус 60 до 60 к перпендикуляру к границе сварного шва).
Порядок обработки данных и оформления результатов испытаний
Для одиночных тензорезисторов при измеренной относительной деформации соответствующее напряжение определяют по формуле
где - модуль Юнга материала.
Для установленных по направлению главных относительных деформаций тензорезисторов, соответствующие главные напряжения определяют по формулам
где - модуль Юнга материала, - коэффициент Пуассона материала, формулы справедливы для изотропного материала.
Для установленных по ортогональным направлениям и под углом 45 к ним тензорезисторов, измеряющих относительные деформации , соответствующие главные относительные деформации , определяют по формулам
Эквивалентное напряжение определяют по формуле
Результаты испытаний обрабатываются по стандартным методикам и представляются в виде отчета с данными об основных параметрах элементов тележки в зависимости от числа циклов нагружения и сопоставляются с исходными параметрами, зарегистрированными до начала испытаний. Отклонение измеренных величин на элементах тележки при сертификационных испытаниях могут отличаться от номинальных результатов, заявленных в техдокументации не более чем на 20%.
Напряжения в надрессорной балке и боковой раме не должны превосходить допускаемые напряжения определяемыми «Нормами расчета вагонов на прочность…».
Допускаемая погрешность контроля сертифицируемых элементов тележки не более 5%.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Классификационные признаки испытаний шампанского в соответствии ГОСТ 16504-81. Программа сертификационных испытаний шампанского. Требования к условиям проведения испытаний, подготовке к ним, оборудованию, методам, правилам обработки результатов.
курсовая работа [454,4 K], добавлен 09.01.2015Технология проведения испытаний термоэлектрического термометра, используемого для измерения температуры в металлургической отрасли. Обеспечение, объем и методика испытаний. Результаты испытаний: выбор оптимальных технических решений и оценка их качества.
курсовая работа [940,0 K], добавлен 04.02.2011Сущность статических испытаний материалов. Способы их проведения. Осуществление испытания на растяжение, на кручение и изгиб и их значение в инженерной практике. Проведение измерения твердости материалов по Виккерсу, по методу Бринеля, методом Роквелла.
реферат [871,2 K], добавлен 13.12.2013Методы испытаний изделий электронной техники. Классификация основных видов испытаний. Главные преимущества и недостатки термопар. Образование термоэлектрической неоднородности. Искажение градуировочной характеристики. Тест блока холодных спаев.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 04.02.2011Осуществление вращательного движения с помощью центрифуг для воспроизведения линейных ускорений. Анализ влияния разных факторов на измерение. Методы испытаний изделий и статические характеристики приборов. Применение управляющих ЭВМ при испытаниях.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 06.08.2013Описание объекта испытаний изделия: назначение и область применения, наличие обязательных требований, номенклатура контролируемых параметров, характеристики условий испытаний. Выбор и обоснование автоматизированных средств контроля испытаний стали.
курсовая работа [64,1 K], добавлен 19.11.2010Характеристика пружин, их назначение, основные технические и специальные требования; параметры качества пружин. Разработка конструкции установки и методики для испытания пружин: программа испытаний изделия, оборудование и приборы, средства измерений.
курсовая работа [5,6 M], добавлен 29.01.2014Основные задачи автоматизации информационных процессов. Методы проведения испытаний станка с числовым программным управлением. Группы проверок: в статическом состоянии; на холостом ходу; при работе. Виды отклонений, нормирование точности ГОСТами.
контрольная работа [20,3 K], добавлен 05.04.2015Приборы для измерения коэрцитивной силы ферромагнитных материалов. Проведение испытаний портативного коэрцитиметра-структуроскопа для утверждения его типа. Определение метрологических и технических характеристик. Методы обработки результатов испытаний.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 12.05.2018Определение влияния механических примесей, содержащихся в масле, на износ качающего узла аксиально-поршневого гидронасоса. Методика проведения испытаний. Анализ результатов стендовых испытаний аксиально-поршневых насосов при загрязнении масла водой.
контрольная работа [2,6 M], добавлен 27.12.2016Назначение и область применения колесотокарного станка. Конструктивная компоновка и узлы колесотокарного станка. Основные виды испытаний станков. Инструменты, применяемые при испытании станков. Нормы точности и методы испытаний колесотокарного станка.
курсовая работа [206,1 K], добавлен 22.06.2010Характеристика метрологической службы ООО "Белозерный ГПК", основные принципы ее организации. Метрологическое обеспечение испытаний газотурбинных двигателей, их цели и задачи, средства измерения. Методика проведения измерений ряда параметров работы ГТД.
дипломная работа [9,6 M], добавлен 29.04.2011Оценка гусениц с последовательным и параллельным резино-металлическим шарниром путём проведения ряда испытаний. Влияние конструкции резино-металлической гусеницы на эксплуатационные качества танка. Условия проведения испытаний, время и путь разгона.
реферат [3,4 M], добавлен 04.06.2016Проведение испытаний на усталость и определение долговечности и начала разрушения машины, подвергнутой действию напряжения - переменного изгиба в одной плоскости по симметричному циклу. Определение коэффициента запаса и момента сопротивления изгибу.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 02.12.2012Специфика применяющихся в настоящее время методов неразрушающих испытаний, разработка, перспективы применения новых методов неразрушающего контроля. Сущность ряда методик физических неразрушающих исследований, обработка результатов, практическое значение.
книга [10,0 M], добавлен 06.03.2010Проектирование установки для проведения заводских аттестационных испытаний станка с ЧПУ на точность позиционирования линейных осей. ТЗ на разработку испытательного стенда, описание методики. Изучение оптической схемы работы интерферометра Кёстерса.
курсовая работа [612,5 K], добавлен 14.12.2010Автоматические промышленные средства испытаний изделий на прочность и надежность при воздействии линейных ускорений. Анализ влияния факторов на измерение. Статические и динамические характеристики приборов. Применение управляющих ЭВМ при испытаниях.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.01.2013Сущность стандартизации, классификация ее объектов и основные этапы проведения работ. Характеристика стандартов разного статуса или категории в зависимости от сферы действия. Условия проведения испытаний товаров, задачи контроля качества продукции.
реферат [273,4 K], добавлен 11.07.2011Номенклатура выпускаемой продукции. Характеристика сырьевых материалов. Технологическая схема изготовления арок стрельчатых трехшарнирных. Методы контроля, испытаний и измерений. Протокол определения предела прочности клеевого соединения при раскалывании.
курсовая работа [224,5 K], добавлен 08.05.2012Термоэлектрический прибор для измерения силы переменного тока, электрического напряжения или мощности. Средства и условия испытаний термопреобразователя технического термоэлектрического термометра ТХК 008-000. Подготовка основных средств поверки.
курсовая работа [670,1 K], добавлен 27.11.2012
