Tính toán thiết kế, lập quy trình công nghệ chế tạo kết cấu thép và quy trình thử nghiệm cổng trục sức nâng q = 20 (tf)

äp trung taïi ñieåm ñaët cuûa noù. - Vì coù hieän töôïng va ñaäp trong quaù trình di chuyeån treân ñöôøng ray coù moái noái, neân taûi troïng do troïng löôïng baûn thaân keát caáu kim loïai, cuûa saøn laùt, ray phaûi tính ñeán aûnh höôûng cuûa hieän töôïng va ñaäp. - Troïng löôïng cuûa baûn thaân keát caáu ñöôïc xaùc ñònh döïa vaøo maùy maãu + Khoái löôïng daàm chính (choïn daàm chính coù khoái löôïng lôùn hôn ñeå tính) m=11863 (kg) + Khoái löôïng ray:m= 60,9261(kg/m) + Troïng löôïng phaân boá cuûa daàm chính: q=kT. q=535,1(kG/m) Trong ñoù: kT=1,0: heä soá ñieàu chænh keå ñeán hieän töôïng va ñaäp khi di chuyeån treân ray theo baûng 4-12,[5] öùng vôùi Vc=0,25m/ph. Theo maùy maãu ta coù khoái löôïng chaân ñôõ coù tieát dieän thay ñoåi m=2966,95(kg) qc==1,0.=403(kG/m) Theo maùy maãu ta coù khoái löôïng chaân ñôõ coù tieát dieän khoâng ñoåi m=1575,34(kg) qc==1,0.=240,4(kG/m) Troïng löôïng haøng Q -Troïng löôïng haøng vaø thieát bò mang haøng Q=20000+580=20580 kG -Heä soá ñoäng khi naâng haøng : ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc gaàn ñuùng =1+0,04.V=1,148 Vôùi VII=3,7m/phut:Toác ñoä naâng cuûa cô caáu naâng - Troïng löôïng haøng keå caû taûi troïng ñoäng laø YII.Q=1,148.20580=23625,84 kG Troïng löôïng xe tôøi G - Troïng löôïng xe tôøi ñöôïc löïa choïn theo maùy maãu: G=8000 (kG) Löïc söôønR: - Löïc söôøn khi coù söï di chuyeån leäch coång truïc. R=0,1.N Vôùi Nmax=18000(kG): AÙp löïc lôùn nhaát treân moät baùnh xe khi xe tôøi ôû vò trí ngoaøi cuøng cuûa daàm chính (döïa theo maùy maãu). R=1800 (kG) Löïc quaùn tính ngang. - Khi coång truïc di chuyeån, tieán haønh haõm coång truïc laøm xuaát hieän löïc quaùn tính- löïc quaùn tính coù phöông ngang theo phöông di chuyeån cuûa coång truïc, chieàu phuï thuoäc vaøo chieàu cuûa gia toác(taêng toác hoaëc haõm). Löïc quaùn tính ngang do troïng löôïng caàu truïc, xe haøng vaø troïng löôïng haøng gaây ra( taûi troïng taäp trung): P=(m+m) (4.18) [5] m:troïng löôïng xe haøng m=8000 (kG) m=20580(kG) troïng löôïng naâng V=15(m/phuùt):vaän toác di chuyeån coång truïc t=3,03s thôøi gian taêng toác hoaëc haõm coång truïc - Khi haõm coång truïc moät caùch ñoät ngoät löïc quaùn tính ngang ñöôïc tính giaù trò gaáp 2 laàn giaù trò ñònh möùc P=2.P =2.(8000+20580).=4716,172 (kG/m) - Khi caàn truïc di chuyeån coù gia toác thì coù taûi troïng quaùn tính phaân boá do troïng löôïng cuûa daàm chính, chaân coång di chuyeån coù gia toác. - Taûi troïng quaùn tính phaân boá cuûa daàm chính khi caàn truïc di chuyeån coù mang haøng roài haõm ñoät ngoät laø: (kG/m) - Taûi troïng quaùn tính phaân boá leân chaân ñôõ khi caàu truïc di chuyeån coù mang haøng, haõm ñoät ngoät: (kG/m) (kG/m) Taûi troïng gioù. - Taûi troïng gioù taùc duïng leân caàn truïc ôû traïng thaùi ñang laøm vieäc: PgII=pg. åF =q0.n.c.g.b.åF (4-4)[5] Trong ñoù: + F: Dieän tích caáu kieän (hay haøng)(m2). + q0: Cöôøng ñoä cuûa gioù ôû ñoä cao 10m so vôùi maët ñaát phuï thuoäc vaùo toác ñoä cuûa gioù, q0=250N/m2. + b: Heä soá ñoäng löïc hoïckeå ñeán ñaëc tính xung ñoäng cuûa gioù, laáy b=1,3.vôùi daàm + b: Heä soá ñoäng löïc hoïckeå ñeán ñaëc tính xung ñoäng cuûa gioù, laáy b=1,25.vôùi haøng + g: Heä soá vöôït taûi. Heä soá phuï thuoäc vaøo phöông phaùp tính toaùn. Khi tính theo öùng suaát cho pheùp g=1. + c: Heä soá khí ñoäng hoïc keát caáu laáy c=1,4. + c: Heä soá khí ñoäng hoïc laáy vôùi haøng c=1,2 + n:heä soá hieäu chænh tính ñeán söï taêng aùp löïc cuûa gioù theo chieàu cao vôùi H<10 mÞn=1 + Dieän tích chaén gioù cuûa daàm ngang: Fd=1,332.25,032=33,04224m2. + Dieän tích chaén gioù cuûa caàu truïc, xe haøng,tang theo maët phaúng chieáu ñöùng Fct=0.6224m2 + Dieän tích chaén gioù cuûa chaân coång theo maët phaúng chieáu ñöùng: Fc= 7,0316m2 Fc= 2,915m2 +Dieän tích chaén gioù cuûa haøng theo maët phaúng chieáu ñöùng F=4(m) - Taûi troïng gioù taùc duïng leân daàm chuû trong maët phaúng chieáu ñöùng PgIId=250.1,4(33,04224.1,3+4.1,25+0,6224.1,3)=17067,412 N - Taûi troïng gioù phaân boá treân moät ñôn vò chieàu daøi daàm theo maët phaúng chieáu ñöùng: àqgIId= - Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân coång trong maët phaúng chieáu ñöùng PgIIc=250.1,4.1,3.7,0316=3199,38(N) PgIIc=250.1,4.1,3.2,915=1326,325(N) - Taûi troïng gioù phaân boá treân moät ñôn vò chieàu daøi cuûa chaân coång qgIIc=434,7(N/m) qgIIc=180,21(N/m) Löïc xoâ ngang H Xaûy ra khi coù taûi troïng di ñoäng doïc keát caáu cuûa caàu treân, do troïng löôïng baûn thaân chaân coång hoaëc caùc taûi troïng khaùc taùc duïng leân coång khi coång laø keát caáu hai chaân cöùng. Löïc xoâ ngang chæ xuaát hieän khi coång ñöùng yeân, khi coång truïc di chuyeån löïc xoâ ngang bò trieät tieâu. 3.5.Xaùc ñònh noäi löïc trong keát caáu theùp 3.5.1Xaùc ñònh noäi löïc theo toå hôïp taûi troïng IIa. - Toå hôïp IIa: coång truïc ñöùng yeân naâng haøng töø maët neàn hoaëc haõm khi ñang haï haøng vôùi toaøn boä toác ñoä : + Caùc taûi troïng taùc duïng Tröôøng hôïp xe con coù haøng naèm ôû ngoaøi cuøng gaàn chaân coång laø tröôøng hôïp nguy hieåm khi tính cho chaân coång: Caùc taûi troïng taùc duïng leân daàm: Taûi troïng do haøng, xe tôøi,caàu truïc taùc duïng leân moãi daàm: N=N= + Taûi troïng do troïng löôïng baûn thaân daàm : q=2675,5 (N/m) + Taûi troïng do troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ: q=1909,485 (N/m) + Taûi troïng do troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ: q=1152,6172(N/m) + Taûi troïng gioù taùc duïng theo phöông ngang, vuoâng goùc vôùi daàm chính vaø taùc duïng leân daàm chính: q=681,824(N/m) + Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ: q=778,09 (N/m) + Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ: q=386,225 (N/m) + Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng II hình 3.7 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIa a Xaùc ñònh caùc noäi löïc trong heä do caùc taûi troïng thaúng ñöùng gaây ra: Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIa trong maët phaúng ñöùng Hình 3.8 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIa trong maët phaúng ñöùng åMA==0 HB=48407,405N. åX=VA=0 åY=0à HA=197929,1864N Bieåu ñoà noäi löïc do caùc taûi troïng thaúng ñöùng cuûa toå hôïp taûi troïng IIa gaây ra Hình 3.9 Bieåu ñoà noäi löïc do caùc taûi troïng thaúng ñöùng cuûa toå hôïp taûi troïng IIa gaây ra b, xaùc ñònh noäi löïc trong heä do caùc taûi troïng ngang gaây ra: toå hôïp II ta duøng ñeå tính ñoái vôùi daàm chính Trong maët phaúng ngang ta coi daàm chính ñöôïc ñaët treân 2 goái coá ñònh, daàm chính vaø consol chòu taùc duïng cuûa taûi troïng gioù ngang.ñoàng thôøi chòu taùc duïng cuûa taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân coång Sô ñoà tính nhö sau: Hình 3.10 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIa trong maët phaúng ngang Bieåu ñoà momen do caùc taûi troïng naèm ngang gaây ra do toå hôïp II ta duøng ñeå tính ñoái vôùi daàm chính neân ta chæ veõ bieåu ñoà noäi löïc vôùi daàm chính Hình 3.11 Bieåu ñoà noäi löïc do caùc taûi troïng naèm ngang cuûa toå hôïp taûi troïng IIa gaây ra Tröôøng hôïp xe con coù haøng naèm ôû giöõa daàm laø tröôøng hôïp nguy hieåm khi tính cho daàm chính : - Caùc taûi troïng taùc duïng leân daàm: Taûi troïng do haøng, xe tôøi,caàu truïc taùc duïng leân moãi daàm: N=N= + Taûi troïng do troïng löôïng baûn thaân daàm : q=2675,5 (N/m) + Taûi troïng do troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ: q=1909,485 (N/m) + Taûi troïng do troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ: q=1152,6172(N/m) + Taûi troïng gioù taùc duïng theo phöông ngang, vuoâng goùc vôùi daàm chính vaø taùc duïng leân daàm chính: q=681,824(N/m) + Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ: q=778,09 (N/m) + Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ: q=386,225 (N/m) - Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng II Hình 3.12 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIa a,Xaùc ñònh caùc noäi löïc trong heä do caùc taûi troïng thaúng ñöùng gaây ra: Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIa trong maët phaúng ñöùng Hình 3.13 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIa trong maët phaúng ñöùng åMA==0 HB=120401,187N. åX=VA=0 åY=0à HA=125935,4043N Bieåu ñoà momen do caùc taûi troïng thaúng ñöùng gaây ra Hình 3.14 Bieåu ñoà noäi löïc do caùc taûi troïng thaúng ñöùng cuûa toå hôïp taûi troïng IIa gaây ra b, xaùc ñònh noäi löïc trong heä do caùc taûi troïng ngang gaây ra: toå hôïp II ta duøng ñeå tính ñoái vôùi daàm chính Trong maët phaúng ngang ta coi daàm chính ñöôïc ñaët treân 2 goái coá ñònh, daàm chính vaø consol chòu taùc duïng cuûa taûi troïng gioù ngang.ñoàng thôøi chòu taùc duïng cuûa taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân coång Sô ñoà tính nhö sau: Hình 3.15 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIa trong maët phaúng ngang Bieåu ñoà momen do caùc taûi troïng naèm ngang gaây ra do toå hôïp II ta duøng ñeå tính ñoái vôùi daàm chính neân ta chæ veõ bieåu ñoà noäi löïc vôùi daàm chính Hình 3.16 Bieåu ñoà noäi löïc do caùc taûi troïng naèm ngang cuûa toå hôïp taûi troïng IIa gaây ra 3.5.2.Xaùc ñònh noäi löïc cuûa coång truïc theo toå hôïp IIb. - Toå hôïp II: coång truïc di chuyeån coù mang haøng, tieán haønh haõm coång truïc ñoät ngoät xeùt taïi vò trí nguy hieåm: xe con mang haøng naèm ôû vò trí ngoaøi cuøng saùt chaân coång. Sô ñoà tính caùc taûi troïng taùc duïng: Tröôøng hôïp xe con coù haøng naèm ôû saùt chaân coång laø chaân ñôõ cöùng:ss Caùc löïc taùc duïng leân coång truïc trong toå hôïp II goàm: + Troïng löôïng baûn thaân cuûa daàm chính: q=2675,5 (N/m) + Troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ : q=1909,485 (N/m) + Troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ : q=1152,6172 (N/m) + Taûi troïng do haøng, xe tôøi,caàu truïc taùc duïng leân moãi daàm: N=N= + Taûi troïng gioù taùc duïng leân daàm chính vaø consol: q=681,824N/m + Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ: q=778,09 (N/m) + Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ: q=386,225 (N/m) + Taûi troïng quaùn tính taäp trung cuûa haøng, xe tôøi, caàu truïc khi coång truïc phanh ñoät ngoät: P/2= + Taûi troïng quaùn tính phaân boá cuûa daàm chính vaø consol khi coång truïc haõm ñoät ngoät : q=332,606N/m + Taûi troïng quaùn tính phaân boá cuûa chaân ñôõ khi coång truïc haõm ñoät ngoät : q=198,838N/m + Löïc söôøn taùc duïng leân coång truïc khi coång truïc di chuyeån leäch: R= 18000N Ta coù sô ñoà tính coång truïc ôû traïng thaùi di chuyeån laø heä tónh ñònh. Hình 3.17 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIb a,Xaùc ñònh caùc noäi löïc trong heä do caùc taûi troïng thaúng ñöùng gaây ra: Sô ñoà tính noäi löïc trong maët phaúng ñöùng Hình 3.18 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIb trong maët phaúng ñöùng åMA==0 HB= 47474,54N åX=VA=0 åY=0à HA= 182958,6521N Bieåu ñoà noäi löïc do caùc taûi troïng thaúng ñöùng gaây ra Hình 3.19 Bieåu ñoà noäi löïc do caùc taûi troïng thaúng ñöùng cuûa toå hôïp taûi troïng IIb gaây ra b, xaùc ñònh noäi löïc trong heä do caùc taûi troïng ngang gaây ra: toå hôïp II ta duøng ñeå tính ñoái vôùi daàm chính Trong maët phaúng ngang ta coi daàm chính ñöôïc ñaët treân 2 goái coá ñònh, daàm chính chòu taùc duïng cuûa taûi troïng gioù ngang.ñoàng thôøi chòu taùc duïng cuûa taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân coång Sô ñoà tính nhö sau: Hình 3.20 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIb trong maët phaúng ngang Bieåu ñoà momen do caùc taûi troïng naèm ngang gaây ra do toå hôïp II ta duøng ñeå tính ñoái vôùi daàm chính neân ta chæ veõ bieåu ñoà noäi löïc vôùi daàm chính Hình 3.21 Bieåu ñoà noäi löïc do caùc taûi troïng naèm ngang cuûa toå hôïp taûi troïng IIb gaây ra Tröôøng hôïp xe con coù haøng naèm ôû giöõa daàm laø tröôøng hôïp nguy hieåm khi tính cho daàm chính : - Caùc taûi troïng taùc duïng leân daàm: - Caùc löïc taùc duïng leân coång truïc trong toå hôïp II goàm: + Troïng löôïng baûn thaân cuûa daàm chính: q=2675,5 (N/m) + Troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ : q=1909,485 (N/m) + Troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ : q=1152,6172 (N/m) + Taûi troïng do haøng, xe tôøi,caàu truïc taùc duïng leân moãi daàm: N=N= + Taûi troïng gioù taùc duïng leân daàm chính vaø consol: q=681,824N/m + Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ: q=778,09 (N/m) + Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ: q=386,225 (N/m) + Taûi troïng quaùn tính taäp trung cuûa haøng, xe tôøi, caàu truïc khi coång truïc phanh ñoät ngoät: P/2= + Taûi troïng quaùn tính phaân boá cuûa daàm chính khi coång truïc haõm ñoät ngoät : q=332,606N/m + Taûi troïng quaùn tính phaân boá cuûa chaân ñôõ khi coång truïc haõm ñoät ngoät : q=198,838N/m + Löïc söôøn taùc duïng leân coång truïc khi coång truïc di chuyeån leäch: R= 18000N Ta coù sô ñoà tính coång truïc ôû traïng thaùi di chuyeån laø heä tónh ñònh. Hình 3.22 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIb a,Xaùc ñònh caùc noäi löïc trong heä do caùc taûi troïng thaúng ñöùng gaây ra: Sô ñoà tính noäi löïc trong maët phaúng ñöùng Hình 3.23 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIb trong maët phaúng ñöùng åMA==0 HB=112534,7025N. åX=VA=0 åY=0à HA=117898,4764N Bieåu ñoà momen do caùc taûi troïng thaúng ñöùng gaây ra Hình 3.24 Bieåu ñoà noäi löïc do caùc taûi troïng thaúng ñöùng cuûa toå hôïp taûi troïng IIb gaây ra b, Xaùc ñònh noäi löïc trong heä do caùc taûi troïng ngang gaây ra: toå hôïp II ta duøng ñeå tính ñoái vôùi daàm chính Trong maët phaúng ngang ta coi daàm chính ñöôïc ñaët treân 2 goái coá ñònh, daàm chính chòu taùc duïng cuûa taûi troïng gioù ngang.ñoàng thôøi chòu taùc duïng cuûa taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân coång Sô ñoà tính nhö sau: Hình 3.25 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIb trong maët phaúng ngang Bieåu ñoà momen do caùc taûi troïng naèm ngang gaây ra do toå hôïp IIb ta duøng ñeå tính ñoái vôùi daàm chính neân ta chæ veõ bieåu ñoà noäi löïc vôùi daàm chính Hình 3.26 Bieåu ñoà noäi löïc do caùc taûi troïng naèm ngang cuûa toå hôïp taûi troïng IIb gaây ra Ngoaøi ra do löïc quaùn tính ngang taäp trung do haøng, xe con, caàu truïc khi haõm coång truïc ñoät ngoät coøn gaây ra momen xoaén consol do löïc quaùn tính ñaët leäch taâm Hình 3.27 Sô ñoà löïc quaùn tính gaây xoaén coång truïc Momen xoaén do löïc quaùn tính Pqtdoc gaây xoaén consol: Mx=P/2.h==8371,205(Nm) Trong ñoù h1= Sô ñoà momen xoaén ñaàm treân Hình 3.28 Sô ñoà tính gaây xoaén daàm treân Bieåu ñoà momen xoaén ñaàm treân Hình 3.29 Bieåu ñoà momen xoaén daàm treân Ta xeùt rieâng löïc xoâ ngang taùc duïng leân coång truïc Hình3.30 Sô ñoà tính do löïc söôøn cuûa toå hôïp taûi troïng IIb gaây ra Bieåu ñoà noäi löïc do löïc söôøn R gaây ra Hình3.31 Bieåu ñoà noäi löïc do löïc söôøn cuûa toå hôïp taûi troïng IIb gaây ra 3.5.3.Xaùc ñònh noäi löïc coång truïc theo toå hôïp II - Toå hôïp II: coång truïc ñöùng yeân, xe con coù mang haøng di chuyeån treân caàu, haõm xe con ñoät ngoät taïi vò trí nguy hieåm : xe con ôû vò trí ngoaøi cuøng cuûa coång truïc, toå hôïp II duøng ñeå tính keát caáu kim loaïi chaân ñôõ cöùng. Tröôøng hôïp xe con coù haøng naèm ôû saùt chaân coång laø chaân ñôõ cöùng : - Caùc taûi troïng taùc duïng leân coång truïc trong toå hôïp II bao goàm: + Troïng löôïng baûn thaân cuûa daàm chính: q=2675,5 (N/m) + Troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ : q=1909,485 (N/m) + Troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ : q=1152,6172 (N/m) + Taûi troïng cuûa haøng, xe tôøi, caàu truïc taùc duïng leân daàm qua baùnh xe: N=N= + Taûi troïng gioù taùc duïng leân daàm chính: q=681,824N/m + Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ: q=778,09 (N/m) + Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ: q=386,225 (N/m) + Löïc quaùn tính doïc daàm khi haõm xe con ñoät ngoät: Vôùi V=12,8(m/phuùt) vaän toác di chuyeån caàu truïc t=0,53(s): thôøi gian haõm xe con coång truïc - ÔÛ toå hôïp II coång truïc ñöùng yeân neân ta choïn sô ñoà tính laø heä tónh ñònh Sô ñoà tính coång theo maët phaúng khaåu ñoä: Hình 3.32 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIc a,Xaùc ñònh caùc noäi löïc trong heä do caùc taûi troïng thaúng ñöùng gaây ra: Sô ñoà tính noäi löïc trong maët phaúng ñöùng Hình 3.33 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIc trong maët phaúng ñöùng åMA==0 HB=47726,42436N. åX=VA=0 åY=0à HA=183380,967N Bieåu ñoà momen do caùc taûi troïng thaúng ñöùng gaây ra Hình 3.34 Bieåu ñoà noäi löïc do caùc taûi troïng thaúng ñöùng cuûa toå hôïp taûi troïng IIc gaây ra b, Xaùc ñònh noäi löïc trong heä do caùc taûi troïng ngang gaây ra: toå hôïp II ta duøng ñeå tính ñoái vôùi daàm chính Trong maët phaúng ngang ta coi daàm chính ñöôïc ñaët treân 2 goái coá ñònh, daàm chính vaø consol chòu taùc duïng cuûa taûi troïng gioù ngang.ñoàng thôøi chòu taùc duïng cuûa taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân coång Sô ñoà tính nhö sau: Hình 3.35 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIc trong maët phaúng ngang Bieåu ñoà momen do caùc taûi troïng naèm ngang gaây ra do toå hôïp II ta duøng ñeå tính ñoái vôùi daàm chính neân ta chæ veõ bieåu ñoà noäi löïc vôùi daàm chính Hình 3.36 Bieåu ñoà noäi löïc do caùc taûi troïng naèm ngang cuûa toå hôïp taûi troïng IIc gaây ra Ta xeùt rieâng tröôøng hôïp xe con di chuyeån ôû daàm treân gaây ra löïc quaùn tính Sô ñoà tính Hình 3.37 Sô ñoà tính khi coång truïc chòu taùc duïng cuûa löïc quaùn tính di chuyeån xe con Bieåu ñoà noäi löïc Hình 3.38 Bieåu ñoà noäi löïc khi coång truïc chòu taùc duïng cuûa löïc quaùn tính di chuyeån xe con Tröôøng hôïp xe con coù haøng naèm ôû giöõa daàm laø tröôøng hôïp nguy hieåm khi tính cho daàm chính : - Caùc taûi troïng taùc duïng leân daàm: - Caùc taûi troïng taùc duïng leân coång truïc trong toå hôïp II bao goàm: + Troïng löôïng baûn thaân cuûa daàm chính: q=2675,5 (N/m) + Troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ : q=1909,485 (N/m) + Troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ : q=1152,6172 (N/m) + Taûi troïng cuûa haøng, xe tôøi, caàu truïc taùc duïng leân daàm qua baùnh xe: N=N= + Taûi troïng gioù taùc duïng leân daàm chính: q=681,824N/m + Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ: q=778,09 (N/m) + Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ: q=386,225 (N/m) + Löïc quaùn tính doïc daàm khi haõm xe con ñoät ngoät: Vôùi V=12,8(m/phuùt) vaän toác di chuyeån caàu truïc t=0,53(s): thôøi gian haõm xe con coång truïc - ÔÛ toå hôïp II coång truïc ñöùng yeân neân ta choïn sô ñoà tính laø heä tónh ñònh Sô ñoà tính taûi troïng II Hình 3.39 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIc a,Xaùc ñònh caùc noäi löïc trong heä do caùc taûi troïng thaúng ñöùng gaây ra: Sô ñoà tính noäi löïc trong maët phaúng ñöùng Hình 3.40 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIc trong maët phaúng ñöùng åMA==0 HB=112786,587N. åX=VA=0 åY=0à HA=118320,8043N Bieåu ñoà momen do caùc taûi troïng thaúng ñöùng gaây ra Hình 3.41 Bieåu ñoà noäi löïc do caùc taûi troïng thaúng ñöùng cuûa toå hôïp taûi troïng IIc gaây ra b, xaùc ñònh noäi löïc trong heä do caùc taûi troïng ngang gaây ra: toå hôïp II ta duøng ñeå tính ñoái vôùi daàm chính Trong maët phaúng ngang ta coi daàm chính ñöôïc ñaët treân 2 goái coá ñònh, daàm chính vaø consol chòu taùc duïng cuûa taûi troïng gioù ngang.ñoàng thôøi chòu taùc duïng cuûa taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân coång Sô ñoà tính nhö sau: Hình 3.42 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIc trong maët phaúng ngang Bieåu ñoà momen do caùc taûi troïng naèm ngang gaây ra do toå hôïp II ta duøng ñeå tính ñoái vôùi daàm chính neân ta chæ veõ bieåu ñoà noäi löïc vôùi daàm chính Hình 3.36 Bieåu ñoà noäi löïc do caùc taûi troïng naèm ngang cuûa toå hôïp taûi troïng IIc gaây ra Ta xeùt rieâng tröôøng hôïp xe con di chuyeån ôû daàm treân gaây ra löïc quaùn tính Sô ñoà tính Hình 3.43 Sô ñoà tính khi coång truïc chòu taùc duïng cuûa löïc quaùn tính di chuyeån xe con Bieåu ñoà noäi löïc Hình 3.44 Bieåu ñoà noäi löïc khi coång truïc chòu taùc duïng cuûa löïc quaùn tính di chuyeån xe con Caùc taûi troïng taùc duïng leân chaân ñôõ trong maët phaúng ray bao goàm: + Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ: q=434,7 (N/m) + Troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ : q=2015 (N/m) + Troïng löôïng baûn thaân thanh giaèng : q=764,8344 (N/m) + Troïng löôïng baûn thaân phaàn noái hai daàm chính : q=1408(N/m) Sô ñoà tính chaân ñôõ trong maët phaúng ray ta ñöa veà heä sieâu tónh nhö sau : Hình 3.46 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIc trong maët phaúng ray Bieåu ñoà noäi löïc Hình 3.47 Bieåu ñoà noäi löïc toå hôïp taûi troïng IIc trong maët phaúng ray 3.6.Kieåm tra beàn 3.6.1 Kieåm tra beàn cho daàm chính Toå hôïp taûi troïng IIa. Döïa vaøo bieåu ñoà noäi löïc ñaõ tìm ñöôïc ôû treân ta tieán haønh kieåm tra beàn cho daàm chính ôû toå hôïp IIa - Ta kieåm tra beàn cho daàm chính taïi hai tieát dieän: Tieát dieän I-I coù moâmen uoán, löïc caét lôùn . Tieát dieän II-II coù moâmen uoán, lôùn . * Taïi tieát dieän I-I: - Tieát dieän I-I ôû vò trí baùnh xe gaàn goái töïa coá ñònh khi xe con ôû giöõa daàm: Muñ= 1102641,063 (N.m) Qñ= 81472,55 (N ) Mun= 51300,4013 (N.m) Q = 613,6414 (N) S= 7316500 (mm) S= 4038850 (mm) J= 8460886667 (mm) J= 2526788867 (mm) - Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng y ñöôïc tính baèng coâng thöùc: (6-1)[7] - Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng y tính baèng coâng thöùc: (6-4)[7] Vôùi : + M: momen tính toaùn theo phöông ñöùng + : öùng suaát tieáp theo phöông ñöùng + Q: löïc caét + S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa x + d : chieàu daøy moät taám thaønh + y :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn + J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm x + b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát -Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng x ñöôïc tính baèng coâng thöùc: -Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng x tính baèng coâng thöùc: Vôùi : + M: momen tính toaùn theo phöông ngang + : öùng suaát tieáp theo phöông ngang + Q: löïc caét + S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa y + d : chieàu daøy moät taám bieân + x :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn + J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm y + b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát -Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp treân maët caét I-I nhö hình veõ: Hình 3.48 Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát treân maët caét I-I. - Töø bieåu ñoà phaân boá öùng suaát ta thaáy coù hai phaân toá nguy hieåm laø A, B vì vaäy ta kieåm tra beàn cho hai phaân toá naøy. + Xeùt phaân toá A: Phaân toá A vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang, öùng suaát phaùp toång taïi phaân toá A laø: Ta thaáy : Vaäy phaân toá A ñuû beàn + Xeùt phaân toá B: Phaân toá B vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang laïi vöøa coù öùng suaát tieáp do uoán ñöùng, öùng suaát tieáp do uoán ngang raát nhoû so vôùi caùc giaù trò coøn laïi neân ta boû qua giaù trò naøy. Öùng suaát phaùp toång taïi B: Öùng suaát tieáp taïi B: Öùng suaát töông ñöông taïi B: Ta thaáy : Vaäy phaân toá B ñuû beàn * Taïi tieát dieän II-II: - Tieát dieän II-II ôû vò trí giöõa daàm . tieát dieän naøy coù: Muñ= 1103724,641 (N.m) Mun= 51576,537 (N.m) S= 7316500 (mm) S= 4038850 (mm) J= 8460886667 (mm) J= 2526788867 (mm) -Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng y ñöôïc tính baèng coâng thöùc: Vôùi + J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm x + y :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn + M: momen tính toaùn theo phöông ñöùng -Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng x ñöôïc tính baèng coâng thöùc: + M: momen tính toaùn theo phöông ngang + J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm y + x :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn -Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp treân maët caét II-II nhö hình veõ: Hình 3.49 Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát treân maët caét II-II. - Töø bieåu ñoà phaân boá öùng suaát ta thaáy coù moät phaân toá nguy hieåm laø A vì vaäy ta kieåm tra beàn cho moät phaân toá naøy. + Xeùt phaân toá A: Phaân toá A vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang, öùng suaát phaùp do daàm chòu keùo. öùng suaát phaùp toång taïi phaân toá A laø: Ta thaáy : Vaäy phaân toá A ñuû beàn Toå hôïp taûi troïng IIb. Döïa vaøo bieåu ñoà noäi löïc ñaõ tìm ñöôïc ôû treân ta tieán haønh kieåm tra beàn cho daàm chính ôû toå hôïp IIb - Ta kieåm tra beàn cho daàm chính taïi tieát dieän: Tieát dieän I-I coù moâmen uoán, löïc caét, momen xoaén lôùn . * Taïi tieát dieän I-I: - Tieát dieän I-I ôû beân traùi cuûa goái töïa traùi tieát dieän naøy coù: Muñ= 1086457,84 (N.m) Qñ= 73857,95 (N) Mun= 218927,9831 (N.m) Q = 12801,39904 (N) S= 7316500 (mm) S= 4038850 (mm) J= 8460886667 (mm) J= 2526788867 (mm) - Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng y ñöôïc tính baèng coâng thöùc: -Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng y tính baèng coâng thöùc: + Vôùi : + M: momen tính toaùn theo phöông ñöùng + M: momen xoaén daàm + : öùng suaát tieáp theo phöông ñöùng + Q: löïc caét + S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa x + d : chieàu daøy moät taám thaønh + y :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn + J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm x + b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát + F: dieän tích hình bao tieát dieän daàm + : chieàu daøy taïi vò trí tính öùng suaát - Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng x ñöôïc tính baèng coâng thöùc: -Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng x tính baèng coâng thöùc: Vôùi : + M: momen tính toaùn theo phöông ngang + : öùng suaát tieáp theo phöông ngang + Q: löïc caét + S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa y + d : chieàu daøy moät taám bieân + x :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn + J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm + b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát -Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp treân maët caét I-I nhö hình veõ: Hình 3.50 Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát treân maët caét I-I. - Töø bieåu ñoà phaân boá öùng suaát ta thaáy coù hai phaân toá nguy hieåm laø A, B vì vaäy ta kieåm tra beàn cho hai phaân toá naøy. + Xeùt phaân toá A: Phaân toá A vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang, öùng suaát phaùp toång taïi phaân toá A laø: Ta thaáy : Vaäy phaân toá A ñuû beàn + Xeùt phaân toá B: Phaân toá B vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang laïi vöøa coù öùng suaát tieáp do uoán ñöùng, öùng suaát tieáp do uoán ngang Öùng suaát phaùp toång taïi B: Öùng suaát tieáp taïi B: Öùng suaát töông ñöông taïi B: Ta thaáy : Vaäy phaân toá B ñuû beàn Toå hôïp taûi troïng IIc. Döïa vaøo bieåu ñoà noäi löïc ñaõ tìm ñöôïc ôû treân ta tieán haønh kieåm tra beàn cho daàm chính ôû toå hôïp IIc - Ta kieåm tra beàn cho daàm chính taïi tieát dieän: Tieát dieän I-I coù moâmen uoán, löïc caét, momen xoaén lôùn . * Taïi tieát dieän I-I: - Tieát dieän I-I ôû beân traùi cuûa goái töïa traùi tieát dieän naøy coù: Muñ=1396711,418 N.m Qñ= 73857,95 N Mun=51300,4013 N.m Q = 613,6414 N S= 7316500 mm S= 4038850 mm J= 8460886667 mm J= 2526788867 mm - Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng y ñöôïc tính baèng coâng thöùc: - Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng y tính baèng coâng thöùc:  Vôùi : + M: momen tính toaùn theo phöông ñöùng + : öùng suaát tieáp theo phöông ñöùng + Q: löïc caét + S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa x + d : chieàu daøy moät taám thaønh + y :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn + J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm + b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát -Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng x ñöôïc tính baèng coâng thöùc: -Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng x tính baèng coâng thöùc: Vôùi : + M: momen tính toaùn theo phöông ngang + : öùng suaát tieáp theo phöông ngang + Q: löïc caét + S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa y + d : chieàu daøy moät taám bieân + x :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn + J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm + b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát -Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp treân maët caét I-I nhö hình veõ: Hình 3.51 Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát treân maët caét I-I. - Töø bieåu ñoà phaân boá öùng suaát ta thaáy coù hai phaân toá nguy hieåm laø A, B vì vaäy ta kieåm tra beàn cho hai phaân toá naøy. + Xeùt phaân toá A: Phaân toá A vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang, öùng suaát phaùp toång taïi phaân toá A laø: Ta thaáy : Vaäy phaân toá A ñuû beàn + Xeùt phaân toá B: Phaân toá B vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang laïi vöøa coù, öùng suaát tieáp do löïc caét gaây ra Öùng suaát phaùp toång taïi B: Öùng suaát tieáp taïi B: Öùng suaát töông ñöông taïi B: Ta thaáy : Vaäy phaân toá B ñuû beàn 3.6.2 Kieåm tra beàn cho chaân coång Toå hôïp taûi troïng IIc Döïa vaøo bieåu ñoà noäi löïc ñaõ tìm ñöôïc ôû treân ta tieán haønh kieåm tra beàn cho chaân coång ôû toå hôïp IIc - Ta kieåm tra beàn cho chaân coång taïi hai tieát dieän: Tieát dieän I-I coù moâmen uoán, löïc caét lôùn . Tieát dieän II-II coù moâmen uoán, löïc caét,löïc neùn lôùn . * Taïi tieát dieän I-I: - Tieát dieän I-I laø tieát dieän treân cuûa chaân coång ôû goái töïa phaûi, theo chieàu cao tieát dieän naøy caùch goái töïa 7,312m, tieát dieän naøy coù: Muñ= 709815,851 (N.m) Qñ= 97075,472 (N) Mun=-31842,65 (N.m) Q = 7157,16 (N) N= -169418,8126 (N) S= 8086500 (mm) S= 4121050 (mm) J= 10000686670 (mm) J= 2500175267 (mm) - Öùng suaát phaùp do löïc neùn N gaây ra tính baèng coâng thöùc: - Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng y ñöôïc tính baèng coâng thöùc: - Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng x ñöôïc tính baèng coâng thöùc: - Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng x tính baèng coâng thöùc: Vôùi : + M: momen tính toaùn theo phöông ngang + : öùng suaát tieáp theo phöông ngang + Q: löïc caét + S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa y + d : chieàu daøy moät taám bieân + x :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn + J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm + b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát - Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng y tính baèng coâng thöùc: Vôùi : + M: momen tính toaùn theo phöông ñöùng + : öùng suaát tieáp theo phöông ñöùng + Q: löïc caét + S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa x + d : chieàu daøy moät taám thaønh + y :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn + J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm + b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát - Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp treân maët caét I-I nhö hình veõ: Hình 3.52 Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát treân maët caét I-I. - Töø bieåu ñoà phaân boá öùng suaát ta thaáy coù hai phaân toá nguy hieåm laø A, B vì vaäy ta kieåm tra beàn cho hai phaân toá naøy. + Xeùt phaân toá A: Phaân toá A vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang vöøa coù öùng suaát phaùp do neùn, vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vaäy öùng suaát phaùp toång taïi phaân toá A laø: Ta thaáy : Vaäy phaân toá A ñuû beàn + Xeùt phaân toá B: Phaân toá B vöøa coù öùng suaát phaùp do neùn vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang,uoán ñöùng laïi vöøa coù öùng suaát tieáp do löïc caét gaây ra Öùng suaát phaùp toång taïi B: Öùng suaát tieáp taïi B: Öùng suaát töông ñöông taïi B: Ta thaáy : Vaäy phaân toá B ñuû beàn * Taïi tieát dieän II-II: - Tieát dieän II-II laø tieát dieän phía döôùi cuøng cuûa chaân coång naèm saùt goái töïa coá ñònh tieát dieän naøy coù : Qñ= 97075,472 (N) Q = 1360 (N) N = - 182958,6521 (N) J= 490188000 (mm) S= 1099800 (mm) J= 378407880 (mm) S= 1040490 (mm) - Öùng suaát phaùp do löïc neùn ñöôïc tính baèng coâng thöùc: - Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng y tính baèng coâng thöùc: Vôùi : + M: momen tính toaùn theo phöông ñöùng + : öùng suaát tieáp theo phöông ñöùng + Q: löïc caét + S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa x + d : chieàu daøy moät taám thaønh + y :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn + J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm + b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát + F: dieän tích hình bao tieát dieän daàm + : chieàu daøy taïi vò trí tính öùng suaát - Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng x tính baèng coâng thöùc: Vôùi : + M: momen tính toaùn theo phöông ngang + : öùng suaát tieáp theo phöông ngang + Q: löïc caét + S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa y + d : chieàu daøy moät taám bieân + x :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn + J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm + b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát - Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp treân maët caét II-II nhö hình veõ: Hình 3.53 Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát treân maët caét II-II. - Töø bieåu ñoà phaân boá öùng suaát ta thaáy giaù trò cuûa öùng suaát tieáp laø nhoû so vôùi caùc giaù trò coøn laïi neân ta boû qua aûnh höôûng cuûa giaù trò naøy. Ta thaáy phaân toá nguy hieåm ôû ñaây laø phaân toá A vì vaäy ta kieåm tra beàn cho phaân toá naøy. + Xeùt phaân toá C: Phaân toá C vöøa coù,öùng suaát phaùp do neùn gaây neân vöøa coù öùng suaát tieáp do löïc caét gaây ra , ÖÙng suaát phaùp taïi phaân toá C laø: Öùng suaát töông ñöông taïi C: Ta thaáy : Vaäy phaân toá C ñuû beàn Nhö vaäy sau khi kieåm tra hai tieát dieän nguy hieåm ta keát luaän chaân coång ñuû beàn 3.6.3Kieåm tra beàn cho phaàn noái hai daàm chính Toå hôïp taûi troïng IIC - Döïa vaøo bieåu ñoà noäi löïc ñaõ tìm ñöôïc ôû treân ta tieán haønh kieåm tra beàn cho phaàn noái hai daàm chính ôû toå hôïp IIc Ta kieåm tra beàn cho phaàn noái hai daàm chính taïi moät tieát dieän: Tieát dieän I-I coù moâmen uoán, löïc caét ,löïc neùn lôùn . * Taïi tieát dieän I-I: - Tieát dieän I-I laø tieát dieän treân cuûa chaân coång ôû goái töïa phaûi, theo chieàu cao tieát dieän naøy caùch goái töïa 16m, tieát dieän naøy coù: Muñ= -32768 (N.m) Qñ= -7168 (N) N= -3227,52 (N) S= 3056500 (mm) J= 1670924000 (mm) J= 532400760 (mm) -Öùng suaát phaùp do löïc neùn N gaây ra tính baèng coâng thöùc: -Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng y ñöôïc tính baèng coâng thöùc: -Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng y tính baèng coâng thöùc: Vôùi : +M: momen tính toaùn theo phöông ñöùng +: öùng suaát tieáp theo phöông ñöùng +Q: löïc caét +S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa x +d : chieàu daøy moät taám thaønh +y :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn +J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm +b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát -Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp treân maët caét I-I nhö hình veõ: Hình 3.54 Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát treân maët caét I-I. - Töø bieåu ñoà phaân boá öùng suaát ta thaáy coù hai phaân toá nguy hieåm laø A, B vì vaäy ta kieåm tra beàn cho hai phaân toá naøy. + Xeùt phaân toá A: Phaân toá A vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vöøa coù öùng suaát phaùp do neùn, öùng suaát phaùp toång taïi phaân toá A laø: Ta thaáy : Vaäy phaân toá A ñuû beàn + Xeùt phaân toá B: Phaân toá B vöøa coù öùng suaát phaùp do neùn vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng laïi vöøa coù öùng suaát tieáp do löïc caét Öùng suaát phaùp toång taïi B: Öùng suaát tieáp taïi B: Öùng suaát töông ñöông taïi B: Ta thaáy : 3.7.Kieåm tra oån ñònh 3.7.1 Oån ñònh toång theå cuûa daàm * Ñieàu kieän oån ñònh: s= Trong ñoù: - jd :heä soá giaûm öùng suaát cho pheùp khi kieåm tra oån ñònh toång theå. Ñoái vôùi daàm toå hôïp ta coù coâng thöùc tính nhö sau: jd=y. + Jx,Jy:momen quaùn tính lôùn nhaát vaø nhoû nhaát cuûa tieát dieän daàm vôùi truïc quaùn tính chíng trung taâm. + h=1320mm: chieàu cao daàm + l=1200mm: khoûang caùch giöõa caùc gaân taêng cöùng. + y: laø heä soá ñöôïc tra baûng (soå tay caàn truïc taäp 1) phuï thuoäc vaøo a. a=1,6 Vôùi Jk:momen choáng xoaén töï do cuûa tieát dieän daàm: Jk= g=1(daàm haøn): heä soá hieäu chænh Jk= Do ñoù a=1,6. Öùng vôùi a=4,856 tra baûng ta coù y=0,002 Suy ra jd=0,00053. Vôùi toå hôïp IIa M=Mxmax=1103724,641N.m: Momen uoán lôùn nhaát trong tröôøng hôïp tính cho daàm chính. W=Wx=12819526,25cm3: Momen choáng uoán cuûa tieát dieän. s= Coù jd.[s]=0,723.178,57=129,107N/mm2. s < js.[s]. Vaäy vôùi toå hôïp IIa daàm thoaû ñieàu kieän oån ñònh veà uoán. Vôùi toå hôïp IIb M=Mxmax=1086457,84N.m: Momen uoán lôùn nhaát trong tröôøng hôïp tính cho daàm chính. W=Wx=12819526,25cm3: Momen choáng uoán cuûa tieát dieän. s= Coù jd.[s]=0,723.178,57=129,107N/mm2. Vôùi toå hôïp IIc M=Mxmax=1396711,418N.m: Momen uoán lôùn nhaát trong tröôøng hôïp tính cho daàm chính. W=Wx=12819526,25cm3: Momen choáng uoán cuûa tieát dieän. s= Coù jd.[s]=0,723.178,57=129,107N/mm2. s < js.[s]. Vaäy vôùi toå hôïp IIb daàm thoaû ñieàu kieän oån ñònh veà uoán. 3.7.2 Oån ñònh cuïc boä caùc chi tieát daàm chòu uoán - Nhö ñaõ noùi ôû treân ñeå ñaûm baûo ñoä oån ñònh cuïc boä cuûa taám thaønh ta haøn nhöõng vaùch taêng cöùng theo chieàu cao daàm. - Phöông phaùp boá trí gaân taêng cöùng: + Boá trí caùc vaùch ngaên trong thaønh daàm bao goàm caùc gaân ngang vaø gaân ñöùng + Khoaûng caùch giöõa caùc gaân ñöùng laø: 1200mm. + Khoaûng caùch giöõa caùc gaân ngang nhö hình 3.55 - Kích thöôùc cô baûn cuûa ñöùng laø : Chieàu cao:1270mm. Chieàu roäng: 100mm. Beà daøy: d =6mm. - Kích thöôùc cô baûn cuûa gaân ngang: Chieàu daøi : 1200mm. Chieàu roäng: 100mm. Beà daøy: d =6mm. a.Kieåm tra oån ñònh thaønh daàm: - Ñeå ñaûm baûo ñoä oån ñònh cuûa thaønh ñöùng ta haøn nhöõng taám theùp theo chieàu cao daàm khoaûng caùch giöõa caùc taám theùp ñoù laáy baèng: l=1200mm * Taïi tieát dieän coù löïc caét lôùn Ôû tieát dieän ñaàu daàm nôi maø coù aûnh höôûng chính laø löïc caét phaàn thanh ñöùng naèm giöõa caùc gaân taêng cöùng chuïi neùn vaø coù theå maát oån ñònh. Öùng suaát tieáp tôùi haïn phaân boá doïc theo taát caû caùc caïnh cuûa noù : tth= (5-87)[5] Trong ñoù: + a=1200mm laø khoaûng caùch giöõa caùc taám gaân ñöùng. + b=1300mm: chieàu cao taám thaønh daàm. + d=6mm: chieáu daøy taám thaønh. Þ tth= tth= 1250013,75 N/mm2. Vôùi toå hôïp IIa - Öùng suaát tieáp lôùn nhaát ôû trong taám do taûi troïng ngoaøi: tIIa= Q:löïc caét lôùn nhaát taïi tieát dieän ñaàu daàm. h: chieàu cao cuûa taám tIIa = - Heä soá an toaøn veà oån ñònh cuïc boä: n= - Heä soá an toaøn beàn: n=1,4. n > n. Vaäy vôùi toå hôïp IIa taám thaønh thoaû ñieàu kieän oån ñònh. Vôùi toå hôïp IIb - Öùng suaát tieáp lôùn nhaát ôû trong taám do taûi troïng ngoaøi: tIIb= Q:löïc caét nhaát taïi tieát dieän ñaàu daàm. h: chieàu cao cuûa taám tIIb = - Heä soá an toaøn veà oån ñònh cuïc boä: n= - Heä soá an toaøn beàn: n=1,4. n > n. Vaäy vôùi toå hôïp IIb taám thaønh thoaû ñieàu kieän oån ñònh Vaäy taám thaønh thoaû maõn ñieàu kieän oån ñònh cuïc boä veà öùng suaát tieáp. * Taïi tieát dieän coù momen lôùn . - Boû qua aûnh höôûng cuûa löïc caêt khi ñoù öùng suaát phaùp tôùi haïn cuûa taám: sth= (5-93)[5] + k=7460 : heä soá phuï thuoäc vaøo möùc ñoä ngaøm cuûa taám + d,h0:chieàu daøy vaø chieàu roäng taám kieåm tra. sth sth =186,5 N/mm2 Vôùi toå hôïp IIa - Öùng suaát phaùp lôùn nhaát ôû trong taám do taûi troïng ngoaøi: sIIa=93,55 N/mm2 - Heä soá an toaøn veà oån ñònh cuïc boä: n= - Heä soá an toaøn beàn: n=1,4. n > n. Vaäy vôùi toå hôïp IIa taám thaønh thoaû ñieàu kieän oån ñònh. Vôùi toå hôïp IIb - Öùng suaát phaùp lôùn nhaát ôû trong taám do taûi troïng ngoaøi: sIIb=116,375 N/mm2 - Heä soá an toaøn veà oån ñònh cuïc boä: n= - Heä soá an toaøn beàn: n=1,4. n > n. Vaäy vôùi toå hôïp IIb taám thaønh thoaû ñieàu kieän oån ñònh Vaäy taám thaønh thoaû maõn ñieàu kieän oån ñònh cuïc boä veà öùng suaát phaùp b.Kieåm tra oån ñònh cuûa taám bieân. - Taám bieân cuûa daàm hai thaønh chòu neùn ñöôïc khaûo saùt nhö moät taám tyø boán phía coù hai phía chòu öùng suaát neùn phaân boá ñeàu theo hai phía. - ÖÙng suaát tôùi haïn: sth= (5-106)[5] Trong ñoù: d= 10mm: chieàu daøy bieân döôùi. b=688mm: khoaûng caùch giöõa hai thaønh daàm. sth= sth=147,884 kG/mm2 Vôùi toå hôïp IIa - Öùng suaát phaùp lôùn nhaát ôû trong taám do taûi troïng ngoaøi: sIIa= 93.55N/mm2 - Heä soá an toaøn veà oån ñònh cuïc boä: n= - Heä soá an toaøn beàn: n=1,4. n > n. Vaäy vôùi toå hôïp IIa taám bieân thoaû ñieàu kieän oån ñònh Vôùi toå hôïp IIb -Öùng suaát phaùp lôùn nhaát ôû trong taám do taûi troïng ngoaøi: sIIb=116,375 N/mm2 - Heä soá an toaøn veà oån ñònh cuïc boä: n= - Heä soá an toaøn beàn: n=1,2¸1,4. n > n. Vaäy vôùi toå hôïp IIb taám bieân thoaû ñieàu kieän oån ñònh Vaäy taám bieân thoaû maõn ñieàu kieän oån ñònh 3.8.Tính oån ñònh cuûa coång truïc - Khi caàn truïc ñöùng yeân treân maët neàn, döôùi taùc duïng cuûa ngoaïi löïc nhö troïng löôïng vaät naâng, gioù, löïc quaùn tính phaùt sinh khi caùc cô caáu cuûa maùy laøm vieäc, aûnh höûông cuûa ñoä doác neàn…caàn truïc coù theå ôû traïng thaùi bò laät hoaëc bò ñoå. Khi naøy noùi caàn truïc bò maát oån ñònh. Caàn truïc caàn phaûi ñaûm baûo oån ñònh ôû caû hai traïng thaùi: laøm vieäc(coøn goïi laø oån ñònh coù taûi) vaø khoâng oån ñònh(oån ñònh khoâng taûi). Oån ñònh caàn truïc phaûi ñöôïc kieåm tra baèng tính toaùn thoâng qua heä soá oån ñònh k ôû caû hai traïng thaùi - Heä soá oån ñònh coù taûi laø tæ soá giöõa momen cuûa troïng löôïng caùc boä phaän caàn truïc coù tính ñeán taát caû caùc löïc phuï(gioù, quaùn tính môû maùy hoaëc phanh caùc cô caáu) vaø aûnh höôûng cuûa nghieâng cho pheùp lôùn nhaát khi laøm vieäc, ñoái vôùi truïc laät vaø momen cuûa do taûi troïng cuûa troïng löôïng naâng Q gaây ra ñoái vôùi truïc laät ñoù. - Heä soá oån ñònh khoâng taûi ñöôïc xaùc ñònh baèng tæ soá giöõa momen cuûa troïng löôïng caùc boä phaän cuûa caàn truïc coù tính ñeán goùc nghieâng maët neàn veà phía laät, ñoái vôùi truïc laät vaø momen cuûa löïc gioù ñoái vôùi truïc laät. - Khi xeùt caàn truïc theo maët phaúng khaåu ñoä thì ta coù truïc laät naèm treân ñöôøng thaúng noái hai cuïm baùnh xe sau. - Ñoái vôùi toå hôïp IIa thì momen laät M do taûi troïng gioù gaây ra, coøn momen giöõ M do troïng löôïng caùc boä phaän caàn truïc vaø troïng löôïng haøng gaây neân( coù tính ñeán heä soá ñoäng khi naâng haøng. Ñoái vôùi toå hôïp IIb thì momen laät M do taûi troïng gioù ngang vaø löïc quaùn tính ngang khi haõm coång truïc, coøn momen giöõ M do troïng löôïng caùc boä phaän caàn truïc vaø troïng löôïng haøng gaây neân coù tính ñeán heä soá ñoäng khi di chuyeån k=1. coøn toå hôïp IIc thì momen laät M do taûi troïng gioù taùc duïng theo phöông ngang gaây ra, coøn momen giöõ M do troïng löôïng haøng vaø troïng löôïng caùc boä phaän caàn truïc gaây ra. Vaäy ta thaáy trong maët phaúng khaåu ñoä thì tröôøng hôïp IIb seõ nguy hieåm hôn vaø ta tính oån ñònh khi coù taûi cho tröôøng hôïp naøy: Ta coù sô ñoà tính coång truïc ôû traïng thaùi di chuyeån laø heä tónh ñònh. hình 3.56 sô ñoà tính coång truïc ôû traïng thaùi di chuyeån laø heä tónh ñònh. +M=P.7,312+q.24,6.7,312+q.2.+q.24,6.7,312+q.2. +M=11790,42904.2.7,312+1123,3.24,6.7,312+(1105,643+581,59).7,312.(7,312:2) =419581,293(N.m) +M=(G+Q). Vôùi : G: troïng löôïng coång truïc G=331490 N(theo maùy maãu) Q: troïng löôïng haøng Q=200000 N h=6,1m: khoaûng caùch hai baùnh xe theo maët phaúng ray +M=(331490+200000)=1072044,5(kG.m) Heä soá oån ñònh khi coù taûi k= - Khi coång truïc khoâng laøm vieäc thì momen laät M do taûi troïng gioù theo phöông ngang gaây ra, coøn momen giöõ M do troïng löôïng caùc boä phaän caàn truïc gaây ra +M=q.24,6.7,312+q. +q. +M=1123,3.24,6.7,312+(1105,643+581,59).7,312.(7,312:2) =247158,06(N.m) +M=G. vôùi : G: troïng löôïng coång truïc G= 331490 N(theo maùy maãu) +M=331490.=1011044,5(kG.m) Heä soá oån ñònh khi khoâng taûi k= - Khi xeùt coång truïc trong maët phaúng ray thì truïc laät seõ laø ray ôû phía sau. Ôû traïng thaùi laøm vieäc: Khi xeùt coång truïc trong toå hôïp IIa thì momen laät M do taûi troïng gioù ngang gaây ra, coøn momen giöõ thì do troïng löôïng cuûa caùc boä phaän caàn truïc vaø do troïng löôïng haøng gaây neân. Khi xeùt coång truïc ôû traïng thaùi IIb thì momen laät M do taûi troïng gioù ngang gaây ra, coøn momen giöõ M thì do troïng löôïng cuûa caùc boä phaän caàn truïc vaø do troïng löôïng haøng gaây neân. Khi xeùt coång truïc ôû traïng thaùi IIc thì momen laät M do taûi troïng gioù ngang vaø löïc quaùn tính doïc khi phanh xe tôøi treân daàm chính gaây ra, coøn momen giöõ M thì do troïng löôïng cuûa caùc boä phaän caàn truïc vaø do troïng löôïng haøng gaây neân. Töø ñoù ta thaáy trong ba traïng thaùi thì ôû IIc coång thieáu oån ñònh nhaát, ta tieán haønh kieåm tra coång trong tröôøng hôïp naøy: +M=2.q.+P.16=386,225.7,312+97075,472.7,312=730465,504(N.m) +M=(G+Q).=( 331490+200000).=6537327(N.m) Heä soá oån ñònh khi coù taûi k= - Khi caàn truïc khoâng laøm vieäc thì momen laät M do taûi troïng gioù ngang gaây ra, coøn momen giöõ M thì do troïng löôïng caùc boä phaän coång truïc gaây ra +M=2.q.=386,225.7,312=20649,6525(kG.m) +M=G.= 331490.=4077327(kG.m) Heä soá oån ñònh khi khoâng taûi k= Vaäy ta keát luaän coång truïc oån ñònh. 3.9.Tính caùc moái lieân keát 3.9.1Tính lieân keát haøn Choïn loaïi que haøn. Ñeå ñaûm baûo ñoä beàn cuûa moái haøn khoâng keùm ñoä beàn cuûa kim loaïi cô baûn theùp CT3 ta choïn loaïi que haøn '42 coù ñoä beàn sb=420N/mm2. Öùng suaát phaùp cho pheùp cuûa moái haøn:[s]h=0,8[s]=142,86N/mm2 Öùng suaát tieáp cho pheùp cuûa moái haøn:[t]h=0,65.[s]=0,65.178,57=116,1N/mm2 * Kieåm tra moái haøn giöõa taám bieân vôùi taám thaønh. Moái haøn giöõa taám bieân vôùi taám thaønh ñöôïc thöïc hieän baèng moái haøn goùc, chieàu cao cuûa moái haøn choïn h=8mm. Moái haøn ñöôïc haøn baèng tay vaø caùc moái haøn naøy chaïy doïc theo chieàu daøi daàm, ñoä beàn moái haøn ñöôïc kieåm tra theo theo taùc duïng cuûa löïc tröôït T: th = [t]h (5-44)[5] Trong ñoù: + Q=183967,0321 N:löïc caét tính toaùn + Sc=730.10.655=4781500 mm3: moâ men tænh cuûa taám bieân ñoái vôùi truïc trung hoaø + Hh=7 mm: chieàu cao ñöôøng haøn + b=0,7:heä soá hình daïng ñöôøng haøn + Jx=8460886667mm4: moâ men quaùn tính cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc trung hoaø Vaäy th = Ta thaáy th<[t]h vaäy moái haøn giöõa taám bieân vôùi taám thaønh ñuû ñoä beàn * Kieåm tra moái haøn cuûa taám thaønh. Moái haøn ñeå lieân keát caùc baûn theùp cuûa taám thaønh laø moái haøn ñoái ñaàu, ñaây laø moái haøn chòu ñoàng thôøi moâ men uoán vaø löïc caét.Do ñoù ñoä beàn moái haøn ñöôïc kieåm tra theo caùc coâng thöùc sau: s = t = [t]h Trong ñoù : + Mu = M = 1396711,418 N.m. + lh = 2400 mm : Chieàu daøi moái haøn. + Q=73857,95 N:löïc caét. + d=6 mm: chieàu daøy taám thaønh. Vaäy s = =121,2423 N/mm2 t = =7,694 N/mm2 Ta thaáy t<[t]h =116.07 N/mm2; s <= N/mm2 vaäy moái haøn ñuû ñoä beàn 3.9.2 Tính lieân keát bulong * Lieân keát bulong giöõa chaân cöùng vaø daàm chính - Choïn bulong: Choïn loaïi bulong M30 coù ñöôøng kính trong laø D=29,5mm vaät lieäu cheá taïo laø theùp 30X1C coù sc=850N/mm2.Do moái gheùp bu long chòu ñoàng thôøi momen uoán ñöùngMx momen uoán ngang My neân ñieàu kieän beàn cuûa bulong phaûi thoûa maõn laø £[s]= Trong ñoù + k0=1,3¸1,5 laø heä soá döï tröõ ñeå moái noái khoâng bò taùch hôû do taûi troïng thay ñoåi + k1=1,4¸1,5 laø heä soá tính ñeán söï phaân boá öùng suaát khoâng ñeàu treân caùc bu long + F=683,5(mm2 )dieän tích tính toaùn chòu keùo cuûa moät bulong + Jy1=SF.x1i2 vôùi x1i laø toïa ñoä troïng taâm cuûa bulong thöù i vôùi truïc x1 neân Jy1=758315910,1(mm4) + Jx1=SF.y1i2 vôùi y1i laø toïa ñoä troïng taâm cuûa bulong thöù i vôùi truïc y1 neân Jx1=6140820313(mm4) + My=31842,65(N.m) momen uoán ngang + Mx=709815,851(N.m) momen uoán ñöùng + N=-169418,81269(N) + n=1,5 heä soá an toaøn Ta coù <[s]= 3.10.Kieåm tra ñoä voõng cuûa daàm. - Khi laøm vieäc daàm khoâng ñöôïc voõng quaù ñoä voõng cho pheùp, vì khi daàm bò voõng quaù nhieàu thì seõ gaây ra hieän töôïng dao ñoäng, khi ñoù daàm raát deå bò maát oån ñònh vì vaäy ta phaûi khoáng cheá sao cho ñoä voõng cuûa daàm khoâng quaù ñoä voõng cho pheùp. - Ñoä voõng cuûa daàm döôùi taùc duïng cuûa xe con vaät naâng vaø troïng löôïng daàm ñöôïc xaùc ñònh Ta coù sô ñoà tính nhö sau: Hình 3.57 Sô ñoà tính toå hôïp taûi troïng IIc Hình 3.58 Bieåu ñoà momen do caùc taûi troïng thaúng ñöùng cuûa toå hôïp taûi troïng IIc gaây ra Hình 3.59 Bieåu ñoà löïc caét do caùc taûi troïng thaúng ñöùng cuûa toå hôïp taûi troïng IIc gaây ra Hình 3.60 Sô ñoà tính do löïc x=1 gaây ra Hình 3.61 Bieåu ñoà momen do caùc taûi troïng thaúng ñöùng X=1 gaây ra Hình 3.62 Bieåu ñoà löïc neùn do caùc taûi troïng thaúng ñöùng X=1 gaây ra - Baèng phöông phaùp nhaân bieåu ñoà vôùi keát caáu khung ta coù : 0,04901 m=49,1mm Vôùi E=2,11.10kG/cm: moñun ñaøn hoài cuûa vaät lieäu J=8460886667mm Ñoä voõng tónh cho pheùp: Theo TCVN 5575-1991 quy ñònh [f ]= = =49,2 mm Ta thaáy [f]>f vaäy daàm thoûa maûn ñieàu kieän veà ñoä voõng