Файл: Решение в случае отсутствия трения в системе ( 0) собственная круговая частота колебаний подпрыгивания вагона определяется по формуле.doc

Определить критическую скорость движения четырехосного вагона, если его масса составляет m_k = 76 т, суммарная жесткость рессор с = 15 мН/м, длина неровностей L = 10,5 м.

Решение:

В случае отсутствия трения в системе (β = 0) собственная круговая частота колебаний подпрыгивания вагона определяется по формуле

,

где с – суммарная жесткость рессорной подвески вагона, Н/м;

m_k – масса кузова вагона, кг.

рад/с

Если внешний возмущающий фактор изменяется по синусоидальной зависимости

,

где η₀ – максимальная ордината траектории (амплитуда внешнего возмущения), то круговая частота внешнего возмущения ω (частота вынужденных колебаний) определяется по формуле

,

где L – длина неровностей пути (в частном случае длина рельсового звена от стыка до стыка), м;

V_п – поступательная скорость поезда, м/с.

Вынужденные колебания грузового вагона характеризует коэффициент нарастания амплитуд колебаний, который в случае отсутствия внутреннего трения (β = 0) рассчитывается по формуле

Резонанс наступает в случае, когда ω/V = 1, то есть частота собственных колебаний совпадает с частотой вынужденных колебаний.

Из условия равенства частот ω = v определяется критическая скорость движения поезда

;

м/с

Задание 2

Произвести расчет остановочного пути транспортного средства. Сделать вывод, имел ли водитель возможность предотвратить столкновение на переезде, если он начал торможение за 75 м до переезда. Полученные данные могут быть использованы при служебном расследовании ДТП на переезде для предварительного рассмотрения обстоятельств и причин происшествия.

U_a = 90 км/ч; t_р = 1,1 сек; t_ср = 0,3 сек; t_н = 0,6 сек; ψ = 0,3 (заснеженное)

Решение:

Эффективность торможения оценивается величиной остановочного пути S₀ – пути автомобиля со времени обнаружения опасности до остановки

S₀ = S_p + S_ср + S_н + S_т,

где S_p, S_ср, S_н – путь, проходимый автомобилей соответственно за время реакции водителя, срабатывания тормозов, нарастания замедления;

S_т – путь торможения.

Значения составляющих S₀ определяются по формулам:

,

где t_p – время реакции водителя, с;

U_a – скорость автомобиля, м/с.

27,5 м

,

где t_ср – время срабатывания тормозного привода, с.

7,5 м

,

где t_н – время нарастания замедления.

7,5 м

,

где g – ускорение свободного падения;

ψ – коэффициент сцепления шин с дорогой.

106,2 м

Остановочный путь:

S₀ = 27,5 + 7,5 + 7,5 + 106,2 = 148,7 м
Вывод: водитель не имел возможности предотвратить столкновение на переезде, так как величина остановочного пути составляет 148,7 м, а он начал торможение за 75 м до переезда.

Задание 3

Определение норм массы и длины состава грузового поезда.

Исходные данные:

Серия локомотива – ВЛ8;

Масса локомотива – 184 т;

Длина локомотива – 28 м;

Расчетная сила тяги – 46,5 кгс;

Сила тяги при трогании с места – 60,7 кгс;

Основное удельное сопротивление локомотива – 2,89 кгс/т;

Основное удельное сопротивление вагонов – 1,6 кгс/т;

Руководящий уклон участка – 10 %;

Наибольший уклон путей раздельного пункта – 0 %;

Удельное сопротивление поезда при трогании с места – 4,8 кгс/т;

Средняя длина вагона – 15,6 м;

Масса брутто грузового вагона – 65 т;

Длина станционных приемо-отправочных путей – 850 м;

Экономия эксплуатационных расходов на дороге при увеличении массы грузовых составов на 100 т – 29 млн.руб./год.

Требуется:

1. Определить массу и длину состава грузового поезда.

2. Определить необходимую длину приемо-отправочных путей.

3. На основе сравнения расчетной (необходимой) длины приемо-отправочных путей станции с заданной проанализировать возможность увеличения (необходимость уменьшения) длины и массы поезда.

4. Определить экономию (дополнительные затраты) эксплуатационных средств при увеличении (уменьшении) средней массы грузовых поездов на дороге.

Решение:

Масса грузового поезда брутто (Q_c) определяется исходя из условия движения его с установившейся скоростью по расчетному подъему.

Расчетная формула имеет следующий вид:

,

где F_p – сила тяги локомотива при расчетной скорости, кгс;

Р_л – масса локомотива, т;

ω'₀, ω''₀ – основное удельное сопротивление локомотива и вагонов, соответственно, при расчетной скорости, кгс/т;

i_p – величина расчетного уклона, %.

200 т

Проводим проверку на условие его трогания с места на раздельных пунктах:

,

где F_тр – сила тяги локомотива при трогании с места грузового состава, кгс;

ω_тр – удельное сопротивление поезда при трогании с места, кгс/т;

i_тр – уклон путей раздельного пункта, %.

171 т

За норму массы грузового поезда брутто принимаем

Q_бр = Q_с^тр = 171 т

Округляем кратно 50 т и принимаем Q_бр = 200 т.

Определяем количество вагонов в составе грузового поезда:

,

где q_бр – средняя масса вагона брутто, т.

3

Необходимая длина приемо-отправочных путей на станциях для возможности размещения поезда рассчитанной массы определяется по формуле:

,

где l_ваг – средняя длина вагона, м;

l_лок – длина локомотива, м.

75 м

Необходимая длина приемо-отправочынх путей на станции с учетом поправки на неточность установки поезда, равной 10 м, определяется по формуле:

75 + 10 = 85 м

Так как l_расч = 85 м < l_пути = 850 м, то имеется резерв, который позволяет увеличить длину поезда.

Величины увеличения длины поезда:

Δl_п = l_пути – l_расч = 850 – 85 = 765 м

Увеличение массы поезда:

319 т

Годовая экономия эксплуатационных расходов при увеличении массы поезда на величину ΔQ_бр:

,

где С_бр – годовая экономия эксплуатационных расходов при увеличении массы всех грузовых поездов на дороге на 100 тонн.

9251000 тыс.руб./год

Задание 4

При перестановке двух цистерн с бензином на запасной путь станции, по 60 т каждая, произошла утечка груза через нижний люк с последующим возгоранием от постороннего источника. Возник пожар с разрушением емкостей и разливом бензина на площади S = 10000 - 30000 м². Оценить пожарную обстановку на станции и прилегающей к ней территории.

Показатель, характеризующий возможную площадь пожара Х₁ = 0,192.

Показатель, характеризующий огнестойкость и архитектурно-планировочные особенности застройки Х₂ = 0,27.

Решение:

Удельная пожарная нагрузка:

,

где Q = 43,6 МДж/кг – количество тепла, выделяемое при сгорании горючего материала.

523,2 МДж/м².

По табл. 4.3 определяем составляющую Х₃ = 0,145.

Определим показатель пожарной обстановки для жиких горючих материалов:

К₂ = 0,099 + Х₁ + Х₂ + Х₃ = 0,099 + 0,192 + 0,27 + 0,145 = 0,706

Выводы:

Номер пожара по мировому времени 0,51 – 1.

Количество единиц основной пожарной техники 20 – 28.

Удельный расход огнетушащего средства 145 – 230 л/м².

Вид огнетушащего средства – пена.

Время тушения 12 – 18 ч.

Задание 5

Оценить потери груза (топлива) при перевозке с учетом нормы естественной убыли. Плотность топлива при +20 ⁰С по данным паспорта ρ = 0,97 кг/дм

³. Температура груза при наливе Т_н = 35 ⁰С. Высота груза при наливе h_н = 240 см. Температура груза при сливе Т_с = 8 ⁰С. Высота груза при сливе h_с = 236 см. Калибровочный тип цистерны К = 72. Груз – дизельное топливо.

Решение:

По таблицам калибровки железнодорожных цистерн для калибровочного типа К = 72 определим объем нефтеналивного груза в зависимости от высоты налива.

При высота налива h_н = 240 см объем топлива в цистерне составит V_н = 61657 дм³. При высоте налива h_с = 236 см объем груза составит V_c = 60647 дм³.

Определим разность между +20 ⁰С и средней температурой груза при наливе

15 ⁰С

и сливе

12 ⁰С

По таблице средних температурных поправок плотности нефтепродуктов (табл. 5.2) определим температурную поправку на 1 ⁰С Δρ¹ для плотности ρ: Δρ¹ = 0,000541.

При наливе температурная поправка составит:

0,008115 кг/дм³.

При сливе температурная поправка составит:

0,006492 кг/дм³.

Найдем плотность при наливе и сливе:

0,97 – 0,008115 = 0,961885 кг/дм³;

0,97 + 0,006492 = 0,976492 кг/дм³.

При наливе масса груза:

59306,9 кг

При сливе масса груза:

59221,3 кг

Определим нормы убыли топлива.

Норма естественной убыли П_н для дизельного топлива составляет 0,007 % от массы груза.

4,2 кг

Потери дизельного топлива при перевозке с учетом нормы естественной убыли составят

59306,9 – 59221,3 – 4,2 = 81,4 кг

Задание 6

Федеральный закон от 9 февраля 2007 г. № 16-ФЗ «О транспортной безопасности». Статья 10. Ограничения при приеме на работу, непосредственно связанную с обеспечением транспортной безопасности.