Расчёт на прочность основной рамы для первого случая нагружения

Определим действующие усилия по соответствующим формулам, используемые исходные данные задания.

Сила инерции массы автогрейдера, приложения в центре тяжести машины будет:

, кН

где = 1,2 – коэффициент динамичности;

φ = 0,7…0,8 – коэффициент использования сцепного веса;

- сцепной вес (масса автогрейдера, приходящая на задний мост);

G, кН

Реакции на ведущих и ведомы колёсах определяются:

X_1,2 = G_сц· , кН

F_1,2= G_сц·ƒ, кН

где ƒ=0,2 – коэффициент трения качения.

Так как передний мост по условию вывешен F' = 0; Z' = 0; Y' = 0.

Определяем реакцию грунта, приложенные условно к переднему углу режущей кромке, из уравнений статики:

Из суммы проекций действующих сил на ось X, получим

R_x= - (X_1,2+P_u-F_1,2), кН

Из суммы моментов сил относительно оси О₁-О₁ находим R_Z;

;

, кН;

, кН;

- угол трения грунта по стали, определены из соотношения , что соответствует 30⁰.

Тогда

, кН;

Нагрузки, действующие на раму в точке О:

, кН;

,кН;

,кН;

Определим моменты сил в расчетном сечении I-I:

, кНм;

, кНм

кНм;

В расчётном сечении действует сжимающая сила Х.

Определим напряжения, возникающие в расчётном сечении (нормальные, касательные и от сжимающей силы).

Нормальные напряжения:

мПа; мПа.

При делении величины моментов на момент сопротивления размерность получится , её необходимо перевести в мПа.

Касательные напряжения:

мПа;

От сжимающей силы:

мПа;

Суммарное наибольшее напряжение:

мПа;

Основная рама автогрейдера выполняется из конструкционной стали Ст3, для которой допускаемое напряжение определяется:

Условие прочности будет выполнено, если

В противном случае необходимо внести соответствующие коррективы.

Расчет на прочность основной рамы автогрейдера для второго случая нагружения.

Машина движется на рабочей скорости 6км/ч. Нож слегка приподнят над грунтом и почти не нагружен. Угол установки ножа E= 60^º. Происходит внезапная встреча ножа в средней его части с препятствием, колеса забуксовали. Случай считается аварийным.

Определим действующие усилия:

Сила инерции кН;

км/ч- скорость автогрейдера в момент встречи с препятствием (в формулу ставится в см/с);

кН/см- приведенная жесткость автогрейдера;

- масса автогрейдера.

; кН;

где , кН – сила сопротивления перекатыванию колес.

- коэффициент трения качения.

(т.к. нож приподнят)

.

, кНм; , МПа;

, МПа

, МПа

МПа;

Если условие выполняется, то условия прочности так же выполняется.

Проверка сечения на усталостную прочность.

Расчёт выполняется для первого случая нагружения (с некоторым запасом и учётом случайных нагрузок)

где - коэффициент режима работы;

- коэффициент, учитывающий ассиметрию цикла нагружения и эффективный коэффициент напряжений;

Если условие прочности выполняется, расчет окончен.