ГОСТ 31846-2012 Специальный подвижной состав. Требования к прочности несущих конструкций и динамическим качествам

     6.1 Общие требования к расчетам

6.1.1 При проектировании СПС и его узлов должны быть обеспечены ходовые качества, обеспечивающие безопасность движения в заданных условиях эксплуатации и комфортные условия для персонала (для самоходных и обитаемых СПС).

6.1.2 Для предварительной оценки ходовых качеств СПС или оптимизации его упруго-диссипативных характеристик на стадии проектирования используют лицензионные и аттестованные в установленном порядке программные комплексы, позволяющие путем компьютерного моделирования определить значения основных динамических показателей и по воздействию на путь, указанных в таблице 1 и разделе 7, при движении в прямых и кривых участках пути, с учетом и без учета неровностей пути с одновременным расчетом ускорения и перемещения произвольных точек любого элемента модели конструкции, коэффициентов динамики, усилий в тягах и поводках, рамных сил, сил взаимодействия в контакте "колесо-рельс", вертикальных нагрузок от колес на рельсы, значения фактора износа, коэффициентов безопасности.

Идентификацию моделей вновь проектируемых единиц СПС проводят путем сравнения результатов компьютерного моделирования с результатами натурных динамических и прочностных испытаний единиц СПС с аналогичной экипажной частью.

Правила проведения моделирования динамики экипажа приведены в приложении А.

6.1.3 На стадии проектирования СПС узлы экипажной части (главная рама, кузов, кабина, рама ходовых тележек, шкворневой узел, оси колесных пар, буксы), а также несущие конструкции рабочих органов должны быть рассчитаны на прочность под действием сочетаний нагрузок, указанных в 6.2.

6.1.4 На стадии создания несущих конструкций экипажной части и рабочих органов СПС проводят:

- предварительный выбор материалов, размеров и конструктивных форм несущих элементов для заданных параметров рабочего процесса;

- анализ номинальных, местных напряжений и деформаций в наиболее нагруженных зонах для различных сочетаний эксплуатационных нагрузок, определяющих формирование блока повреждающих циклов и характера нагружения;

- оценку статической прочности и сопротивления усталости;

- оценку ожидаемого ресурса.

6.1.5 Расчетам подвергают:

- опасные сечения крепежных деталей или предохранительных устройств (установочные элементы, кронштейны, оси, пальцы, крюки, фланцы, транспортные фиксаторы, стопоры рабочих органов и т.д.);

- места соединения крепежного или предохранительного узла с несущей металлоконструкцией (сварные швы, болты, заклепки и т.д.);

- узлы установки и крепления рабочих органов.

6.1.6 Для определения напряженно-деформированного состояния конструкций применяют программы, основанные на методе конечных элементов, позволяющие решать задачи как в линейной, так и в нелинейной постановке и оценить усталостную долговечность различных вариантов одной конструкции уже на стадии проектирования. Эти программы должны быть универсальными и совместимыми с другими расчетными и графическими программами. Они должны иметь необходимую библиотеку конечных элементов и возможность автоматического разбиения конструкций на конечные элементы. При этом рекомендуется применять трехмерные модели из объемных и оболочечных элементов, размер которых задают с учетом разницы (не более 10%) результатов между собой и с результатами экспериментальных исследований этой или аналогичной конструкции.

6.1.7 При необходимости выполняют расчет собственных частот проектируемой конструкции, чтобы не допустить их совпадения с основными частотами возбуждающих сил, действующих со стороны пути.

6.1.8 Объем расчетов в каждом конкретном случае выбирают индивидуально в зависимости от накопленного опыта по исследованиям аналогичных конструкций.