算挠曲力中标准机车长
Ⅰ 摩托车下面漏机油是什么原因
摩托车漏油是什么原因
空着放不楼,就车子倾斜的时候会漏,就车子下楼梯时会滴东西 我也不确定是不是油,因为我闻没有油味 ,
展开
最佳答案
一、常见车辆漏油主要原因
1. 产品(配件)和材料的质量、工艺不佳;结构设计存在问题。
2. 装配调整不当:配合表面不清洁;衬垫破损、位移或未按操作规范进行安装。
3. 紧固螺母扭力不均:滑丝断扣或松旷脱落等导致工作失效。
4. 密封材料长期使用后磨损过限,老化变质、变形失效。
5. 润滑油过多、油面过高或加错油品。
6. 零件接合表面挠曲变形、壳体破损,使润滑油渗出。
7. 通气塞、单向阀堵塞后,由于箱壳内外气压差的作用,往往会引起密封薄弱处漏油。
二、预防车辆漏油措施
1. 重视衬垫作用。汽车静置部位(如各接合端面、各端盖、壳体、罩垫、平面珐琅盖板等)零部件之间衬垫起着防漏密封作用。若在材料、制作质量及安装上不符合技术规范,就起不到密封防漏作用,甚至发生事故。
2. 车上各类紧固螺母都需按规定的间矩拧紧。过松压不紧衬垫会渗漏;过紧又会使螺孔周围金属凸起或将丝扣拧滑而引起漏油。另外,油底壳放油螺塞若未拧紧或因松脱落,容易造成机油流失,继而发生“烧坏抱轴”机损事故。
3. 及时更换失效油封。车上很多某些部位(如油封)会因安装不妥,轴颈与油封刀口不同心,偏摆而甩油。有些油封使用过久会因橡胶老化失去弹性,发生渗漏应及时更新。
4. 机动车零件使用过久会产生磨损过限(如活塞与缸套等),导致燃烧室内高压气体侵入曲轴箱,并迫使机油外漏。此时,应及早检修或更换磨损件。
5. 避免单向阀、通气阀堵死。由此可引起箱壳内温度和压力升高、油气充满整个空间,排放不出去,润滑油消耗增加和更换周期缩短等。发动机气孔堵塞后,增加了油塞的作用,往往会引起密封薄弱处漏油。因此,需对车辆进行定期检查、疏通和清洗。
6. 妥善解决各类油管接头密封。车用联管螺母经常拆装,容易滑丝断扣而松脱,两锥面中心线不重合而接触不良,锥度不同而不相吻合,由此均会引起漏油。更换联管螺母,用研磨法解决其锥面密封,使螺母锁紧而密封良好。
7. 避免轮毂甩油。轮毂轴承及腔内润滑油脂过多或其油封装配不妥、质量不良及老化失效、制动频繁引起的轮毂滑度过高、车轴螺母脱动等都会引起轮毂甩油。因此,采用“空腔润滑法(即过量润滑)”,疏通通气孔,并要选择优质配件,严格按工艺规范进行装配和调整。
Ⅱ 机床上所说的动柱式结构是怎么回事
机床动柱式结构与立式加工中心结构类似,其根本的区别在于加工形式有所不同。
机床结构,机床同样根据X轴行程大小不同制造成定柱式和动柱式,机床Y轴滑轨装于立柱侧面;Z轴侧挂于立柱侧面,因其形状颇似枕头,故称之为滑枕,在滑枕内有一可伸出、缩进的主轴头,称之为W轴,轴径较细,行程比Z轴行程略小。这种结构主要解决了在机械加工中,很多零件是较为深孔或干涉较多的难加工问题。
严格来说动柱式加工中心也属于立式加工中心的一种,它们的结构形式类似。其根本的区别在于加工形式有所不同。普通立式加工中心在加工时工件放在工作台上,靠工作台前后、左右运动实现工件XY两轴方向的加工,其最大优点是工作台移动较快,直接体现为加工效率的提升。
动柱式加工中心的技术特点:
1、工作台固定,工作台承载重量大,工作台无悬空及挠曲现象,刚性佳精度高,机床承载重量约为4000Kg,固定的工作台使得操作者更容易靠近,装卸工件的操作更加容易和省力。
2、X、Y、Z三轴全动柱式高刚性、高强度结构;三轴使用重载线性导轨,适用于大型、长条形状工件的加工,对于异形工件和重心位置不正的零件也可以顺利地实现高精度加工。
3、机床加工区和移动区分开,各运动部件远离切削面,加工时只需移动刀具运动部件质量不变,由此避免了高惯性的运动影响,从而确保了工件的加工精度和质量。电机、丝杠、滚动导轨及定位开关等不易受切屑、切削液等影响而产生故障,机床具有少故障易维护的特点。
Ⅲ 我关于轨道问题!!!2012考试!!!东汉一杆枪!!!!!经典对决刘伟!!!!
2.我国正线轨道类型如何划分?1
答:分为:特重型、重型、次重型、中型、轻型。
3.有砟轨道结构的主要组成及其功用是什么?1
答:铁路有砟轨道一般由钢轨、轨枕、道床、联结零件、防爬设备和道岔等
部件组成。
钢轨是铁路轨道的主要部件,作用是:钢轨:引导机车前进,承受车轮的巨
大压力并将该力传递到轨枕或其他支承上。
轨枕的功用:是保持钢轨的位置、方向和轨距,并将它承受的钢轨力均匀的
分布到道床上 。
联结零件的作用:接头扣件:保持轨线连续性,并传递和承受弯矩和横向力,
中间扣件:固定钢轨,保持正确轨距,防止钢轨纵横向位移。道床的作用:①传
递由钢轨,轨枕传来的机车车辆动荷载,使之均匀的分布在路基基床上,②抵抗
轨道框架纵横向位移,保持几何形位,③提供排水能力,防止轨道下沉。④提供
轨道弹性,起到缓冲、减振降噪的作用,⑤调节轨道框架的水平和方向。防爬设
备:使钢轨沿着轨枕或轨道框架沿着道床顶面纵向移动。道岔:
5.钢轨损伤的主要形式有哪些?伤损的原因及解决措施是什么?6-10
答:轨头核伤、钢轨磨耗、轨腰螺栓孔裂纹。原因:既有钢轨生产中产生的
缺陷,又有运输、铺设和使用过程中的问题。①轨头核伤措施有: ⑴提高钢轨
材质,防止出现气孔等不良现象。⑵改善线路质量,提高弹性和平顺性,减少动
力和冲击。⑶钢轨探伤车对钢轨进行探伤,及早发现,及时治理。②钢轨磨耗措
施:采用耐磨轨;加强养护维修,保持几何形位,增加线路弹性;曲线涂油;机
械打磨。③轨腰螺栓孔裂纹:加强接头养护,防止接头出现错牙等;增加接头弹
性;螺栓孔周边倒棱;采用无缝线路才能从根本上消除此问题。
6.比较一下木枕及混凝土枕的优缺点?10 11
答:优点:木枕富于弹性,便于加工、运输和维修;有较好的电绝缘性能。
缺点:价格贵,易腐蚀、磨损,使用寿命短,不同种类的木材的木枕弹性也不一
致,造成轨道的动态不平顺。 砼枕的优点:重量大、稳定性好;不受气候
影响,使用寿命长;材源较多,能保证均匀的几何尺寸,轨道弹性均匀,平顺性
好;扣件易于更换;制造相对简单,可以满足铁路高速、大运量的要求。缺点:
弹性差、绝缘性能低,更换较困难。
8.钢轨接头有哪些种类?其特点是什么?19
答:①按左右股钢轨接头相互位置来分,有相对式和相互式两种。相对式:
使左右钢轨受力均匀,旅客舒适,也有利于机械化铺,错接式:使用在非标准长
度的钢轨或旧杂钢轨。
②按钢轨接头与轨枕相对位置分,有悬接式、单枕承垫式和双枕承垫式。悬
接式:减少挠曲和弯矩;单轨承垫式:当车轮通过时,轨枕左右摇动不稳定,双
枕承垫式:可保证稳定性,但又有刚度的、不易捣固的不足。
③按接头联接的用途及工作性能来分,有普通接头、导电接头、绝缘接头、
异型接头、尖轨接头、冻结接头、胶结接头及焊接接头。
9.碎石道床断面的三个特征是什么?29
答:道床断面包括顶面宽度、道床厚度和道床边坡坡度三个主要特征。
10.碎石道床变形下沉的阶段和特点是什么?31
答:道床变形是轨道的重要因素,轨道变形分为永久变形和弹性变形。
道床下沉可分为初始急剧下沉和后期缓慢下沉两个阶段,初始急剧下沉:道
床的密实阶段在列车荷载作用下道渣被压实,孔隙率减小,使道床纵横断面发生
变化,轨道产生不平顺;后期缓慢下沉阶段:道床的正常工作阶段,这时道床仍
有少量下沉,下沉量与运量之间有直接关系。
11.总结比较一下有渣轨道与无渣轨道的特点?31
答:有渣轨道:①均匀传力;②提供纵横向阻力、保持几何形位;③提供良
好的排水能力,提供轨道弹性、缓冲、减振、调节轨道框架的水平和方向、保持
良好的平纵断面。④维修容易、初期投资小、施工精度低。
无渣轨道:①少维修、高可靠性、轨道结构轻、建筑高度低;②整体性、连
续性、稳定性、耐久性好、几何形位易于保持;③初步投资大、轨道弹性差、施
工精度要求高、基础处理严格;④用于客运专线和高速铁路有优势、道床美观、
没有道砟飞砟带来的问题。
12、无渣轨道有哪些类型?其结构特点是什么?32-34
答:板式轨道、弹性支承块式无渣轨道、长枕埋入式轨道及Rheda2000 型轨
道、浮置板轨道。
板式轨道:具有坚固耐用,变形小、平顺性好、少维修等特点。
弹性支承块式无渣轨道:可缓冲列车荷载的横向冲击作用,可提供较大弹性,
有利于轨道的减振降噪。
长枕埋入式轨道:由钢轨与扣件、穿孔砼枕、砼道床板床、隔离层及砼底座
等组成,隧道内可不设砼底座。
浮置板轨道:是将无渣轨道支承在弹性支承上构成质量——弹簧系统,隔振
效果非常好但造价高。
13、简述直线轨道几何形位及其特征?41-44
答:轨距、水平、前后高低、方向、轨底坡
轨距:是钢轨顶面下16mm 范围内两股钢轨作用边之间的最小距离,标准轨
距为1435mm。
水平:是指线路左右两股钢轨顶面的相对高差。为保持列车平稳运行,并使
两股钢轨均匀受力,直线地段上两股钢轨顶面应保持同一水平。
前后高低:是轨道沿线路方向的竖向平顺性。经过一段时间列车运行后,由
于路基沉陷、道床捣固密实程度等的不一致,导致轨面产生不均匀下沉,造成轨
面前后高低不平,称为静态不平顺;当列车通过吊板和空板地段时,导致这些地
段的轨道下沉不一致称为动态不平顺。
方向:是指轨道中心线在水平面上的平顺性。方向是行车平稳性的控制性因
素,按照行车平稳与安全要求,直线应笔直,曲线应圆顺。
轨底坡:为了使钢轨轴心受力,钢轨向轨道内侧倾斜,因此轨底与轨道平面
之间就形成一个横向坡度。它可使其轮轨接触集中于轨顶中部,提高钢轨的横向
稳定性,延长钢轨使用寿命。
14、简述轨道超高设置的目的,如何设置?49
答:达到内外两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均匀等,满足旅客舒适感,提高
线路的稳定性和安全性。
在设置外轨超高时,主要有外轨提高法和线路中心高度不变法两种方法。外
轨提高法是保持内轨标高不变而只抬高外轨的方法,线路中心高度不变法是内外
轨分别各降低和抬高超高值一半而保证线路中心标高不变的方法。
15、为何限制未被平衡的加速度、余超高、欠超高?
答:由于未被平衡的加速度或未被平衡的超高使内轨或外轨产生偏载,引起
内外轨不均匀磨耗,并影响旅客乘车的舒适性。
16.如何确定曲线超高的最大值和曲线上的最高(低)行车速度?53-54
答:
17.简述缓和曲线设置的目的?54
答:防止机车车辆在曲线轨道运行时,出现一些与直线运行显著不同的受力
特征突然产生或消失,以保持列车曲线列车平稳性。
18.如何确定缓和曲线长度?59-60
答:①按行车安全来确定:即圆曲线外轨超高与外轨超高顺破坡度的比值。
②按舒适条件确定:当外轮升高(或降低)速度的限制条件,缓和曲线长度为,
当未被平衡的离心加速度变化率的限制条件: ③按线路设计规范来确
定。
19.轨道的承受的力有哪些?各由什么因素引起?
答:包括:各种垂直力、横向水平力和纵向水平力。垂直力:是指静轮重和
附加动压力。静轮重与机车车辆的类型及其载重有关,附加动压力的起因较多包
括机车车辆本身构造和车轮踏面的不圆顺;横向水平力:是指轨道平面上与轨道
方向垂直的水平力。在直线轨道上,由于机车车辆蛇形运动引起,在曲线轨道上,
主要是由车轮通过曲线时的导向力引起。纵向水平力:是指沿轨道方向的水平力,
包括列车启动、制动、加速。
轨道力学分析模型有哪些?74
答:轨道结构竖向受力的静力计算模型有:连续弹性基础梁模型和连续弹性
点支承梁模型。
21.表征轨道弹性的参数有哪些?它们之间的关系如何?
答:有钢轨支座刚度D、钢轨基础弹性模量u 和道床系数C 三个参数。
22.准静态法中如何考虑动力增值因素?
23.无缝线路的类型有哪些?
答:①按钢轨内部的温度应力处理方式的不同,分为温度应力式和放散温度
应力式,②按钢轨长度分为普通无缝线路和全区间无缝线路跨区间无缝线路。
24.什么是轨温 、中间轨温、锁定轨温(零应力轨温)?
答:轨温:指钢轨的温度,中间轨温:最高轨温与最低轨温之和的一半,锁
定轨温:无缝线路的锁定是通过拧紧长钢轨两端的接头螺栓和上紧钢轨扣件实现
的,锁定时的轨温称为锁定轨温。
25.为什么说无缝线路可以无限长?
答:无缝线路长钢轨内的温度应力与钢轨长度无关,与轨温变化 有关,降
低钢轨内部温度应力的关键,在于控制 。
26.从基本温度力图上如何看钢轨的温度力、伸缩位移与轨温的相互关系?
答:
27.线路阻力有哪些?各起什么作用?受什么因素影响?100
答:线路阻力分为:纵向阻力(接头阻力、中间扣件阻力、道床纵向阻力),
横向阻力(道床横向阻力、轨道框架水平刚度),竖向阻力(道床竖向阻力、轨
道框架竖向刚度)。作用:接头阻力:防止钢轨端部伸缩变化,中间扣件:抵抗
钢轨沿轨枕纵向移动,道床纵向阻力:抵抗轨道框架纵向位移;道床横向阻力:
抵抗轨道框架横向位移,轨道框架水平刚度:抵抗弯曲变形。影响:纵向阻力:
受长钢轨内的纵向力分布、线路爬行、钢轨伸缩,道床断面形状、道床的密实度
等的影响;横向阻力:道床的饱满程度、道床肩宽、道床肩部堆高、道床种类和
粒径、线路维修作业的影响。
29.简述无缝线路的稳定性。
答:无缝线路变形的发展分为三个阶段:持稳阶段(不变形阶段):轨温升高,
压力增加,轨道不产生横向变形,胀轨阶段(渐变阶段):随温度压力增加,轨
道出现微小横向变形,随温度继续升高,变形会明显增加,直到温度升高到临界
压力Pk,跑道阶段(突变阶段):当温度力超过Pk 或轨道受到外部干扰时,横
向变形突然增加导致轨道结构受到严重破坏。
30.影响无缝线路稳定性的因素是什么?
答:①钢轨温度压力,它是轨道结构失稳的主要因素;②轨道初始不平顺(变
形),它降低了轨道抵抗胀轨跑到的能力。
32.道岔的功用是什么?有哪些种类?138
答:分为:普通单开道岔、单式对称道岔、三开道岔、交叉渡线和交分道岔。
功用:确保列车能在规定的速度下安全、可靠的由一条线路转向另一条线路。
33.单开道岔由哪些部分组成?
答:由转辙器(基本轨、尖轨和其它零件),辙叉、护轨,连接部分和岔枕
组成。
34.辙叉有哪些类型?其各自的特点?
答:按平面形式分:直线辙叉和曲线辙叉;按构造分:固定式和可移动式;
直线式固定辙叉分为整铸辙叉和钢轨组合式辙叉。特点:
。
36.如何提高道岔的直向和侧向过岔速度?
答:直向:①加长直股方向护轨缓冲段长度②减小各部位冲角 侧向:①
加大道岔的导曲线半径,减少车轮对道岔各部位的冲击,②采用对称道岔,③以曲线尖轨取代直线尖轨或采用曲线辙叉,④采用变曲率的导曲线
Ⅳ 关于铁路轨道的问题!!!刘伟来了!!!
保定铁路器材告诉您国内外采用的钢轨接头冻结方式
目前,国内外采用的钢轨接头冻结方式主要有以下两种:
①普通冻结接头。系指采用特制垫片,塞入钢轨螺栓孔空隙中,使钢轨接缝密贴而阻止钢轨自由伸缩的一种钢轨联结方式。
②
新型冻结接头。近年来,出现了采用施必牢防松机构、哈克紧固件等联结形式的钢轨接头联结及MG接头等新型钢轨冻结接头。主要依靠高强螺栓联结提供钢轨与夹
板间足够的摩擦阻力,阻止钢轨与夹板间的伸缩,要求钢轨接头螺栓强度高,并具有一定的防松功能。
在钢轨接头联结中运用新型冻结接头技术,可以有效的冻结钢轨接头,减少接头病害,冻结后的线路可以比照普通无缝线路进行管理。
Ⅳ 摩托车发动机漏油怎么办
发动机漏机油一般都是油封的问题,那你看看是最先从哪边出来。
如果先从右边漏的话那可能是启动轴油封坏了,如果是左边漏的,那可能是小链轮油封,或者是变档轴油封,不必担心,就算换油封也不要拆开发动机,要是换启动油封只要卸下启动杆就行了。
Ⅵ 摩托车漏油是什么原因
一、常见车辆漏油主要原因
1. 产品(配件)和材料的质量、工艺不佳;结构设计存在问题。
2. 装配调整不当:配合表面不清洁;衬垫破损、位移或未按操作规范进行安装。
3. 紧固螺母扭力不均:滑丝断扣或松旷脱落等导致工作失效。
4. 密封材料长期使用后磨损过限,老化变质、变形失效。
5. 润滑油过多、油面过高或加错油品。
6. 零件接合表面挠曲变形、壳体破损,使润滑油渗出。
7. 通气塞、单向阀堵塞后,由于箱壳内外气压差的作用,往往会引起密封薄弱处漏油。
二、预防车辆漏油措施
1. 重视衬垫作用。汽车静置部位(如各接合端面、各端盖、壳体、罩垫、平面珐琅盖板等)零部件之间衬垫起着防漏密封作用。若在材料、制作质量及安装上不符合技术规范,就起不到密封防漏作用,甚至发生事故。
2. 车上各类紧固螺母都需按规定的间矩拧紧。过松压不紧衬垫会渗漏;过紧又会使螺孔周围金属凸起或将丝扣拧滑而引起漏油。另外,油底壳放油螺塞若未拧紧或因松脱落,容易造成机油流失,继而发生“烧坏抱轴”机损事故。
3. 及时更换失效油封。车上很多某些部位(如油封)会因安装不妥,轴颈与油封刀口不同心,偏摆而甩油。有些油封使用过久会因橡胶老化失去弹性,发生渗漏应及时更新。
4. 机动车零件使用过久会产生磨损过限(如活塞与缸套等),导致燃烧室内高压气体侵入曲轴箱,并迫使机油外漏。此时,应及早检修或更换磨损件。
5. 避免单向阀、通气阀堵死。由此可引起箱壳内温度和压力升高、油气充满整个空间,排放不出去,润滑油消耗增加和更换周期缩短等。发动机气孔堵塞后,增加了油塞的作用,往往会引起密封薄弱处漏油。因此,需对车辆进行定期检查、疏通和清洗。
6. 妥善解决各类油管接头密封。车用联管螺母经常拆装,容易滑丝断扣而松脱,两锥面中心线不重合而接触不良,锥度不同而不相吻合,由此均会引起漏油。更换联管螺母,用研磨法解决其锥面密封,使螺母锁紧而密封良好。
7. 避免轮毂甩油。轮毂轴承及腔内润滑油脂过多或其油封装配不妥、质量不良及老化失效、制动频繁引起的轮毂滑度过高、车轴螺母脱动等都会引起轮毂甩油。因此,采用“空腔润滑法(即过量润滑)”,疏通通气孔,并要选择优质配件,严格按工艺规范进行装配和调整。
Ⅶ 材料力学中,计算稳定因数的内插法是什么来的
16.1 压杆稳定性的概念
在第二章中,曾讨论过受压杆件的强度问题,并且认为只要压杆满足了强度条件,就能保证其正常工作。但是,实践与理论证明,这个结论仅对短粗的压杆才是正确的,对细长压杆不能应用上述结论,因为细长压杆丧失工作能力的原因,不是因为强度不够,而是由于出现了与强度问题截然不同的另一种破坏形式,这就是本章将要讨论的压杆稳定性问题。
当短粗杆受压时(图16-1a),在压力F由小逐渐增大的过程中,杆件始终保持原有的直线平衡形式,直到压力F达到屈服强度载荷Fs (或抗压强度载荷Fb),杆件发生强度破坏时为止。但是,如果用相同的材料,做一根与图16-1a所示的同样粗细而比较长的杆件(图16-1b),当压力F比较小时,这一较长的杆件尚能保持直线的平衡形式,而当压力F逐渐增大至某—数值F1时,杆件将突然变弯,不再保持原有的直线平衡形式,因而丧失了承载能力。我们把受压直杆突然变弯的现象,称为丧失稳定或失稳。此时,F1可能远小于Fs (或Fb)。可见,细长杆在尚未产生强度破坏时,就因失稳而破坏。
图16-1
失稳现象并不限于压杆,例如狭长的矩形截面梁,在横向载荷作用下,会出现侧向弯曲和绕轴线的扭转(图16-2);受外压作用的圆柱形薄壳,当外压过大时,其形状可能突然变成椭圆(图16-3);圆环形拱受径向均布压力时,也可能产生失稳(图16-4)。本章中,我们只研究受压杆件的稳定性。
图16-3
所谓的稳定性是指杆件保持原有直线平衡形式的能力。实际上它是指平衡状态的稳定性。我们借助于刚性小球处于三种平衡状态的情况来形象地加以说明。
第一种状态,小球在凹面内的O点处于平衡状态,如图16-5a所示。先用外加干扰力使其偏离原有的平衡位置,然后再把干扰力去掉,小球能回到原来的平衡位置。因此,小球原有的平衡状态是稳定平衡。
第二种状态,小球在凸面上的O点处于平衡状态,如图16-5c所示。当用外加干扰力使其偏离原有的平衡位置后,小球将继续下滚,不再回到原来的平衡位置。因此,小球原有的干衡状态是不稳定平衡。
第三种状态,小球在平面上的O点处于平衡状态,如图16-5b所示,当用外加干扰力使其偏离原有的平衡位置后,把干扰力去掉后,小球将在新的位置O1再次处于平衡,既没有恢复原位的趋势,也没有继续偏离的趋势。因此。我们称小球原有的平衡状态为随遇平衡。
图16-5
图16-6
通过上述分析可以认识到,为了判别原有平衡状态的稳定性,必须使研究对象偏离其原有的平衡位置。因此。在研究压杆稳定时,我们也用一微小横向干扰力使处于直线平衡状态的压杆偏离原有的位置,如图16-6a所示。当轴向压力F由小变大的过程中,可以观察到:
1)当压力值F1较小时,给其一横向干扰力,杆件偏离原来的平衡位置。若去掉横向干扰力后,压杆将在直线平衡位置左右摆动,最终将恢复到原来的直线平衡位置,如图16-6b所示。所以,该杆原有直线平衡状态是稳定平衡。
2)当压力值F2超过其一限度Fcr时,平衡状态的性质发生了质变。这时,只要有一轻微的横向干扰,压杆就会继续弯曲,不再恢复原状,如图16-6d所示。因此,该杆原有直线平衡状态是不稳定平衡。
3)界于前二者之间,存在着一种临界状态。当压力值正好等于Fcr时,一旦去掉横向干扰力,压杆将在微弯状态下达到新的平衡,既不恢复原状,也不再继续弯曲,如图16-6c所示。因此,该杆原有直线平衡状态是随遇平衡,该状态又称为临界状态。
临界状态是杆件从稳定平衡向不稳定平衡转化的极限状态。压杆处于临界状态时的轴向压力称为临界力或临界载荷,用Fcr表示。
由上述可知,压杆的原有直线平衡状态是否稳定,与所受轴向压力大小有关。当轴向压力达到临界力时,压杆即向失稳过渡。所以,对于压杆稳定性的研究,关键在于确定压杆的临界力。
16.2 两端铰支细长压杆的临界力
图16-7a为一两端为球形铰支的细长压杆,现推导其临界力公式。
图16-7
根据前节的讨论,轴向压力到达临界力时,压杆的直线平衡状态将由稳定转变为不稳定。在微小横向干扰力解除后,它将在微弯状态下保持平衡。因此,可以认为能够保持压杆在微弯状态下平衡的最小轴向压力,即为临界力。
选取坐标系如图l6-7a所示,假想沿任意截面将压杆截开,保留部分如图16-7b所示。由保留部分的平衡得
(a)
在式(a)中,轴向压力Fcr取绝对值。这样,在图示的坐标系中弯矩与挠度的符号总相反,故式(a)中加了一个负号。当杆内应力不超过材料比例极限时,根据挠曲线近似微分方程有
(b)
由于两端是球铰支座,它对端截面在任何方向的转角都没有限制。因而,杆件的微小弯曲变形一定发生于抗弯能力最弱的纵向平面内,所以上式中的I应该是横截面的最小惯性矩。令
(c)
式(b)可改写为
(d)
此微分方程的通解为
(e)
式中、为积分常数。由压杆两端铰支这一边界条件
, (f)
, (g)
将式(f)代入式(e),得,于是
(h)
式(g)代入式(h),有
(i)
在式(i)中,积分常数不能等于零,否则将使有,这意味着压杆处于直线平衡状态,与事先假设压杆处于微弯状态相矛盾,所以只能有
(j)
由式(j)解得
(k)
则
或
(l)
因为n可取0,1,2,…中任一个整数,所以式(1)表明,使压杆保持曲线形态平衡的压力,在理论上是多值的。而这些压力中,使压杆保持微小弯曲的最小压力,才是临界力。取n=0,没有意义,只能取n=1。于是得两端铰支细长压杆临界力公式
(16-1)
式(16-1)又称为欧拉公式。
在此临界力作用下,,则式(h)可写成
(m)
可见,两端铰支细长压杆在临界力作用下处于微弯状态时的挠曲线是条半波正弦曲线。将代入式(m),可得压杆跨长中点处挠度,即压杆的最大挠度
是任意微小位移值。之所以没有一个确定值,是因为式(b)中采用了挠曲线的近似微分方程式。如果采用挠曲线的精确微分方程式,那么值便可以确定。这时可得到最大挠度与压力F之间的理论关系,如图16-8的OAB曲线。此曲线表明,当压力小于临界力时, F与之间的关系是直线OA,说明压杆一直保持直线平衡状态。当压力超过临界力时,压杆挠度急剧增加。
图 16-8
在以上讨论中,假设压杆轴线是理想直线,压力F是轴向压力,压杆材料均匀连续。这是一种理想情况,称为理想压杆。但工程实际中的压杆并非如此。压杆的轴线难以避免有一些初弯曲,压力也无法保证没有偏心,材料也经常有不均匀或存在缺陷的情况。实际压杆的这些与理想压杆不符的因素,就相当于作用在杆件上的压力有一个微小的偏心距e。试验结果表明,实际压杆的F与的关系如图16-8中的曲线OD表示,偏心距愈小,曲线OD愈靠近OAB。
16.3 不同杆端约束细长压杆的临界力
压杆临界力公式(16-1)是在两端铰支的情况下推导出来的。由推导过程可知,临界力与约束有关。约束条件不同,压杆的临界力也不相同,即杆端的约束对临界力有影响。但是,不论杆端具有怎样的约束条件,都可以仿照两端铰支临界力的推导方法求得其相应的临界力计算公式,这里不详细讨论,仅用类比的方法导出几种常见约束条件下压杆的临界力计算公式。
16.3.1 一端固定另一端自由细长压杆的临界力
图16-9为—端固定另一端自由的压杆。当压杆处于临界状态时,它在曲线形式下保持平衡。将挠曲线AB对称于固定端A向下延长,如图中假想线所示。延长后挠曲线是一条半波正弦曲线,与本章第二节中两端铰支细长压杆的挠曲线一样。所以,对于—端固定另一端自由且长为的压杆,其临界力等于两端铰支长为的压杆的临界力,即
图16-9 图16-10 图16-11
16.3.2两端固定细长压杆的临界力
在这种杆端约束条件下,挠曲线如图16-10所示。该曲线的两个拐点C和D分别在距上、下端为处。居于中间的长度内,挠曲续是半波正弦曲线。所以,对于两端固定且长为的压杆,其临界力等于两端铰支长为的压杆的临界力,即
16.3.3 一端固定另一端铰支细长压杆的临界力
在这种杆端约束条件下,挠曲线形状如图16-11所示。在距铰支端B为处,该曲线有一个拐点C。因此,在长度内,挠曲线是一条半波正弦曲线。所以,对于一端固定另一端铰支且长为的压杆,其临界力等于两端铰支长为的压杆的临界力,即
综上所述,只要引入相当长度的概念,将压杆的实际长度转化为相当长度,便可将任何杆端约束条件的临界力统一写
(16-2)
称为欧拉公式的一般形式。由式(16-2)可见,杆端约束对临界力的影响表现在系数上。称为长度系数,为压杆的相当长度,表示把长为的压杆折算成两端铰支压杆后的长度。几种常见约束情况下的长度系数列入表16-1中。
表 16-1 压杆的长度系数
压杆的约束条件 长度系数
两端铰支
一端固定,另一端自由
两端固定
一端固定,另一端铰支 =1
=2
=1/2
≈0.7
表16-1中所列的只是几种典型情况,实际问题中压杆的约束情况可能更复杂,对于这些复杂约束的长度系数可以从有关设计手册中查得。
16.4 欧拉公式的适用范围 经验公式
16.4.1 临界应力和柔度
将式(16-2)的两端同时除以压杆横截面面积A,得到的应力称为压杆的临界应力,
(a)
引入截面的惯性半径
(16-3)
将上式代入式(a),得
若令
(16-4)
则有
(16-5)
式(16-5)就是计算压杆临界应力的公式,是欧拉公式的另一表达形式。式中,称为压杆的柔度或长细比,它集中反映了压杆的长度、约束条件、截面尺寸和形状等因素对临界应力的影响。从式(16-5)可以看出,压杆的临界应力与柔度的平方成反比,柔度越大,则压杆的临界应力越低,压杆越容易失稳。因此,在压杆稳定问题中,柔度是一个很重要的参数。
16.4.2 欧拉公式的适用范围
在推导欧拉公式时,曾使用了弯曲时挠曲线近似微分方程式,而这个方程是建立在材料服从虎克定律基础上的。试验已证实,当临界应力不超过材树比例极限时,由欧拉公式得到的理论曲线与试验曲线十分相符,而当临界应力超过时,两条曲线随着柔度减小相差得越来越大(如图16-12所示)。这说明欧拉公式只有在临界应力不超过材料比例极限时才适用,即
图16-12
或 (b)
若用表示对应于临界应力等于比例极限时的柔度值,则
(16-6)
仅与压杆材料的弹性模量E和比例极限有关。例如,对于常用的Q235钢,E=200GPa,=200MPa,代入式(16-6),得
从以上分析可以看出:当时,,这时才能应用欧拉公式来计算压杆的临界力或临界应力。满足的压杆称为细长杆或大柔度杆。
16.4.3 中柔度压杆的临界应力公式
在工程中常用的压杆,其柔度往往小于。实验结果表明,这种压杆丧失承载能力的原因仍然是失稳。但此时临界应力已大于材料的比例极限,欧拉公式已不适用,这是超过材料比例极限压杆的稳定问题。对于这类失稳问题,曾进行过许多理论和实验研究工作,得出理论分析的结果。但工程中对这类压杆的技算,一般使用以试验结果为依据的经验公式。在这里我们介绍两种经常使用的经验公式:直线公式和抛物线公式。
直线公式
把临界应力与压杆的柔度表示成如下的线性关系。
(16-7)
式中a、b是与材料性质有关的系数,可以查相关手册得到。由式(16-7)可见,临界应力随着柔度的减小而增大。
必须指出,直线公式虽然是以的压杆建立的,但绝不能认为凡是的压杆都可以应用直线公式。因为当值很小时,按直线公式求得的临界应力较高,可能早已超过了材料的屈服强度或抗压强度,这是杆件强度条件所不允许的。因此,只有在临界应力 不超过屈服强度 (或抗压强度)时,直线公式才能适用。若以塑性材料为例,它的应用条件可表示为
或
若用表示对应于时的柔度值,则
(16-8)
这里,柔度值是直线公式成立时压杆柔度的最小值,它仅与材料有关。对Q235钢来说,MPa,=304MPa,。将这些数值代入式(16-8),得
当压杆的柔度值满足条件时,临界应力用直线公式计算,这样的压杆被称为中柔度杆或中长杆。
抛物线公式
把临界应力与柔度的关系表示为如下形式
(16-9)
式中是材料的屈服强度,是与材料性质有关的系数,是欧拉公式与抛物线公式适用范围的分界柔度,对低碳钢和低锰钢
(16-10)
16.4.4 小柔度压杆
当压杆的柔度满足条件时,这样的压杆称为小柔度杆或短粗杆。实验证明,小柔度杆主要是由于应力达到材料的屈服强度(或抗压强度)而发生破坏,破坏时很难观察到失稳现象。这说明小柔度杆是由于强度不足而引起破坏的,应当以材料的屈服强度或抗压强度作为极限应力,这属于第二章所研究的受压直杆的强度计算问题。若形式上也作为稳定问题来考虑,则可将材料的屈服强度 (或抗压强度)看作临界应力,即
(或)
16.4.5 临界应力总图
综上所述,压杆的临界应力随着压杆柔度变化情况可用图16-13的曲线表示,该曲线是采用直线公式的临界应力总图,总图说明如下:
图16-13
1)当时,是细长杆,存在材料比例极限内的稳定性问题,临界应力用欧拉公式计算。
2)当(或)<时,是中长杆,存在超过比例极限的稳定问题,临界应力用直线公式计算。
3)当(或)时,是短粗杆,不存在稳定性问题,只有强度问题,临界应力就是屈服强度或抗压强度。
由图16-13还可以看到,随着柔度的增大,压杆的破坏性质由强度破坏逐渐向失稳破坏转化。
由式(16-5)和式(16-9),可以绘出采用抛物线公式时的临界应力总图,如图16-14所示。
图16-14
16.5 压杆稳定性计算
从上节可知,对于不同柔度的压杆总可以计算出它的临界应力,将临界应力乘以压杆横截面面积,就得到临界力。值得注意的是,因为临界力是由压杆整体变形决定的,局部削弱(如开孔、槽等)对杆件整体变形影响很小,所以计算临界应力或临界力时可采用未削弱前的横截面面积A和惯性矩I。
压杆的临界力与压杆实际承受的轴向压力F之比值,为压杆的工作安全系数n,它应该不小于规定的稳定安全系数nst 。因此压杆的稳定性条件为
(16-11)
由稳定性条件便可对压杆稳定性进行计算,在工程中主要是稳定性校核。通常,nst规定得比强度安全系数高,原因是一些难以避免的因素(例如压杆的初弯曲、材料不均匀、压力偏心以及支座缺陷等)对压杆稳定性影响远远超过对强度的影响。
式(16-11)是用安全系数形式表示的稳定性条件,在工程中还可以用应力形式表示稳定性条件
(a)
其中
(b)
式中为稳定许用应力。由于临界应力随压杆的柔度而变,而且对不同柔度的压杆又规定不同的稳定安全系数nst ,所以,是柔度的函数。在某些结构设计中,常常把材料的强度许用应力乘以一个小于1的系数作为稳定许用应力,即
(c)
式中称为折减系数。因为是柔度的函数,所以也是的函数,且总有。几种常用材料压杆的折减系数列于表16-3中,引入折减系数后,式(a)可写为
(16-12)
例16-1 图16-15为—用20a工字钢制成的压杆,材料为Q235钢,E=200Mpa,=200MPa,压杆长度=5m,F=200kN 。若nst=2,试校核压杆的稳定性。
图16-15
解
(1)计算
由附录中的型钢表查得
,,A=35.5cm2。压杆在i最小的纵向平面内抗弯刚度最小,柔度最大,临界应力将最小。因而压杆失稳一定发生在压杆的纵向平面内
(2)计算临界应力,校核稳定性
因为,此压杆属细长杆,要用欧拉公式来计算临界应力
所以此压杆稳定。
例16-2 如图16-16所示连杆,材料为Q235钢,其E=200MPa,=200MPa,,承受轴向压力F=110kN。若nst=3,试校核连杆的稳定性。
图16-16
解 根据图16-16中连杆端部约束情况,在xy纵向平面内可视为两端铰支;在xz平面内可视为两端固定约束。又因压杆为矩形截面,所以。
根据上面的分析,首先应分别算出杆件在两个平面内的柔度,以判断此杆将在哪个平面内失稳,然后再根据柔度值选用相应的公式来计算临界力。
计算
在xy纵向平面内,,z轴为中性轴
在xz纵向平面内,,y轴为中性轴
,。连杆若失稳必发生在xz纵向平面内。
计算临界力,校核稳定性
,该连杆不属细长杆,不能用欧拉公式计算其临界力。这里采用直线公式,查表16-2,Q235钢的,
,属中等杆,因此
该连杆稳定。
例16-3 螺旋千斤顶如图16-17所示。起重丝杠内径,最大长度。材料为Q235钢,E=200GPa,,千斤顶起重量F =100kN。若nst=3.5,试校核丝杠的稳定性。
图16-17
解
(1) 计算
丝杠可简化为下端固定,上端自由的压杆
(2)计算,校核稳定性
,采用抛物线公式计算临界应力
千斤顶的丝杠稳定。
例16-4 某液压缸活塞杆承受轴向压力作用。已知活塞直径,油压。活塞杆长度,两端视为铰支,材料为碳钢,,E=210GPa。取,试设计活塞直径。
解
(1) 计算
活塞杆承受的轴向压力
活塞杆工作时不失稳所应具有的临界力值为
设计活塞杆直径
因为直径未知,无法求出活塞杆的柔度,不能判定用怎样的公式计算临界力。为此,在计算时可先按欧拉公式计算活塞杆直径,然后再检查是否满足欧拉公式的条件
可取,然后检查是否满足欧拉公式的条件
由于,所以用欧拉公式计算是正确的。
例16-5 简易吊车摇臂如图16-18所示,两端铰接的AB杆由钢管制成,材料为Q235钢,其强度许用应力,试校核AB杆的稳定性。
图16-18
解
(1) 求AB杆所受轴向压力,由平衡方程
,
得
(2) 计算
校核稳定性
据,查表16-3得折减系数,稳定许用应力
AB杆工作应力
,所以AB杆稳定。
例16-6 由压杆挠曲线的微分方程,导出一端固定,另一端铰支压杆的欧拉公式。
解
一端固定、另一端铰支的压杆失稳后,计算简图如图16-19所示。为使杆件平衡,上端铰支座应有横向反力。于是挠曲线的微分方程为
图16-19
设,则上式可写为
以上微分方程的通解为
由此求出v的一阶导数为
压杆的边界条件为
时,
时,
把以上边界条件代入及中,可得
这是关于,和的齐次线性方程组。因为,和不能都为零,所以其系数行列式应等于零,即
展开得
上式超越方程可用图解法求解。以为横坐标,作直线和曲线(图16-20),其第一个交点得横坐标=4.49显然是满足超越方程得最小根。由此求得
图16-20
16.6 提高压杆稳定性的措施
通过以上讨论可知,影响压杆稳定性的因素有:压杆的截面形状,压杆的长度、约束条件和材料的性质等。因而,当讨论如何提高压杆的稳定件时,也应从这几方面入手。
1.选择合理截面形状
从欧拉公式可知,截面的惯性I越大,临界力越高。从经验公式可知。柔度越小,临界应力越高。由于,所以提高惯性半径i的数值就能减小的数值。可见,在不增加压杆横截面面积的前提下,应尽可能把材料放在离截面形心较远处,以取得较大的I和i,提高临界压力。例如空心圆环截面要比实心圆截面合理
如果压杆在过其主轴的两个纵向平面约束条件相同或相差不大,那么应采用圆形或正多边形截面;若约束不同,应采用对两个主形心轴惯性半径不等的截面形状,例如矩形截面或工字形截面,以使压杆在两个纵向平面内有相近的柔度值。这样,在两个相互垂直的主惯性纵向平面内有接近相同的稳定性。
2.尽量减小压杆长度
由式(16-4)可知,压杆的柔度与压杆的长度成正比。在结构允许的情况下,应尽可能减小压杆的长度;甚至可改变结构布局,将压杆改为拉杆(如图16-21a所示的托架改成图16-21b的形式)等等。
图16-21
3.改善约束条件
从本章第三节的讨论看出,改变压杆的支座条件直接影响临界力的大小。例如长为两端铰支的压杆,其,。若在这一压杆的中点增加一个中间支座或者把两端改为固定端(图16-22)。则相当长度变为,临界力变为
图16-22
可见临界力变为原来的四倍。一般说增加压杆的约束,使其更不容易发生弯曲变形,都可以提高压杆的稳定性。
4.合理选择材料
由欧拉公式(16-5)可知,临界应力与材料的弹性模量E有关。然而,由于各种钢材的弹性模量E大致相等,所以对于细长杆,选用优质钢材或低碳钢并无很大差别。对于中等杆,无论是根据经验公式或理论分析,都说明临界应力与材料的强度有关,优质钢材在—定程度上可以提高临界应力的数值。至于短粗杆,本来就是强度问题,选择优质钢材自然可以提高其强度。
习 题
16-1 图示各根压杆的材料及直径均相同,试判断哪一根最容易失稳,哪一根最不容易失稳。
题16-1图
16-2 图示压杆的材料为Q235钢,在图a平面内弯曲时两端为铰支,在图b平面内弯曲时两端为固定,试求其临界力。
题16-2图
16-3 图中所示为某型飞机起落架中承受轴向压力的斜撑杆。杆为空心圆管,外径D=52mm内径d=44mm,。材料为30CrMnSiNi2A,, , E=210GPa。试求斜撑杆的临界压力和临界应力。
题16-3图
16-4 三根圆截面压杆,直径均为d=160mm,材料为Q235钢,E=200GPa,。两端均为铰支,长度分别、和,且,试求各杆的临界压力。
16-5 无缝钢管厂的穿孔顶杆如图所示。杆端承受压力。杆长,横截面直径d=15cm。材料为低合金钢,E=210GPa。两端可简化为铰支座,规定的稳定安全系数为。试求顶杆的许可载荷。
题16-5图 题16-6图
16-6 由三根钢管构成的支架如图所示。钢管的外径为30mm,内径为22mm,长度,E=210GPa。在支架的顶点三杆铰接。若取稳定安全系数,试求许可载荷F。
16-7 在图示铰接杆系ABC中,AB和BC皆为细长压杆,且截面相同,材料相同。若因在ABC平面内失稳而破坏,并现定,试确定F为最大值时的角。
题16-7图
16-8 在图示结构中,AB为圆截面杆,直径d=80mm,BC杆为正方形截面,边长a=70mm,两材料均为Q235钢,E=210GPa。它们可以各自独立发生弯曲而互不影响,已知A端固定,B、C为球铰,l=3m,稳定安全系数。试求此结构的许用载荷。
题16-8图
16-9 万能铣床工作台升降丝杠的内径为22mm,螺距P=5mm。工作台升至最高位置时,。丝杆钢材的E=210GPa,,。若伞齿轮的传动比为1/2,即手轮旋转一周丝杆旋转半周,且手轮半径为10cm,手轮上作用的最大圆周力为200N,试求丝杆的工作安全系数。
题16-9图 题16-10图
16-10 蒸汽机车的连杆如图所示,截面为工字形,材料为Q235钢。连杆所受最大轴向压力为465kN。连杆在摆动平面(xy平面)内发生弯曲时,两端可认为铰支,在与摆动平面垂直的xz平面内发生弯曲时,两端可认为是固定支座。试确定其工作安全系数。
16-11 某厂自制的简易起重机如图所示,其压杆BD为20号槽钢,材料为Q235钢。起重机的最大起重量是P=40kN。若规定的稳定安全系效为,试校核BD杆的稳定性。
题16-11图 题16-12图
16-12 图示结构中CG为铸铁圆杆,直径d1=100mm,许用压应力=120MPa。BE为Q235钢圆杆,直径d2=50mm,=160MPa,横梁ABCD视为刚体,试求结构的许可载荷。已知E铁=120GPa,E钢=200GPa。
16-13 图示结构中AB梁可视为刚体,CD及EG均为细长杆,抗弯刚度均为EI。
因变形微小,故可认为压杆受力达到后,其承受能力不能再提高。试求结构所受载荷F的极限值Fmax。
题16-13图
16-14 10号工字梁的C端固定,A端铰支于空心钢管AB上。钢管的内径和外径分别为30mm和40mm,B端亦为铰支。梁及钢管同为Q235钢。当重为300N的重物落于粱的A端时,试校核AB杆的稳定性。规定稳定安全系数。
题16-14图
16-15 两端固定的管道长为2m,内径d=30mm,外径D=40mm。材料为Q235钢,E=210GPa,线膨胀系数。若安装管道时的温度为,试求不引起管道失稳的最高温度。
16-16 由压杆挠曲线的微分方程式,导出一端固定、另一端自由的压杆的欧拉公式。
16-17 压杆的—端固定,另一端自由(图a)。为提高其稳定性,在中点增加支座,如图b所示。试求加强后压杆的欧拉公式,并与加强前的压杆比较。
题16-17图 题16-18图
16-18 图a为万能机的示意图,四根立柱的长度为。钢材的E=210GPa。立柱丧失稳定后的变形曲线如图b所示。若F的最大值为1000kN,规定的稳定安全系数为,试按稳定条件设计立柱的直径。
Ⅷ 如何选择摩托车轮胎
1、选轮胎时,其规格一定不能错,即便是轮胎宽度窄一点,规格对了都能用,但是如果规格不对,要么装不上,要么装上太松不能用。这样岂不造成了不必要经济损失。
2、确定了正确的规格后,就应该考虑轮胎的宽度了,小鑫认为,如果经济允许的话,尽量选购宽一点的轮胎,因为宽胎与地的接触面大,抓地性就好,这样就能很好地传递驱动力和制动力,使发动机性能很好地发挥,提高驾驶的平稳性﹑舒适性和安全性。
3、最后就得看胎纹了,胎纹仍就是决定轮胎性能的一项重要指标,胎纹的形状决定了它的排水性和排开其它杂物的能力,也影响了其抓地性能。因此,选择合适的胎纹非常重要。同一规格的轮胎就有数十种的胎纹,一般应根据摩友们的实际情况来选择适当的胎纹。
如果经常在山地或是泥路﹑雪地﹑冰路等路面上行驶,则应该选择越野型的宽胎沟和深胎沟花纹的轮胎,因为胎沟深和宽了,在轮子的转动下,由于离心力的作用便于排开水和其它杂物,使轮胎更好的与地面接触。
如果经常在公路上行驶,则应选择胎沟紧密一些的,如环状﹑箭头状等。这种轮胎在公路上行驶时与地面接触面大,能使行驶时较其它轮胎安全。
条件好的摩友可以选择高抓地性轮胎,虽然这种轮胎磨损率较高,但它决对是一种高性能的好胎,无论是排水性,还是附着力都非常好,是一种安全轮胎。
(8)算挠曲力中标准机车长扩展阅读:
轮胎的维护和保养
拥有一条合格的轮胎之后,就可以让你的良驹尽情地风驰电掣了。或许,很多摩友只注重发动机和外观的保养,而忽视了对轮胎的保养,从而减短了轮胎的使用寿命,加大了在其上面的消费。
因此,掌握一些保养和维护的小常识,不但可以节约费用,还可以减少出车时由于轮胎问题带来的许多麻烦。
有人统计过,同一时期轮胎的消耗数量和维修次数与个人的驾驶技术有关,其消耗和维修费用差异可以达到10%~30%。轮胎的保养和维护可以从两方面来讨论,一是路面因素,二是人为因素,但是决定因素还是认为因素,路面因素有时是不可以避免的。
如:有时必须得经过冰凌石子、建筑工地和垃圾路面,因而导致了扎伤和刺破轮胎。面对此种情况,我们只能尽量小心或者尽可能地绕道行驶。
喜欢表演一些车技的车友们,如:原地调头,单轮行驶,紧急制动,漂移过弯等,三轮车翘起一个轮子行驶等等。这些做法都是非常伤轮胎的,不但加速了轮胎的磨损,对发动机也很不利,应该尽量避免。
建议车友们养成良好的驾驶习惯,这样不但可以节省轮胎,而且还能延长发动机的使用寿命。如:起步和制动要平缓;上坡时要勤于换挡,避免中途起步;过坑洼的路时不要过猛;停车时应养成支起车架的习惯,让车子休息时能彻底地“减负”,这些都是保养轮胎的有效方法。
Ⅸ 轨道水平变形什么概念
一、前言
近年来,由于城市交通的发展,轨道交通以其运量大、速度快而在国内各个城市得到推广,但地铁系统造价高,建设周期长,从而使得决策者和设计者越来越青睐高架线。沈阳、武汉、上海、大连、佛山等城市相继着手这方面的准备工作,南京、北京等城市的地铁也规划有一段高架线路,广州和上海规划的轨道交通线路中也有多条高架线。但轨道交通高架桥的结构设计在很多方面都不同于公路桥和铁路桥,如受载方式、桥梁的变形允许范围等均有它自身的特点。由于目前国内还没有轨道交通高架桥梁的设计规范,所以具体设计时还存在一些亟待解决的问题。“上海城市轨道交通明珠线一期工程”为全高架线路,全长约29kM,现土建已基本完工,笔者有幸参加了其中两座大桥--中山北路桥和苏州河桥的设计,在设计过程中遇到了很多新问题,借此总结如下,以便在今后的设计中借鉴。
二、轨道交通高架桥与公路桥和铁路桥的不同
公路桥一般为多车道,受力为面载,多设温度连续桥面。而轨道交通高架桥一般为双线桥,在折返线及渡线段有部分多线桥及单线桥,梁轨共同作用,这一点同铁路桥相同。但它处于城市地区,高架桥梁长度多达数十公里,因此对景观、环保及变形的要求均比铁路桥严格。另一方面,由于上海城市轨道交通明珠线高架桥梁上部建筑采用无渣无枕道床,轨道采用无缝线路,所以其受力远较铁路桥复杂,同时由于无渣轨道钢轨扣件的调高量有限又限制了结构的变形,根据铁道部科学研究院提供科研报告,扣件的调高量仅为40mm。即桥梁的所有变形(包括预应力梁的收缩徐变和基础的不均匀沉降等)均在此范围内。
三、轨道交通高架桥的特殊荷载及其组合
轨道交通高架桥的荷载除铁路桥规规定的一般主力和附加力外,还有因桥上铺设无缝线路所引起的纵向力。桥上铺设无缝线路因温度的变化、列车荷载的作用以及冬季钢轨折断致使梁轨之间产生相对位移,因扣件纵向阻力的作用,梁轨相对位移受到约束,因此梁轨间产生大小相等,方向相反的纵向力。如此,桥梁与钢轨组成一个相互作用、相互约束的力学平衡体系,同时引起了几个特殊力,分别为:
1.伸缩力:由温度变化时梁与钢轨有相对位移而引起的纵向作用力。其大小与温度变化幅度、扣件纵向阻力和桥梁长度有关。
2.挠曲力:列车在桥上等速运行引起梁的挠曲,从而使梁面纵向纤维缩短产生与钢轨的相对位移所引起的纵向梁轨相互作用力。其大小与列车荷载和扣件的纵向阻力有关。伸缩力和挠曲力的计算公式可简化为:
3. 断轨力:因钢轨折断而产生的纵向力。
4. 制动力:制动力一般与列车挠曲力伴生。制动力单独作用只发生在列车作用跨的前方桥跨上,此时,列车尚未驶上前方桥跨,而制动力已传至前方桥跨。
上述各力如何作用,并将力传至墩台,在现行的桥上无缝线路设计办法中依照下列原则组合:
伸缩力与挠曲力不叠加,选取较大者和制动力叠加;
如断轨时钢轨产生的断轨力大时,则按一股钢轨断轨,另一股钢轨内存在伸缩力或挠曲力计算;
?不论如何叠加,其最终作用力的量值不应超过全桥扣件总阻力。
以上这些力作用在梁轨接触面上,但对一般的桥梁上部结构影响不大,验算墩台时作用点移至支座中心处,设计时验算墩台的荷载组合(针对双线桥)可按以下几种情况考虑:
四轨伸缩力或四轨挠曲力,取最大者按主力计算;
一轨断轨力加两轨伸缩力或挠曲力取其中较大者,按主力加附加力检算,允许应力提高45%;
一线制动力,另一线的两轨伸缩力或挠曲力取其中较大者,按主力加附加力检算,允许应力提高25%;
④纵横向计算地震力,作为偶然荷载。
四、墩台纵向水平力分配
轨道交通高架桥多处于城市地区,桥墩台的设计应力求线条简洁美观,因此设计时不能完全按铁路桥规刚性桥墩的概念,而应考虑支座、桥墩及基础的组合刚度,根据刚度分配一孔或一联的纵向水平力。
五、轨道交通高架桥的变形控制
根据铁道部科学研究院关于无渣轨道的研究报告,钢轨扣件的调高量仅为40mm,即在承轨台打完之后,桥梁结构产生的后期变形不能大于40mm,这部分结构产生的变形包括预应力混凝土梁的收缩徐变变形和基础的后期沉降。那么如何减小这两方面的变形以满足轨道结构的要求是结构设计必须要考虑的问题。
(一)预应力混凝土梁的收缩徐变变形控制
所谓混凝土的收缩即混凝土在硬化过程中,以及在干湿变化和温度变化时所发生的体积变化。而混凝土的徐变是指混凝土在荷载长期作用下保持应力不变,则其塑性变形将随着荷载作用时间延长而不断增加,这种现象称为徐变。在预应力混凝土结构中,混凝土的收缩徐变将使构件缩短,引起梁的上拱。预应力混凝土梁的徐变变形对无渣轨道的影响这一问题的研究,在国内桥梁界还是个空白,因此,明珠线筹建处专门成立课题组,对此进行专项研究,笔者作为课题组成员,通过这一段时间的摸索,觉得控制收缩徐变变形应从设计和施工两方面考虑:
1.设计:
⑴.适当增加梁的刚度,减小弹性变形,从而减小了徐变变形的基数。
⑵.优化预应力钢束布置,尽量使预应力产生的偏心距与恒载作用下的弯矩平衡;
⑶.控制张拉应力,以降低梁下翼缘的应力水平;
⑷.选择适宜的桥型,如连续梁的徐变上拱度比相同跨度的简支梁小;
⑸.采用部分预应力结构,允许混凝土出现拉力,但不能开裂。
⑹.提高张拉时混凝土的龄期。
⑺.在满足混凝土强度的前提下,尽可能的减少水泥用量。
⑻.设计时详细计算各工程阶段的收缩徐变变形量,预计一个月、三个月、六个月及最后的变形量。在梁体设计预拱度时考虑徐变变形的影响。
2.施工
⑴.降低水灰比,加强对混凝土的养护,浇注时注意梁上翼缘的密实度;
⑵.梁浇筑完成之后,尽量延迟承轨台开始浇注的时间。
⑶.加强监测,将测量信息及时反馈给设计。
(二)基础变形的控制
上海地区属软土地区,桥梁基础一般采用桩基础。为控制基础沉降,群桩设计时,应考虑以下三个因素,即适当加深桩的长度;增加桩的个数;桩的持力层应尽可能选择砂土层。
六、工程实例
以中山北路桥为例,说明轨道交通高架桥的设计特点。中山北路桥桥长115m,为30m+55m+30m的三跨连续结合梁桥,两边跨为预应力混凝土箱梁,中跨跨越道路中山北路高架桥,采用钢与混凝土结合梁,施工时经体系转换为连续梁。
1.徐变控制
设计时对预应力束配置进行了优化,延长了加载龄期,经初步计算,架梁完成后各个阶段的徐变变形值如下表:
徐变变形计算结果 表1
2.沉降控制
中山北路桥处地貌类型属滨海平原区,地基土分层如下:
①层人工填土,厚度1.3米左右。
②层粉质粘土,厚度2.8米左右。
③层淤泥质粉质粘土,厚度5.3米左右。
④层淤泥质粘土,厚度10.3米左右。
⑤层粉质粘土,厚度5.9米左右。
⑥粘土,厚度3.8米左右。
⑦1层砂质粉土、粉质砂土,厚 度9.4米左右。
⑦2层粉细砂,厚度9.4米左右。⑧1层粘土,厚度15.8米左右。
⑧2层粉质粘土,厚度16.3米左右。
⑨层粉细砂。
针对以上地质情况和轨道交通对结构变形的要求,同时因桥位处公路桥的限制,不能过多地增加桩数,在基础设计时进行了多方案的比选,其中包括40X40cm预制打入桩、PHC预应力管桩和钻孔灌注桩。桩基设计从三方面控制:
3.沉降控制:满足轨道变形的要求。
经多方案的比选,基础设计采用直径1米的钻孔灌注桩,桩尖持力层选择⑨层粉细砂,桩长73米,计算沉降量中墩8毫米,边墩12毫米,方案比选详见表2。为保证长桩的施工质量,设计时在桩顶特设了2米长的钢护筒,施工时加强监测,严格控制桩底沉渣层厚度。
七、结论
由于在设计中对梁的徐变变形和基础的沉降有族够的重视,因而使计算变形量满足轨道扣件的调整量。目前,明珠线正在紧张施工,课题组制定了详细的观测大纲,对梁的变形及基础沉降进行跟踪测试,待竣工时,将实际数据与计算值归纳整理,形成较为系统的变形控制方法与措施,用以指导今后的工程建设,并为制定规范和标准提供依据。到那时,我们对轨道交通高架桥就会有更深层次的认识。
桩基方案比选 表2