TBT1807-2002 貨車車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)方法

TB中華人民共和國(guó)鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)T18072002貨車車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)方法2002020920020701中華人民共和國(guó)鐵道部發(fā)布前言本標(biāo)準(zhǔn)代替TB/T1807—1986《貨車車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)方法》。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定縱向力試驗(yàn)，第一工況拉伸力為1125kN1400kN2250kN。分別比原TB/T18071986相應(yīng)提高12.5%16.6%和12.5%。與提速、重載要求的鐵道貨車實(shí)際運(yùn)用情況基本相符。本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A是標(biāo)準(zhǔn)的附錄。本標(biāo)準(zhǔn)由四方車輛研究所提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：四方車輛研究所、鐵道部科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：石振栓、羅運(yùn)康、舒興高、張水興、田葆栓。本標(biāo)準(zhǔn)首次發(fā)布于1987年1月，本次為第一次修訂。1貨車車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)方法1.范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鐵道貨車車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)的項(xiàng)目?jī)?nèi)容、設(shè)備儀表及試驗(yàn)評(píng)定方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于最高運(yùn)行速度不大于120km/h，列車牽引總重不大于6000t，運(yùn)煤專線10000t及其以上，軸重不大于25t的鐵路標(biāo)準(zhǔn)軌距新造通用貨車。其他貨車可參照使用。2.引用標(biāo)準(zhǔn)下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí)，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。GB/T1220—1992不銹鋼棒GB/T3880—1997鋁及鋁合金軋制板材TB/T1335—1996鐵道車輛強(qiáng)度設(shè)計(jì)及試驗(yàn)鑒定規(guī)范3.總則3.1.試驗(yàn)載荷、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(包括基本作用載荷、強(qiáng)度、剛度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)等)應(yīng)符合TB/T1335及設(shè)計(jì)任務(wù)書的規(guī)定。3.2.本標(biāo)準(zhǔn)采用電阻應(yīng)變測(cè)量法測(cè)量應(yīng)力，用位移計(jì)或其他方法測(cè)量撓度。4.試驗(yàn)場(chǎng)地試驗(yàn)一般應(yīng)在室內(nèi)進(jìn)行，并應(yīng)滿足下列要求：4.1.應(yīng)具備供水、供風(fēng)(壓縮空氣)、照明和起重設(shè)備及220V、50Hz的交流電源。4.2.不受陽光直射、高溫輻射、空氣劇烈流動(dòng)的影響，無漏雨，無腐蝕性氣體，氣溫保持在0℃以上。4.3.試驗(yàn)場(chǎng)地附近應(yīng)無強(qiáng)磁場(chǎng)、噪聲及振動(dòng)的干擾，以不影響測(cè)試精度為原則。5.被試車體5.1.被試車體應(yīng)符合相應(yīng)設(shè)計(jì)圖樣和技術(shù)條件的要求。技術(shù)狀態(tài)應(yīng)檢查合格后方能進(jìn)行試驗(yàn)。5.2.試驗(yàn)前后應(yīng)對(duì)被試車體測(cè)試部位的技術(shù)狀態(tài)，如各部變形、鉚、焊接質(zhì)量情況進(jìn)行檢查和測(cè)量，并作記錄。5.3.試驗(yàn)前應(yīng)將被試車體水平支承在心盤(旁承承載者為旁承)上。6.試驗(yàn)設(shè)備和儀表6.1.應(yīng)力的測(cè)量應(yīng)采用應(yīng)變片和應(yīng)變儀，撓度的測(cè)量應(yīng)采用位移計(jì)等。26.2.全部測(cè)量?jī)x表應(yīng)在校驗(yàn)有效期內(nèi)使用，否則應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)，格后可使用。6.3.試驗(yàn)加載裝置的精度應(yīng)不低于3級(jí)，加載誤差不大于1%，用于顯示載荷值的壓力表、千分表和測(cè)量撓度的位移1.5測(cè)量值的2%100με以下不大于2με；零點(diǎn)飄移不超5με/4h。6.4.導(dǎo)線線徑應(yīng)盡量選用同一規(guī)格，同組測(cè)量應(yīng)變片和溫度補(bǔ)償應(yīng)變片用導(dǎo)線的度、線徑應(yīng)相同。γ()大于1%R式進(jìn)行修正：γ(1+2)??????????????(1)cR式中ε——修正后的應(yīng)變值；εc——測(cè)量的應(yīng)變值；γ——雙股測(cè)量導(dǎo)線中單根線的電阻值，；R——應(yīng)變片的電阻值，。6.5.測(cè)量應(yīng)變片和溫度補(bǔ)償應(yīng)變片的規(guī)格和靈敏度系數(shù)應(yīng)相同，其電阻值的選用應(yīng)盡量一，溫度補(bǔ)償應(yīng)變片不受任何外力作用，貼溫度補(bǔ)償應(yīng)變片用的金材應(yīng)與測(cè)量應(yīng)變片貼試材相同。測(cè)量應(yīng)變片和溫度補(bǔ)償應(yīng)變片以及其連接導(dǎo)線應(yīng)于相同7.試驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容7.1.垂向載荷試驗(yàn)7.1.1.垂向載荷可用油缸、風(fēng)缸加載，也可用重物加載。載荷分布應(yīng)接車實(shí)7.1.2.垂向載荷試驗(yàn)加載值應(yīng)按TB/T1335的規(guī)定選。7.1.3.垂向載荷試驗(yàn)時(shí)，測(cè)量應(yīng)力測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值和撓度測(cè)點(diǎn)的位移值。7.2.縱向力試驗(yàn)7.2.1.縱向力應(yīng)沿車鉤中心線加在前、后板7.2.2.縱向力大小按以下兩種工況進(jìn)行。第一工況：縱向拉伸力1125kN，壓縮力1400kN。第二工況：縱向壓縮力2250kN。7.2.3.縱向力試驗(yàn)時(shí)，測(cè)量應(yīng)力測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值。7.3.扭轉(zhuǎn)載荷試驗(yàn)37.3.1.扭轉(zhuǎn)載荷試驗(yàn)，在四個(gè)頂車位或枕梁端部將車體頂起，使上、下心盤離一距離，成四點(diǎn)支承，并處于水平狀態(tài)。然后，將任意一個(gè)對(duì)角的兩個(gè)支承點(diǎn)上升或下降，使車體加于車體上的扭轉(zhuǎn)力矩按下式計(jì)：KFF12b=???????????????(2)12式中MK——扭轉(zhuǎn)力矩，kN·m；ΔF1，ΔF2——分別為同一端兩支承點(diǎn)支承力變的對(duì)值，kN；b1——同一端支承點(diǎn)間距離，m。如用7.3.1進(jìn)行扭轉(zhuǎn)載荷試驗(yàn)困時(shí)，可用7.3.2方法進(jìn)行。7.3.2.被試車體水平支承于心盤上，在車體內(nèi)分別于14位和23位枕梁兩端集中施加載荷F，加于車體上的扭轉(zhuǎn)力矩按下式計(jì)：MK＝F·L?????????????????(3)式中MK——扭轉(zhuǎn)力矩，kN·m；F——枕梁一端點(diǎn)上的集中載荷值，kN；L——同一枕梁兩端載荷中心點(diǎn)間距，m。心盤支承式結(jié)構(gòu)的車體，扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)載荷為40kN·m。扭轉(zhuǎn)載荷試驗(yàn)時(shí)，測(cè)量應(yīng)力測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值。7.4.頂車試驗(yàn)頂車試驗(yàn)，使標(biāo)載的載荷車體在心盤上兩點(diǎn)支承，后用千斤頂在車體一端兩側(cè)頂車位將車體頂起，使車體由原兩點(diǎn)支承改變?yōu)辄c(diǎn)支承。頂車試驗(yàn)時(shí)，測(cè)量應(yīng)力測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值，并。7.5.罐體內(nèi)壓力試驗(yàn)罐體內(nèi)壓力試驗(yàn)采用水壓，也可根據(jù)設(shè)計(jì)任試驗(yàn)時(shí)測(cè)量應(yīng)力測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值。7.6.散粒貨物側(cè)壓力試驗(yàn)載荷值散粒貨物側(cè)壓力的等效集中力，用千斤頂在車體內(nèi)兩側(cè)對(duì)應(yīng)側(cè)柱的直中心線上的相應(yīng)高度處加載。全車各對(duì)側(cè)柱均按上述方法分別加載，然后測(cè)得各組的應(yīng)力數(shù)據(jù)疊加作為本工的試驗(yàn)值或各4對(duì)側(cè)柱同時(shí)加載，測(cè)得的應(yīng)力值亦為本工況的試驗(yàn)值。試驗(yàn)時(shí)測(cè)量應(yīng)力測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值及側(cè)柱上端的變形值。7.7.需上翻車機(jī)的敞車的托車力和壓車力的試驗(yàn)7.7.1.翻車機(jī)托車力試驗(yàn)84t的敞車，按側(cè)墻立柱根部?jī)?nèi)傾總彎矩235kN·m的規(guī)定，由一側(cè)的側(cè)柱均攤，分別對(duì)各組側(cè)柱加載，將測(cè)得的各組應(yīng)力數(shù)據(jù)疊加作為本工況的試驗(yàn)值，或各對(duì)側(cè)柱同時(shí)加載，測(cè)得的應(yīng)力值亦為本工況的試驗(yàn)值。試驗(yàn)時(shí)測(cè)量應(yīng)力測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值。7.7.2.翻車機(jī)壓車力試驗(yàn)利用千斤頂，在上側(cè)梁任何位置的200mm長(zhǎng)度上，對(duì)車輛總重為84t的敞車均布施加118kN載荷。試驗(yàn)時(shí)測(cè)量應(yīng)力測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值。7.7.3.其他載重的敞車及固定使用翻車機(jī)的敞車，應(yīng)根據(jù)車輛總重和所用翻車機(jī)的結(jié)構(gòu)確定上側(cè)梁和立柱的載荷值。7.8.棚車承受叉車的載荷試驗(yàn)按叉車的載荷加載，作用在地板任何位置。叉車前輪距按760mm，載荷為40kN，每輪20kN計(jì)。試驗(yàn)時(shí)測(cè)量應(yīng)力測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值。8.測(cè)點(diǎn)的布置8.1.應(yīng)力測(cè)點(diǎn)的布置8.1.1.應(yīng)力測(cè)點(diǎn)應(yīng)著重布置在主要承載部件和受力大的部位：枕梁、中梁、側(cè)梁、橫梁和側(cè)柱等其應(yīng)變片中心線與其外緣的距離為5mm～10mm。8.1.2.應(yīng)變片形式根據(jù)部件受力狀態(tài)，可采用單向、二向和三向應(yīng)變片。一般在桿件上采用單向應(yīng)變片，在板、殼上采用二向或三向應(yīng)變片，在同一被試車體上，應(yīng)盡可能采用電阻值、靈敏度系(如2mm×3mm)應(yīng)變片。8.2.撓度測(cè)點(diǎn)的布置中梁撓度測(cè)點(diǎn)一般布置在端梁、枕梁和車體中央部位；主橫梁處可視需要布點(diǎn)；側(cè)梁撓度測(cè)點(diǎn)一般布置在端梁和枕梁兩端及側(cè)梁中央部位。9.應(yīng)變片的粘貼9.1.被測(cè)表面要求5粘貼應(yīng)變片之前，應(yīng)清除被測(cè)表面的銹皮油污和附著物等。被測(cè)表面要打磨平整。其表面粗糙度Ra的最大值為3.2μm，然后用砂布打磨其砂削方向與貼片的縱向成45°角交叉紋路。9.2.粘貼要求貼片處應(yīng)用丙酮清洗干凈，將應(yīng)變片用適宜的粘結(jié)劑粘貼牢固，粘貼位置和方向正確，并將應(yīng)變片引出線與接線板焊固。9.3.絕緣電阻要求應(yīng)變片和被測(cè)物之間絕緣電阻值用低壓高阻表測(cè)量，其電阻值應(yīng)在200MΩ以上，在困難條件下也不應(yīng)低于50MΩ。必要時(shí)用防潮劑密封。10.試驗(yàn)步驟10.1.預(yù)試測(cè)量導(dǎo)線接好后，應(yīng)首先進(jìn)行預(yù)試。預(yù)加載工況，可按兩級(jí)或三級(jí)緩慢加載。一直加到試驗(yàn)所要求的最大值。在各級(jí)載荷下預(yù)試時(shí)，被測(cè)結(jié)構(gòu)和測(cè)試系統(tǒng)均處于正常狀態(tài)，方可進(jìn)行正式試驗(yàn)。10.2.正式試驗(yàn)試驗(yàn)載荷按第7章規(guī)定施加。每種工況加(卸)載次數(shù)應(yīng)不少于三次，加載有困難且兩次加(卸)載所得數(shù)據(jù)較吻合時(shí)，第三次加載可不進(jìn)行。試驗(yàn)中應(yīng)及時(shí)分析應(yīng)力和撓度的變化規(guī)律，隨時(shí)注意被測(cè)結(jié)構(gòu)和測(cè)試系統(tǒng)等方面可能出現(xiàn)的問題，以及異常數(shù)值，并作相應(yīng)處理。11.試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理和換算試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理和換算見附錄A(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)。12.強(qiáng)度和剛度的評(píng)定12.1.車體除頂車試驗(yàn)的應(yīng)力和變形符合TB/T1335中6.11的規(guī)定外，第一、第二工況的合成應(yīng)力不得大于相應(yīng)工況許用應(yīng)力。對(duì)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的合成應(yīng)力按A2.6求得。所用材料許用應(yīng)力[σ]按TB/T1335中9.5規(guī)定選取。12.2.車體的相當(dāng)垂直彎曲剛度應(yīng)按TB/T1335中有關(guān)貨車車體撓跨比評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定。13.試驗(yàn)資料與試驗(yàn)報(bào)告13.1.原始試驗(yàn)資料須由試驗(yàn)單位整理歸檔備查。13.2.試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：a)試驗(yàn)?zāi)康?，被試車型?hào)，試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)；b)被試車車體結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)狀態(tài)；6c)試驗(yàn)內(nèi)容及載荷值；d)試驗(yàn)結(jié)果分析，結(jié)論和建議；e)附應(yīng)力、撓度測(cè)點(diǎn)布置圖，各種基本作用載荷下應(yīng)力及合成應(yīng)力的應(yīng)力匯總表，撓度數(shù)據(jù)表；f)試驗(yàn)參加人員，報(bào)告擬稿人，試驗(yàn)負(fù)責(zé)人和試驗(yàn)單位(公章)。7附錄A()A1對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)的試驗(yàn)值經(jīng)分析、檢查剔除異常數(shù)值，平值。A2應(yīng)力的換算若試驗(yàn)載荷值與基本作用載荷值相等時(shí)，應(yīng)將試驗(yàn)載荷下所測(cè)應(yīng)力值換算基本作用載荷下的應(yīng)力值。A2.1垂向靜載荷下應(yīng)力換算A2.1.1中梁、端梁和橫梁的測(cè)點(diǎn)應(yīng)力換算式：(1+m2+m)gσ?????????????(A1)F式中σcj——垂向靜載荷下的應(yīng)力值；σcl——試驗(yàn)載荷下測(cè)的應(yīng)力值；Fcl——試驗(yàn)載荷，kN；m1——底架自重，t；m2——載重，t；m3——底架的整備重量，t；2g——重力加速度，9.81m/s。A2.1.2枕梁、側(cè)(包括側(cè)梁)和車頂?shù)臏y(cè)點(diǎn)應(yīng)力換算式：(m0+m2+m4)gσ?????????????(A2)F式中m0——車體自重，t；m4——車體的整備重量，t。注：敞、棚、平車車體所有梁件許(A2)式換算。A2.2縱向力作用下應(yīng)力換算A2.2.1第一工況1125kN縱向拉伸力作用下應(yīng)力換算式：8σ????????????????(A3)F式中σyl——1125kN縱向拉伸力作用下的應(yīng)力。1400kN縱向壓縮力作用下應(yīng)力算式：σ=σ????????????????(A4)F式中σyy——1400kN縱向壓縮力作用下應(yīng)力。A2.2.2第二工況2250kN縱向壓縮力作用下應(yīng)力算式：σ=σ????????????????(A5)1F1式中σey——2250kN縱向壓縮力作用下應(yīng)變。A2.340kN·m扭轉(zhuǎn)載荷作用下應(yīng)力算式σ=σ????????????????(A6)1式中σnz——40kN·m扭轉(zhuǎn)載荷作用下應(yīng)力；Mkcl——試驗(yàn)扭，kN·m。A2.4罐體承受內(nèi)壓力時(shí)的應(yīng)力算式P0σ=σ????????????????(A7)P式中σny——罐體承受內(nèi)壓力時(shí)的應(yīng)力；P0——罐體承受內(nèi)壓力，MPa；PcL——罐體試驗(yàn)壓力，MPa。A2.5應(yīng)力計(jì)算的基本式A2.5.1單向應(yīng)變片的測(cè)點(diǎn)，其應(yīng)力計(jì)算式：=????????????????(A8)9式中σ——測(cè)點(diǎn)應(yīng)力值，MPa；E——彈性模量，軋鋼206×10MPa，鑄件172×10MPa；ε——應(yīng)變值。A2.5.2二向應(yīng)變片的測(cè)點(diǎn)按公式(A9)、(A10)求出主應(yīng)力：E1=ε)0??????????????(A9)1μ2式中σ1——主應(yīng)力，MPa；μ——泊松比，取0.3；ε0——車體縱向的應(yīng)變值；ε90——車體橫向的應(yīng)變值。E2=ε)0??????????????(A10)1μ2式中σ2——主應(yīng)力，MPa；A2.5.3三向應(yīng)變片求主應(yīng)力和方向角：a)0—45°—90°形式三向應(yīng)變片，按測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變值求出主應(yīng)力(σ1，σ)和方向角(α)，其主應(yīng)力計(jì)算公式如下：σ1σ2=ε)2E0E±εε)+εε)??????(A11)022))式中ε45——與ε0和ε90成45°角方向的應(yīng)變值。1?εε)0=????????????(A12)2εε0式中α——方向角，(°)。b)0—60°—120°形式三向應(yīng)變片按測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變值求出主應(yīng)力(σ1，σ2)和方向角(α)，其計(jì)算公式如下：σ1σ2=Eεεε)±0)2E×)εε)0εε)2+εε)2+εε)02???(A13)1013(εε)=arctan???????????????(A14)2εεσ0式中ε60——與ε0成60°角方向的應(yīng)變；ε120——與ε0成120°角方向的應(yīng)變。A2.6當(dāng)量應(yīng)力計(jì)算式e=12)2+2)2+3)2]????????(A15)σ1、σ2、σ3分別為測(cè)點(diǎn)的三個(gè)主應(yīng)力。A3應(yīng)力合成A3.1應(yīng)力合成須遵“最大可能組合”向應(yīng)力狀態(tài)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力可直接進(jìn)行合成；復(fù)合成(A9)(A14)式，求出合成應(yīng)力的主應(yīng)力。A3.2第一工況中梁、端梁、枕梁、橫梁和車頂應(yīng)力合成為：cj+Kdy)ylyy)C?????????(A16)1式中σI——第一工況下合成應(yīng)力，MPa；σcj——垂向靜載荷下的應(yīng)力，MPa；σyl——1125kN縱向拉伸力作用下的應(yīng)力，MPa；σyy——1400kN縱向壓縮力作用下的應(yīng)力，MPa；σnz——40kN·m扭轉(zhuǎn)載荷作用下的應(yīng)力，MPa；σC1——第一工況下散粒貨物側(cè)壓力作用下的應(yīng)力(僅裝散裝貨物的車輛加此)，MPa；Kdy——垂向動(dòng)荷系數(shù)；按TB/T1335中6.2.1的規(guī)定計(jì)算。側(cè)(包括側(cè)梁)應(yīng)力合成為：Ⅰ=cj+K+KC)ylyy)C????????????(A17)1式中KC——