Особенности работы кузовов с тонкой несущей обшивкой. Разделение напряжений в обшивке на срединные и напряжения при изгибе. Несущая обшивка в кузовах вагонов вместе с подкрепляющими стержнями составляет единую систему и под действием внешних нагрузок расчетов напряжения в обшивке принято разделять на срединные, постоянные по толщине обшивки и напряжения при изгибе обшивки, изменяющиеся по ее толщине. Обозначения напряжений приведены в соответствие с направлением осей координат xsy.

Ось у направлена по нормали к поверхности обшивки; толщина обшивки. Напряжения при изгибе обшивки рассчитывают по элементарным формулам сопротивления материалов в зависимости от сил, приходящихся на единицу длины элемента (погонные силы). Получить все эти величины из одной общей расчетной схемы для кузова затруднительно.

Это удается сделать только в простейших случаях, например для некоторых зон котла цистерны, представляющего собой круговую цилиндрическую оболочку. Для кузовов пассажирских и грузовых вагонов, конструкция которых выполнена по типу подкрепленных оболочек, приходится в той или иной мере применять различные расчетные схемы для определения отдельных компонентов срединных напряжений и напряжений при изгибе обшивки.

Причины появления срединных напряжений в обшивке. В кузовах, выполненных по типу оболочек, основные срединные напряжения в обшивке совместно с напряжениями в продольных стержнях уравновешивают общие изгибающие моменты, нормальные и поперечные силы для сечений кузова в целом как единого бруса, обусловленные действием всех внешних вертикальных и продольных сил.

В этом случае боковые стены и крышу рассматривают как отдельный брус, имеющий образное сечение и нагруженный реакциями элементов рамы (показаны стрелками) и внешними силами, приложенными к боковым стенам и крыше. Для полувагонов в сечение бруса входят только боковые стены. Применение формулы (485) для расчета зоны вырезов может привести к совершенно неудовлетворительным результатам, особенно если на участке выреза имеется значительная поперечная сила.

Кроме основных, в обшивке могут появляться дополнительные срединные напряжения, обусловленные: изгибом подкрепляющих элементов (балок, стержней, гофров); обшивка, приваренная к балке, при изгибе последней выполняет роль широкой полки и получает соответствующие напряжения, постоянные по ее толщине; прогибами обшивки под действием внешних сил, нормальных к поверхности обшивки (например, под действием сыпучих грузов); в плоской обшивке эти напряжения существенны, если прогибы превышают толщину обшивки; технологией изготовления кузова и особенно сваркой (начальные остаточные напряжения).