science >> Wetenschap >  >> Fysica

Berekening Superelevation berekenen

Superelevatie is het zijwaarts kantelen van een gebogen rijbaan of spoor om de effecten van centripetale kracht op het voertuig dat de bocht doorloopt tegen te gaan. Op rijbanen hebben voertuigen de neiging om in de richting van de buitenkant van de bocht te slippen als de zijdelingse kracht de weerstand tegen de wrijvingskracht tussen de banden en de weg overwint. In het geval van spoorwegvoertuigen hebben auto's de neiging naar de buitenkant van de bocht te kantelen. Om de bedrijfssnelheid te behouden, ontwerpen ingenieurs rijbanen en spoorcurven om een ​​hellend oppervlak vlak naar de binnenkant van de bocht te laten lopen, zodat het voertuig niet op wrijving hoeft te vertrouwen om het op de weg te houden. Superelevatie kan worden uitgedrukt als een hoek, als een percentage of in het geval van spoor, een vast hoogteverschil tussen de hoge en de lage rail.

U moet de maximale rijsnelheid en de radius van de curve. Stel bijvoorbeeld dat de maximale rijsnelheid (V) 80 voet per seconde is en dat de straal van de curve (r) 500 voet is.

Neem de maximale rijsnelheid in feet per seconde (meter per seconde) voor metriek) en haaks op het. Gebruik het voorbeeld uit de vorige stap, V ^ 2 = (80 ft /sec) ^ 2 = 6.400 ft ^ 2 /sec ^ 2.

Verdeel het kwadraat van de snelheid over de straal van de curve in voeten (meters voor metrisch) en de versnelling als gevolg van de zwaartekracht van 32 voet per seconde in het kwadraat (9,8 meter per seconde voor metriek). Het resultaat van deze berekening is de superelevatie-ratio in termen van stijging boven run. in ons voorbeeld: V ^ 2 /(g --- r) = 6.400 ft ^ 2 /sec ^ 2 /(32 ft /sec ^ 2 --- 500 ft) = 0.4

Om de superelevatie om te zetten verhouding in een hoek, neem de inverse tangens van de verhouding. Het resultaat is de hoek van de wegbank in graden. Gebruik de vorige berekening, tan (& # x398;) = 0.4, dus & # x398; = tan ^ -1 (0.4) = 21.8 & x xB0 ;. Dit is de minimale hoek van de bank om te voorkomen dat u afhankelijk bent van wrijving om het voertuig op de weg te houden.