Комп’ютерне моделювання температурної навантаженості несучої конструкції вагона-хопера
DOI:
https://doi.org/10.32782/2225-6733.44.2022.10Ключові слова:
транспортна механіка, вагон-хопер, несуча конструкція, міцність, навантаженість кузова, температурний впливАнотація
В статті наведені результати комп’ютерного моделювання температурної навантаженості несучої конструкції вагона-хопера. Для цього створено просторову модель несучої конструкції вагона-хопера в програмному комплексі SolidWorks. В якості прототипу обраний вагон-хопер моделі 20-9749, побудови ДП "Укрспецвагон" та призначений для перевезення окатишів та гарячого агломерату. Розрахунок на міцність несучої конструкції вагона-хопера проведений за методом скінчених елементів, який реалізовано в програмному комплексі CosmosWorks. При складанні розрахункової схеми враховано температурний вплив від перевозимого вантажу на внутрішню поверхню кузова вагона-хопера. Результати розрахунку показали, що максимальні еквівалентні напруження в несучій конструкції вагона-хопера становлять близько 340 МПа і зосереджені в зоні взаємодії хребтової балки зі шворневою. Максимальні напруження в несучій конструкції вагона-хопера, які зумовлені температурним навантаженням виникають у вертикальних стійках та горбилі і складають 335 МПа, що на 3% нижче за напруження плинності матеріалу конструкції. Визначено вплив температурного навантаження на показники міцності несучої конструкції вагона-хопера. Встановлено, що дана залежність є лінійною. Максимальні еквівалентні напруження при температурі перевозимого вантажу у 700°С майже дорівнюють межі плинності матеріалу конструкції. При незначному збільшенні температурного впливу на несучу конструкцію її показники міцності не будуть забезпечуватися. Тому виникає необхідність удосконалення несучої конструкції вагона-хопера для забезпечення його міцності в експлуатації. Проведені дослідження сприятимуть створенню напрацювань щодо проектування сучасних конструкцій вантажних вагонів з покращеними техніко-економічними показниками
Посилання
Конструирование и расчет вагонов / В.В. Лукин, Л.А. Шадур, В.И. Котуранов, А.А. Хохлов, П.С. Анисимов. – М. : УМК МПС России, 2000. – 731 с.
Путято А.В. Прогнозирование остаточного ресурса вагона хоппер-дозатора после длительной эксплуатации с учетом фактических физико-механических характеристик материала несущей конструкции / А.В. Путято, Е.Н. Коновалов, П.М. Афанаськов // Механика машин, механизмов и материалов. – 2016. – № 1(34). – C. 26-35.
Удосконалення конструкції вагона-хопера для перевезення зерна / Ю.В. Кебал, В.А. Шатов, О.М. Тьокотєв, Н.Г. Мурашова // Збірник наукових праць ДЕТУТ. – 2017. – Bип. 30. – С. 113-122. – (Серія: Транспортні системи і технології).
Kuczek T. Topology Optimization of Railcar Composite Structure / T. Kuczek, B. Szachniewicz // OPT-i 2014 – 1st International Conference on Engineering and Applied Sciences Optimization, Proceedings. – 2014. – Pp. 1-9. – Mode of access: https://doi.org/10.1504/IJHVS.2015.073206.
Бейн Д.Г. Анализ напряженного состояния несущего настила пола четырехосного полувагона с глухим кузовом / Д.Г. Бейн // Вестник Брянского государственного технического университета. – 2011. – № 1(29). – С. 47-51.
Structural-optimization-based design process for the body of a railway vehicle made from extruded aluminum panels / Hyun-Ah Lee, Seong-Beom Jung, Hwan-Hak Jang, Dae-Hwan Shin, Jang Uk Lee, Kwang Woo Kim and Gyung-Jin Park // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit. – 2016. – Vol. 230, iss. 4. – Pp. 1283-1296. – Mode of access: https://doi.org/10.1177/0954409715593971.
Substantiating the optimization of the loadbearing structure of a hopper car for transporting pellets and hot agglomerate / O. Fomin, A. Lovska, I. Skliarenko, Yu. Klochkov // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2020. – № 1/7(103) – Pp. 65-74. – Mode of access: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.193408.
Determination of the dynamic load of the carrying structure of the hopper wagon with the actual dimensions of structural elements / O. Fomin, A. Lovska, P. Skok, I. Rogovskii // Technology audit and production reserves. – 2021. – № 1/1(57). – Рp. 6-11. – Mode of access: https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.225458.
Lovska A. A new fastener to ensure the reliability of a passenger coach car body on a railway ferry / A. Lovska, O. Fomin // Acta Polytechnica. – 2020. – Vol. 60, iss. 6. – Pp. 478-485. – Mode of access: https://doi.org/10.14311/AP.2020.60.0478.
Dynamic load modelling within combined transport trains during transportation on a railway ferry / A. Lovska, O. Fomin, V. Píštěk, P. Kučera // Applied Science. – 2020. – №10, 5710. – Pp. 1-15. – Mode of access: https://doi.org/10.3390/app10165710.
Fomin O. Establishing patterns in determining the dynamics and strength of a covered freight car, which exhausted its resource / O. Fomin, A. Lovska // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2020. – Vol. 6, no. 7 (108). – Pp. 21-29. – Mode of access: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.217162.
Rationalization of cross-sections of the composite reinforced concrete span structure of bridges with a monolithic reinforced concrete roadway slab / G.L. Vatulia, O.V. Lobiak, S.V. Deryzemlia, M.A. Verevicheva, Ye.F. Orel // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2019. – Vol. 664, 012014. – Pp. 1-9. – Mode of access: https://doi.org/10.1088/1757-899X/664/1/012014.
Vatulia G. Optimization of the truss beam. Verification of the calculation results / G. Vatulia, S. Komagorova, M. Pavliuchenkov // MATEC Web of Conferences. – 2018. – Vol. 230, 02037. – Pp. 1-8. – Mode of access: https://doi.org/10.1051/matecconf/201823002037.
ДСТУ 7598:2014. Вагони вантажні. Загальні вимоги до розрахунків та проектування нових і модернізованих вагонів колії 1520 мм (несамохідних). – Введ. 2015-07-01. – Київ, 2015. – 162 с.
ГОСТ 33211-2014. Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам. – Введ. 2016-07-01. – M. : Стандартинформ, 2016. – 54 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Журнал "Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки" видається під ліцензією СС-BY (Ліцензія «Із зазначенням авторства»).
Дана ліцензія дозволяє поширювати, редагувати, поправляти і брати твір за основу для похідних навіть на комерційній основі із зазначенням авторства. Це найзручніша з усіх пропонованих ліцензій. Рекомендується для максимального поширення і використання неліцензійних матеріалів.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди, які стосуються неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
