Виявлення особливостей напружено-деформованого стану несівних конструкцій спеціального рухомого складу для їх подальшого вдосконалення

Автор(и)

  • Олексій Олександрович Кошель Державний університет інфраструктури та технологій, Україна https://orcid.org/0000-0002-7849-9361
  • Світлана Юріївна Сапронова Державний університет інфраструктури та технологій, Україна https://orcid.org/0000-0002-1482-1665
  • Сергій Віталійович Kara Філія «Науково-дослідний та конструкторсько-технологічний інститут залізничного транспорту» АТ «Укрзалізниця», Україна https://orcid.org/0000-0003-0401-6547

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285894

Ключові слова:

вагон, думпкар, хребтова балка, міцність думпкара, розрахункові навантаження

Анотація

Об’єктом дослідження є показники міцності несівних конструкцій спеціального рухомого складу (думпкарів). Проблема дослідження полягає у появі однотипних тріщин в хребтових балках думпкарів, ремонт яких не передбачений діючою ремонтною документацією. Проведено аналіз несправностей, контрольні випробування, дослідження міцності розрахунковим та експериментальним шляхом.

За рахунок проведеного аналізу несправностей вагонів в експлуатації, доведено місця виникнення втомних дефектів – хребтова балка. Це дало змогу визначити конкретні зони несівних елементів, в яких при контрольних випробуваннях вагонів, на основі врахування даних про втомні дефекти, необхідно проводити заміри параметрів напруження.

Результати контрольних випробувань показали, що найменше значення коефіцієнту запасу опору втомі n=1,6 для думпкара знаходиться в зоні на хребтовій балці в районі шворневої балки. Значення n знаходиться в допустимих межах.

Проведено нормативні розрахунки та додатково визначено окремий розрахунковий (аварійний) режим в програмному комплексі SolidWorks Simulation 2019 (Франція). За результатами розрахунків напружень думпкара встановлено, що максимальні еквівалентні напруження в несівних конструкціях вагона виникають під час його розвантаження за рахунок скручування, а вектори напружень знаходяться під кутом 45°. Під час розрахунку окремих режимів навантаження напруження перевищують допустимі значення.

Для забезпечення необхідних умов міцності запропоновано впровадження в хребтову балку думпкара підсилюючу накладку, за рахунок чого розрахункові напруження знаходяться в допустимих межах.

Проведені дослідження сприятимуть створенню рекомендацій щодо відновлення думпкарів, проєктування сучасних конструкцій спеціального рухомого складу та удосконалення процесів визначення міцності

Біографії авторів

Олексій Олександрович Кошель, Державний університет інфраструктури та технологій

Аспірант

Кафедра «Вагони та вагонне господарство»

Світлана Юріївна Сапронова, Державний університет інфраструктури та технологій

Доктор технічних наук, професор

Кафедра «Вагони та вагонне господарство»

Сергій Віталійович Kara, Філія «Науково-дослідний та конструкторсько-технологічний інститут залізничного транспорту» АТ «Укрзалізниця»

Кандидат технічних наук, начальник управління

Управління інжинірингу

Посилання

  1. Cole, C., Spiryagin, M., Wu, Q., Sun, Y. Q. (2017). Modelling, simulation and applications of longitudinal train dynamics. Vehicle System Dynamics, 55 (10), 1498–1571. doi: https://doi.org/10.1080/00423114.2017.1330484
  2. Hecht, M. (2014). Innovative rail freight wagons – a precondition to increase the market-share of rail freight. Archives of Transport, 29 (1), 17–26. doi: https://doi.org/10.5604/08669546.1146959
  3. Horobets, V. L., Miamlin, S. V., Yanhulova, O. L. (2015). Perspektyvy rozvytku metodiv otsinky sroku sluzhby rukhomoho skladu zaliznyts. Visnyk sertyfikatsii zaliznychnoho transportu, 8, 44–47.
  4. Leonets, V. A. (2017). Vplyv tryvaloi ekspluatatsiyi zaliznychnoho rukhomoho skladu na pratsezdatnist yoho nesuchykh konstruktsiy. Zaliznychnyi transport Ukrainy, 1, 24–31. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/ZTU_2017_1_6
  5. Li, X., Fang, J., Zhang, Q., Zhao, S., Guan, X. (2020). Study on Key Technology of Railway Freight Car Body Fatigue Test. Journal of Failure Analysis and Prevention, 20 (1), 261–269. doi: https://doi.org/10.1007/s11668-020-00828-7
  6. Barbas, I. H., Kostritsa, S. O., Datsenko, V. N., Sultan, A. V., Dzychkovskyi, Ye. M., Krivchykov, A. Ye. (2009). The study of dynamics and strength of hoppers (review article). Science and Transport Progress, 30, 27–32. doi: https://doi.org/10.15802/stp2009/14600
  7. Sulym, A., Khozia, P., Strynzha, A., Rechkalov, V., Fedorov, V. (2022). Approaches and prospects of improvement of dump cars for operation on 1520-mm mainline railways. Collection of Scientific Works of the State University of Infrastructure and Technologies Series “Transport Systems and Technologies,” 39, 51–65. doi: https://doi.org/10.32703/2617-9040-2022-39-6
  8. Zhang, Q., Li, X., Ma, Y., Li, W. (2023). Fatigue test loading method for wagon body based on measured load. Railway Sciences, 2 (1), 68–83. doi: https://doi.org/10.1108/rs-01-2023-0001
  9. Gawlak, K. (2022). Safety critical components (SCC) in the maintenance management system for railway vehicle. Diagnostyka, 23 (4), 1–9. doi: https://doi.org/10.29354/diag/156166
  10. Pɫaczek, M., Wróbel, A., Buchacz, A. (2016). A concept of technology for freight wagons modernization. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 161, 012107. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/161/1/012107
  11. Assemkhanuly, A., Niyazova, Z., Ustemirova, R., Karpov, A., Muratov, A., Kaspakbayev, K. (2019). Mathematical and computer models in estimation of dynamic processes of vehicles. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 97 (10), 2803–2820. Available at: http://www.jatit.org/volumes/Vol97No10/14Vol97No10.pdf
  12. Poveda-Reyes, S., Rizzetto, L., Triti, C., Shi, D., García-Jiménez, E., Molero, G. D., Santarremigia, F. E. (2021). Risk evaluation of failures of the running gear with effects on rail infrastructure. Engineering Failure Analysis, 128, 105613. doi: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105613
  13. Jagadish, H. V. (2015). Big Data and Science: Myths and Reality. Big Data Research, 2 (2), 49–52. doi: https://doi.org/10.1016/j.bdr.2015.01.005
  14. Tang, L., Li, J., Du, H., Li, L., Wu, J., Wang, S. (2022). Big Data in Forecasting Research: A Literature Review. Big Data Research, 27, 100289. doi: https://doi.org/10.1016/j.bdr.2021.100289
  15. Fomin, O. V., Prokopenko, P. M., Burlutsky, O. V., Fomina, A. M. (2019). Control testing of freight wagon with the aim of assessing the residual resource of non-construction structures. Scientific Notes of Taurida National V.I. Vernadsky University. Series: Technical Sciences, 3 (2), 177–182. doi: https://doi.org/10.32838/2663-5941/2019.3-2/31
  16. Marinkovic, D., Zehn, M. (2019). Survey of Finite Element Method-Based Real-Time Simulations. Applied Sciences, 9 (14), 2775. doi: https://doi.org/10.3390/app9142775
  17. Cremonesi, M., Franci, A., Idelsohn, S., Oñate, E. (2020). A State of the Art Review of the Particle Finite Element Method (PFEM). Archives of Computational Methods in Engineering, 27 (5), 1709–1735. doi: https://doi.org/10.1007/s11831-020-09468-4
  18. Koshel, O. O., Kara, S. V., Hryndei, O. O. (2022). Mitsnisnyi analiz nyzhnoi ramy dumpkara (vahona-samoskyda) z metoiu vyznachennia mozhlyvosti prodovzhennia terminu ekspluatatsiyi. Scientific Collection «InterConf», 111, 439–444. Available at: https://archive.interconf.center/index.php/conference-proceeding/article/view/637
  19. Gil, D., Song, I.-Y. (2016). Modeling and Management of Big Data: Challenges and opportunities. Future Generation Computer Systems, 63, 96–99. doi: https://doi.org/10.1016/j.future.2015.07.019
  20. Koshel, O., Sapronova, S., Tkachenko, V., Buromenska, M., Radkevich, M. (2021). Research of Freight Cars Malfunctions in Operation. Proceedings of 25th International Scientific Conference. Transport Means 2021, 589–592. Available at: https://transportmeans.ktu.edu/wp-content/uploads/sites/307/2018/02/Transport-Means-2021-Part-II.pdf
  21. Koshel, O., Sapronova, S., Bulich, D., Tkachenko, V. (2020). Determination of the Load-Bearing Metal Structures Residual Operation Time of the Ukraine Railway. Proceedings of 24th International Scientific Conference. Transport Means 2020, 228–232. Available at: https://transportmeans.ktu.edu/wp-content/uploads/sites/307/2018/02/Transport-means-A4-I-dalis.pdf
  22. Koshel, O. (2022). Varianty vidnovlennia nyzhnoi ramy dumpkara (vahona-samoskyda) z metoiu podalshoi mozhlyvosti prodovzhennia terminu ekspluatatsiyi. Scientific Collection «InterConf+», 22 (113), 431–436. doi: https://doi.org/10.51582/interconf.19-20.06.2022.044
Виявлення особливостей напружено-деформованого стану несівних конструкцій спеціального рухомого складу для їх подальшого вдосконалення

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-08-31

Як цитувати

Кошель, О. О., Сапронова, С. Ю., & Kara С. В. (2023). Виявлення особливостей напружено-деформованого стану несівних конструкцій спеціального рухомого складу для їх подальшого вдосконалення. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(7 (124), 30–42. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285894

Номер

Том 4 № 7 (124) (2023): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Oleksii Koshel, Svitlana Sapronova, Serhii Kara

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.