Виявлення навантаженості контейнера з каркасом фермової конструкції при залізничних перевезеннях

Автор(и)

  • Альона Олександрівна Ловська Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-8604-1764
  • Оксана Віталіївна Жарова Національний університет «Одеська політехніка», Україна https://orcid.org/0009-0001-0106-1716
  • Арсен Олегович Мурад’ян Одеський національний морський університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-6488-6627
  • Валерія Юріївна Кириллова Одеський національний морський університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-0738-0408
  • Євген Сергійович Пелипенко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0001-8988-791X

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.329840

Ключові слова:

залізничний транспорт, універсальний контейнер, удосконалення контейнера, фермова конструкція, міцність контейнера, контейнерні перевезення

Анотація

Об’єктом дослідження є процеси сприйняття та перерозподілу навантажень в контейнері з каркасом фермової конструкції при залізничних перевезеннях. Проблема, на вирішення якої спрямоване дане дослідження, полягає у забезпеченні міцності стін контейнера при експлуатаційних навантаженнях.

Для забезпечення міцності стін контейнера пропонується підвищення жорсткості каркаса. При цьому передбачається встановлення розкосів між кутовими та вертикальними стійками, а також посилюючого горизонтального поясу між вертикальними стійками.

Для обґрунтування запропонованого удосконалення проведено розрахунок на міцність контейнера. До уваги прийнято два режими його навантаження: бокову навантаженість та вертикальну. Результати розрахунку показали, що напруження в конструкції контейнера при розглянутих режимах навантаження не перевищують допустимі. При цьому максимальні напруження при сприйнятті контейнером бокових навантажень майже на 12% нижчі за ті, що діють у типовій конструкції, а при сприйнятті вертикальних – на 5%.

 Також в рамках дослідження проведено модальний аналіз контейнера. Результати проведеного розрахунку показали, що безпека його перевезень з точки зору модального аналізу дотримується.

Особливістю результатів даного дослідження є те, що забезпечення міцності контейнера досягається не використанням високовартісних матеріалів в його конструкції, а впровадженням фермових складових у каркас.

Сфера практичного застосування результатів дослідження – залізничний транспорт. Умовами практичного використання результатів є створення фермових складових з того ж матеріалу, що і каркасу контейнера.

Також результати дослідження сприятимуть створенню рекомендацій щодо проєктування нових та модернізацій існуючих контейнерів

Біографії авторів

Альона Олександрівна Ловська, Український державний університет залізничного транспорту

Доктор технічних наук, професор

Кафедра інженерії вагонів та якості продукції

Оксана Віталіївна Жарова, Національний університет «Одеська політехніка»

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

Кафедра вищої математики та моделювання систем

Арсен Олегович Мурад’ян, Одеський національний морський університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра експлуатації портів і технології вантажних робіт

Валерія Юріївна Кириллова, Одеський національний морський університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра експлуатації флота і технології морських перевезень

Євген Сергійович Пелипенко, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра автомобіле- і тракторобудування

Посилання

  1. Gerlici, J., Lovska, A., Vatulia, G., Pavliuchenkov, M., Kravchenko, O., Solčanský, S. (2023). Situational Adaptation of the Open Wagon Body to Container Transportation. Applied Sciences, 13 (15), 8605. https://doi.org/10.3390/app13158605
  2. Lee, C.-Y., Song, D.-P. (2017). Ocean container transport in global supply chains: Overview and research opportunities. Transportation Research Part B: Methodological, 95, 442–474. https://doi.org/10.1016/j.trb.2016.05.001
  3. Vatulia, G. L., Lovska, A. O., Krasnokutskyi, Y. S. (2023). Research into the transverse loading of the container with sandwich-panel walls when transported by rail. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1254 (1), 012140. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1254/1/012140
  4. Zha, X., Zuo, Y. (2016). Theoretical and experimental studies on in-plane stiffness of container structure with holes. Advances in Mechanical Engineering, 8 (6). https://doi.org/10.1177/1687814016651372
  5. Yildiz, T. (2019). Design and Analysis of a Lightweight Composite Shipping Container Made of Carbon Fiber Laminates. Logistics, 3 (3), 18. https://doi.org/10.3390/logistics3030018
  6. Lovska, A., Stanovska, I., Kyryllova, V., Okorokov, A., Vernigora, R. (2024). Determining the vertical load on a container with a floor made of sandwich panels transported by a flat wagon. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (7 (132)), 36–44. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.315059
  7. Rahimov, R. V., Khadjimukhametova, M. A., Rakhmatov, Z. X. (2016). Development of improved technical means for transportation fruits and vegetables. European Science Review, 1-2, 175–177. https://doi.org/10.20534/esr-16-1.2-175-177
  8. Jakovlev, S., Eglynas, T., Jusis, M., Jankunas, V., Voznak, M. (2025). Mitigating Container Damage and Enhancing Operational Efficiency in Global Containerisation. Sensors, 25 (7), 2019. https://doi.org/10.3390/s25072019
  9. Cheng, K. J., Lees, C. H., Peng, C. C. (2024). Design and structural analysis of high payload C1 container. Journal of Physics: Conference Series, 2878(1), 012012. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2878/1/012012
  10. Oterkus, S., Wang, B., Oterkus, E., Galadima, Y. K., Cocard, M., Stefanos, S. et al. (2022). Structural Integrity Analysis of Containers Lost at Sea Using Finite Element Method. Sustainable Marine Structures, 4 (2), 11–17. https://doi.org/10.36956/sms.v4i2.505
  11. Ling, P. C. H., Tan, C. S. (2019). Numerical Simulation of ISO Freight Container Using Finite Element Modelling. Proceedings of AICCE’19, 463–469. https://doi.org/10.1007/978-3-030-32816-0_31
  12. Kondratiev, A., Píštěk, V., Smovziuk, L., Shevtsova, M., Fomina, A., Kučera, P., Prokop, A. (2021). Effects of the Temperature-Time Regime of Curing of Composite Patch on Repair Process Efficiency. Polymers, 13 (24), 4342. https://doi.org/10.3390/polym13244342
  13. Lee, H.-A., Jung, S.-B., Jang, H.-H., Shin, D.-H., Lee, J. U., Kim, K. W., Park, G.-J. (2015). Structural-optimization-based design process for the body of a railway vehicle made from extruded aluminum panels. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 230 (4), 1283–1296. https://doi.org/10.1177/0954409715593971
  14. Lee, W. G., Kim, J.-S., Sun, S.-J., Lim, J.-Y. (2016). The next generation material for lightweight railway car body structures: Magnesium alloys. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 232 (1), 25–42. https://doi.org/10.1177/0954409716646140
  15. Koziar, M. M., Feshchuk, Yu. V., Parfeniuk, O. V. (2018). Kompiuterna hrafika: SolidWorks. Kherson: Oldi-plius, 252.
  16. Pustiulha, S. I., Samostian, V. R., Klak, Yu. V. (2018). Inzhenerna hrafika v SolidWorks. Lutsk: Vezha, 172.
  17. Gerlici, J., Lovska, A., Kozáková, K. (2025). Research into the Longitudinal Loading of an Improved Load-Bearing Structure of a Flat Car for Container Transportation. Designs, 9 (1), 12. https://doi.org/10.3390/designs9010012
  18. Golovanevskiy, V., Kondratiev, A. (2021). Elastic Properties of Steel-Cord Rubber Conveyor Belt. Experimental Techniques, 45 (2), 217–226. https://doi.org/10.1007/s40799-021-00439-3
  19. Panchenko, S., Gerlici, J., Vatulia, G., Lovska, A., Ravlyuk, V., Harusinec, J. (2023). Studying the load of composite brake pads under high-temperature impact from the rolling surface of wheels. EUREKA: Physics and Engineering, 4, 155–167. https://doi.org/10.21303/2461-4262.2023.002994
  20. Koshel, O., Sapronova, S., Kara, S. (2023). Revealing patterns in the stressed-strained state of load-bearing structures in special rolling stock to further improve them. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (7 (124)), 30–42. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285894
  21. Gerlici, J., Lovska, A. (2024). Study of the Strength of the Open Wagon Hatch Door with Rectangular Corrugations under Static Loads. Communications - Scientific Letters of the University of Zilina, 26 (3), B216–B225. https://doi.org/10.26552/com.c.2024.039
  22. Gerlici, J., Lovska, A., Pavliuchenkov, M. (2024). Study of the Dynamics and Strength of the Detachable Module for Long Cargoes under Asymmetric Loading Diagrams. Applied Sciences, 14 (8), 3211. https://doi.org/10.3390/app14083211
  23. Gerlici, J., Lovska, A., Pavliuchenkov, M., Harušinec, J. (2024). Investigation of the Strength and Dynamic Load on a Wagon Covered with Tarpaulin for 1520 mm Gauge Lines. Applied Sciences, 14 (15), 6810. https://doi.org/10.3390/app14156810
  24. Stoilov, V., Slavchev, S., Maznichki, V., Purgic, S. (2023). Method for Theoretical Assessment of Safety against Derailment of New Freight Wagons. Applied Sciences, 13 (23), 12698. https://doi.org/10.3390/app132312698
  25. Lovska, A., Gerlici, J., Dižo, J., Ishchuk, V. (2023). The Strength of Rail Vehicles Transported by a Ferry Considering the Influence of Sea Waves on Its Hull. Sensors, 24 (1), 183. https://doi.org/10.3390/s24010183
  26. Dižo, J., Blatnický, M., Harušinec, J., Suchánek, A. (2022). Assessment of Dynamics of a Rail Vehicle in Terms of Running Properties While Moving on a Real Track Model. Symmetry, 14 (3), 536. https://doi.org/10.3390/sym14030536
  27. Soukup, J., Skočilas, J., Skočilasová, B., Dižo, J. (2017). Vertical Vibration of Two Axle Railway Vehicle. Procedia Engineering, 177, 25–32. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.178
  28. Goolak, S., Sapronova, S., Tkachenko, V., Riabov, I., Batrak, Y. (2020). Improvement of the model of power losses in the pulsed current traction motor in an electric locomotive. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (108)), 38–46. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.218542
  29. Domin, Yu. V., Cherniak, H. Yu. (2003). Osnovy dynamiky vahoniv. Kyiv: KUETT, 269.
  30. Goolak, S., Tkachenko, V., Bureika, G., Vaičiūnas, G. (2021). Method of spectral analysis of traction current of ac electric locomotives. Transport, 35 (6), 658–668. https://doi.org/10.3846/transport.2020.14242
  31. Goolak, S., Liubarskyi, B., Sapronova, S., Tkachenko, V., Riabov, Ie. (2021). Refined Model of Asynchronous Traction Electric Motor of Electric Locomotive. The proceedings of the 25th International Scientific Conference Transport Means 2021 - Sustainability: Research and Solutions. Kaunas, 455–460.
  32. Steišūnas, S., Dižo, J., Bureika, G., Žuraulis, V. (2017). Examination of Vertical Dynamics of Passenger Car with Wheel Flat Considering Suspension Parameters. Procedia Engineering, 187, 235–241. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.04.370
  33. Dizo, J., Blatnicky, M. (2019). Evaluation of Vibrational Properties of a Three-wheeled Vehicle in Terms of Comfort. Manufacturing Technology, 19 (2), 197–203. https://doi.org/10.21062/ujep/269.2019/a/1213-2489/mt/19/2/197
Виявлення навантаженості контейнера з каркасом фермової конструкції при залізничних перевезеннях

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-06-27

Як цитувати

Ловська, А. О., Жарова, О. В., Мурад’ян, А. О., Кириллова, В. Ю., & Пелипенко, Є. С. (2025). Виявлення навантаженості контейнера з каркасом фермової конструкції при залізничних перевезеннях. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(7 (135), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.329840

Номер

Том 3 № 7 (135) (2025): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Alyona Lovska, Oksana Zharovа, Arsen Muradian, Valeriia Kyryllova, Yevhen Pelypenko

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.