Виявлення закономірностей показників міцності кузова пасажирського вагона від використання С-подібного профілю з перфорацією в хребтовій балці

Автор(и)

  • Сергій Володимирович Панченко Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-7626-9933
  • Альона Олександрівна Ловська Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-8604-1764
  • Іраіда Іванівна Становська Національний університет «Одеська політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0002-5884-4228
  • Арсен Олегович Мурад’ян Одеський національний морський університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-6488-6627
  • Ігор Олександрович Волошин Одеський національний морський університет, Україна https://orcid.org/0009-0003-1874-5123

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.354921

Ключові слова:

залізничний транспорт, пасажирський вагон, удосконалення кузова, хребтова балка, міцність кузова

Анотація

Об’єктом дослідження є процеси виникнення та сприйняття навантажень кузовом пасажирського вагона з хребтовою балкою при експлуатаційних режимах. Проблема, що вирішувалась, полягає у покращенні показників міцності хребтової балки пасажирського вагона. Для покращення міцності рами пасажирського вагона пропонується впровадження у якості профілю виконання хребтової балки С-подібного профіля з перфорацією. Маса хребтової балки із використанням запропонованого профілю зменшиться більше ніж на 20%. При цьому момент опору поперечного перерізу хребтової балки збільшиться майже на 14%. Для обґрунтування такого впровадження проведеного розрахунок на міцність кузова пасажирського вагона при основних режимах його навантаження в експлуатації. Встановлено, що максимальні напруження, що виникають у хребтовій балці при найбільш несприятливій схемі навантаження, є нижчими за допустимі на 20,5%. При інших розрахункових режимах навантаження кузова міцність його конструкції також дотримується. В рамках дослідження проведено модальний аналіз кузова пасажирського вагона. Проведені розрахунки показали, що безпека руху з точки зору модального аналізу дотримується.

Особливістю запропонованого удосконалення кузова пасажирського вагона є те, що воно не ускладнює технічного обслуговування та ремонт вагона із використанням існуючої бази.

Сферою практичного використання отриманих результатів є залізничний транспорт.

Умовою використання результатів дослідження є дотримання періодичного технічного обслуговування кузова пасажирського вагона у експлуатації.

Проведені дослідження сприятимуть формуванню рекомендацій щодо проєктування нових конструкцій пасажирських вагонів із покращеними техніко-економічними показниками

Біографії авторів

Сергій Володимирович Панченко, Український державний університет залізничного транспорту

Доктор технічних наук, професор

Ректор

Кафедра автоматики та комп’ютерного телекерування рухом поїздів

Альона Олександрівна Ловська, Український державний університет залізничного транспорту

Доктор технічних наук, професор

Кафедра інженерії вагонів та якості продукції

Іраіда Іванівна Становська, Національний університет «Одеська політехніка»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра вищої математики та моделювання систем

Арсен Олегович Мурад’ян, Одеський національний морський університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра управління портовою і сервісною діяльністю на водному транспорті

Ігор Олександрович Волошин, Одеський національний морський університет

Аспірант, старший викладач

Кафедра управління портовою і сервісною діяльністю на водному транспорті

Посилання

  1. Tokarev, D., Tvoronovych, V. (2023). World practices for the development of passenger traffic by railway transport. Economy and Society, 52. https://doi.org/10.32782/2524-0072/2023-52-23
  2. Li, H., Jiang, Z., Li, C., Gu, J., Wang, B. (2025). Formulation and Evaluation of Rail Transit Passenger Influx Control Schemes Based on Train-Passenger-Station Interactive Simulation. Urban Rail Transit, 11 (4), 351–370. https://doi.org/10.1007/s40864-025-00248-6
  3. Fischer, S., Harangozó, D., Németh, D., Kocsis, B., Sysyn, M., Kurhan, D., Brautigam, A. (2024). Investigation of heat-affected zones of thermite rail weldings. Facta Universitatis, Series: Mechanical Engineering, 689. https://doi.org/10.22190/fume221217008f
  4. Baykasoglu, C., Sunbuloglu, E., Bozdag, S. E., Aruk, F., Toprak, T., Mugan, A. (2012). Numerical static and dynamic stress analysis on railway passenger and freight car models. International Iron & Steel Symposium. Karabük, 579–586. Available at: https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/85453299/cengizbaykasoglu_hititedutr110920130Y7K9T0V-libre.pdf?1651643639=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DNumerical_Static_and_Dynamic_Stress_Anal.pdf&Expires=1774004664&Signature=eMoHIIr6PknKOJ8PIBLb2Smb2bM118UpW5tqC6YaWLHU2AjpSsth8Jd4tpVN8KLMQX2FZfcXLbJd4D4MsvDK9RvcX3A0DPAtfilfKTzdYdnauhYwOO-2hSpVz~eXKp3SDKYqfAmQDkqoJr66KpuGoRykuD3WShkuMD-bTScj2msmcQ-ZK7VuqG3eSiCZNRGLPruP6Ylv41eJnds-FOBxTilyOuaJZ1AGJHTUVUkLhw~as11PI-Nr1brxsT8TprsBrbFigLLnHx~2Vuj13le6fZXTdNIBCb03S~A03v9sgCBZjv62VP1MVzfzyJaSBYCynnYOiQUu3Nuwb-IHk~ETSA__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA
  5. Lovska, A., Gerlici, J., Dižo, J. (2025). Research of the possibility of using beams with corrugated walls in a passenger rail car frame. Scientific Reports, 15 (1). https://doi.org/10.1038/s41598-025-12783-0
  6. Tyrell, D., Jacobsen, K., Martinez, E., Perlman, A. B. (2006). Train-to-Train Impact Test of Crash Energy Management Passenger Rail Equipment: Structural Results. Rail Transportation, 35–44. https://doi.org/10.1115/imece2006-13597
  7. Kirkpatrick, S. W., MacNeill, R. A. (2002). Development of a computer model for prediction of collision response of a railroad passenger car. ASME/IEEE Joint Railroad Conference, 9–16. https://doi.org/10.1109/rrcon.2002.1000085
  8. Kuczek, T. (2015). Application of manufacturing constraints to structural optimization of thin-walled structures. Engineering Optimization, 48 (2), 351–360. https://doi.org/10.1080/0305215x.2015.1017350
  9. Zairova, D., Kadirov, M. A., Khojiev, N., Khikmatov, F., Shokuchkorov, K. (2021). Running quality assessment of a passenger car produced in the Republic of Uzbekistan. E3S Web of Conferences, 264, 05058. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126405058
  10. Lovska, A., Stanovska, I., Nerubatskyi, V., Hordiienko, D., Zinchenko, O., Karpenko, N., Semenenko, Y. (2022). Determining features of the stressed state of a passenger car frame with an energy-absorbing material in the girder beam. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (7 (119)), 44–53. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265043
  11. Radkevich, N. (2022). The influence of the environment on the bearing structures of passenger cars. Collection of Scientific Works of the State University of Infrastructure and Technologies Series “Transport Systems and Technologies,” 1 (40), 131–138. https://doi.org/10.32703/2617-9040-2022-40-11
  12. Dizo, J., Blatnicky, M., Harusinec, J., Falendysh, A. (2018). Modification and analyses of structural properties of a goods wagon bogie frame. Diagnostyka, 20 (1), 41–48. https://doi.org/10.29354/diag/99853
  13. Dižo, J., Harušinec, J., Blatnický, M. (2015). Multibody System of a Rail Vehicle Bogie with a Flexible Body. Manufacturing Technology, 15 (5), 781–788. https://doi.org/10.21062/ujep/x.2015/a/1213-2489/mt/15/5/781
  14. Kondratiev, A., Píštěk, V., Gajdachuk, V., Kharchenko, M., Nabokina, T., Kučera, P., Kučera, O. (2023). Effect of Ply Orientation on the Mechanical Performance of Carbon Fibre Honeycomb Cores. Polymers, 15 (11), 2503. https://doi.org/10.3390/polym15112503
  15. Kowalski, S., Cieślikowski, B., Barta, D., Dižo, J., Dittrich, A. (2023). Analysis of the Operational Wear of the Combustion Engine Piston Pin. Lubricants, 11 (3), 100. https://doi.org/10.3390/lubricants11030100
  16. Šťastniak, P., Rakár, M., Tížek, J. (2023). Design of a Height-Adjustable Boarding System for a New Double-Deck Railway Vehicle. Acta Mechanica et Automatica, 17 (1), 44–51. https://doi.org/10.2478/ama-2023-0005
  17. Smetanka, L., Šťastniak, P. (2017). Analysis of Contact Stresses of Theoretical and Worn Profile by Using Computer Simulation. Manufacturing Technology, 1 7(4), 580–585. https://doi.org/10.21062/ujep/x.2017/a/1213-2489/mt/17/4/580
  18. Dižo, J., Blatnický, M., Melnik, R., Karľa, M. (2022). Improvement of Steerability and Driving Safety of an Electric Three-Wheeled Vehicle by a Design Modification of its Steering Mechanism. LOGI – Scientific Journal on Transport and Logistics, 13 (1), 49–60. https://doi.org/10.2478/logi-2022-0005
  19. Ďungel, J., Zvolenský, P., Grenčík, J., Leštinský, L., Krivda, J. (2021). Localization of Increased Noise at Operating Speed of a Passenger Wagon. Sustainability, 13 (2), 453. https://doi.org/10.3390/su13020453
  20. Dižo, J., Steišunas, S., Blatnický, M. (2017). Vibration Analysis of a Coach with the Wheel-flat Due to Suspension Parameters Changes. Procedia Engineering, 192, 107–112. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.06.019
  21. Alizhan, A., Apshikur, B., Alimkulov, M., Goltsev, A., Chernavin, V., Almas, K. (2025). Dynamic Behavior of a Modernized Passenger Coach for Multimodal Transport: Effect of Wheel Wear and Clearance Optimization. Future Transportation, 5 (4), 168. https://doi.org/10.3390/futuretransp5040168
  22. Fischer, S. (2024). Investigation of the Settlement Behavior of Ballasted Railway Tracks Due to Dynamic Loading. Spectrum of Mechanical Engineering and Operational Research, 2 (1), 24–46. https://doi.org/10.31181/smeor21202528
Виявлення закономірностей показників міцності кузова пасажирського вагона від використання С-подібного профілю з перфорацією в хребтовій балці

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-04-30

Як цитувати

Панченко, С. В., Ловська, А. О., Становська, І. І., Мурад’ян, А. О., & Волошин, І. О. (2026). Виявлення закономірностей показників міцності кузова пасажирського вагона від використання С-подібного профілю з перфорацією в хребтовій балці. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(7 (140), 14–20. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.354921

Номер

Том 2 № 7 (140) (2026): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Sergii Panchenko, Alyona Lovska, Iraida Stanovska, Arsen Muradian, Ihor Voloshyn

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.