Визначення показників міцності несучої конструкції кузова критого вагону з круглих труб при перевезенні на залізничному поромі
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.154282Ключові слова:
критий вагон, несуча конструкція, динамічна навантаженість, залізнично-водний транспорт, залізнично-поромні перевезенняАнотація
Підвищення ефективності перевізного процесу через міжнародні транспортні коридори сприяє розвитку інтероперабельних систем. Успішне функціонування інтероперабельного транспорту можливе лише при надійній та злагодженій роботі окремих складових між собою. У зв’язку з цим необхідним є впровадження в експлуатацію рухомого складу нового покоління з покращеними техніко-економічними показниками. Розроблено несучу конструкцію критого вагона, особливістю якого є те, що елементи кузова виготовлені з труб круглого перерізу, а для надійності закріплення його відносно палуби залізничного порому на шворневих балках розміщуються вузли для закріплення ланцюгових стяжок. Для уточненого визначення показників міцності кузова критого вагона досліджено його динамічну навантаженість при найбільш несприятливій розрахунковій схемі – кутові переміщення залізничного порому навколо повздовжньої осі (еквівалент коливань бічна хитавиця в динаміці вагонів). Визначення максимальної величини прискорень здійснено шляхом математичного моделювання процесу коливань залізничного порому з вагонами, розміщеними на його палубах з використанням метода Лагранжа ІІ роду. Розв’язання диференціального рівняння коливань залізничного порому з вагонами, розміщеними на ньому, проведено за методом Рунге-Кутта в середовищі програмного забезпечення MathCad. При визначенні загальної величини прискорення, яке діє на кузов критого вагона при перевезенні на залізничному поромі також враховано горизонтальну складову прискорення вільного падіння, яка обумовлена кутом нахилу (крен) залізничного порому. Отримане значення прискорення, як складова динамічного навантаження, враховане при дослідженні міцності несучої конструкції кузова критого вагона. Розрахунок проведений за методом скінчених елементів в програмному забезпеченні CosmosWorks. Для цього розроблено модель міцності несучої конструкції кузова критого вагону з круглих труб при перевезенні на залізничному поромі. Встановлено, що максимальні еквівалентні напруження не перевищують допустимі для марки сталі металоконструкції кузова та складають близько 280 МПа. Визначено проектний строк служби вузла для закріплення ланцюгових стяжок на кузові критого вагону при перевезенні на залізничному поромі. Результати досліджень можуть використовуватися при проектуванні вагонів нового покоління з покращеними техніко-економічними та експлуатаційними показниками
Посилання
- Fomin, O. V., Burlutsky, O. V., Fomina, Yu. V. (2015). Development and application of cataloging in structural design of freight car building. Metallurgical and Mining Industry, 2, 250–256.
- Myamlin, S., Lingaitis, L. P., Dailydka, S., Vaičiūnas, G., Bogdevičius, M., Bureika, G. (2015). Determination of the dynamic characteristics of freight wagons with various bogie. TRANSPORT, 30 (1), 88–92. doi: https://doi.org/10.3846/16484142.2015.1020565
- 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
- Gorbunov, M., Gerlici, J., Kara, S., Nozhenko, O., Chernyak, G., Kravchenko, K., Lack, T. (2018). New Principle Schemes of Freight Cars Bogies. Manufacturing Technology, 18 (2), 233–238. doi: https://doi.org/10.21062/ujep/83.2018/a/1213-2489/mt/18/2/233
- Suarez, B., Felez, J., Maroto, J., Rodriguez, P. (2013). Sensitivity analysis to assess the influence of the inertial properties of railway vehicle bodies on the vehicle's dynamic behavior. Vehicle System Dynamics, 51 (2), 251–279. doi: https://doi.org/10.1080/00423114.2012.725851
- Hauser, V., Nozhenko, O. S., Kravchenko, K. O., Loulová, M., Gerlici, J., Lack, T. (2018). Car body and bogie connection modification for track curves passability improvement. MATEC Web of Conferences, 157, 03009. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201815703009
- Fomin, O., Kulbovsky, I., Sorochinska, E., Sapronova, S., Bambura, O. (2017). Experimental confirmation of the theory of implementation of the coupled design of center girder of the hopper wagons for iron ore pellets. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (1 (89)), 11–18. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.109588
- Lovska, A. (2018). Simulation of loads on the carrying structure of an articulated flat car in combined transportation. International Journal of Engineering & Technology, 7 (4.3), 140–146. doi: https://doi.org/10.14419/ijet.v7i4.3.19724
- Iwnicki, S. D., Stichel, S., Orlova, A., Hecht, M. (2015). Dynamics of railway freight vehicles. Vehicle System Dynamics, 53 (7), 995–1033. doi: https://doi.org/10.1080/00423114.2015.1037773
- Kim, I. Y., de Weck, O. L. (2005). Adaptive weighted sum method for multiobjective optimization: a new method for Pareto front generation. Structural and Multidisciplinary Optimization, 31 (2), 105–116. doi: https://doi.org/10.1007/s00158-005-0557-6
- Lovska, A. O. (2015). Computer simulation of wagon body bearing structure dynamics during transportation by train ferry. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (7 (75)), 9–14. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.43749
- Blagoveshchenskiy, S. N., Holodilin, A. N. (1976). Spravochnik po statike i dinamike korablya. Vol. 2. Dinamika (kachka) korablya. Leningrad: Sudostroenie.
- Lugovskiy, V. V. (1976). Dinamika morya: izbrannye voprosy, svyazannye s izucheniem morekhodnosti korablya. Leningrad: Sudostroenie, 199.
- D'yakonov, V. (2000). MATHCAD 8/2000. Sankt-Petrburg: Piter, 592.
- Kir'yanov, D. V. (2006). Mathcad 13. Sankt-Petrburg: BHV. Peterburg, 608.
- Nastavlenie po krepleniyu general'nyh gruzov pri morskoy perevozke dlya t/h “Geroi Shipki”. Cargo securing manual for m/v “Geroi Shipky” No. 2512.02 (1997). Odessa, 51.
- Normy dlya rascheta i proektirovaniya vagonov zheleznyh dorog MPS kolei 1520 mm (nesamohodnyh) (1996). Moscow, 319.
- GOST 33211-2014. Vagony gruzovye. Trebovaniya k prochnosti i dinamicheskim kachestvam (2016). Moscow: Standartinform, 54.
- Fomin, O. V., Lovska, A. O., Plakhtii, O. A., Nerubatskyi, V. P. (2017). The influence of implementation of circular pipes in load-bearing structures of bodies of freight cars on their physico-mechanical properties. Scientific Bulletin of National Mining University, 6, 89–96.
- Ustich, P. A., Karpych, V. A., Ovechnikov, M. N. (1999). Nadezhnost' rel'sovogo netyagovogo podvizhnogo sostava. Moscow, 415.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Oleksij Fomin, Alyona Lovska, Vyacheslav Masliyev, Alina Tsymbaliuk, Oleksii Burlutski
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.
