Визначення динамічної навантаженості напіввагона з двотрубною хребтовою балкою

Автор(и)

  • Oleksij Fomin Державний університет інфраструктури та технологій вул. Кирилівська, 9, м. Київ, Україна, 04071, Україна https://orcid.org/0000-0003-2387-9946
  • Alyona Lovska Український державний університет залізничного транспорту пл. Фейєрбаха, 7, м. Харків, Україна, 61050, Україна https://orcid.org/0000-0002-8604-1764
  • Olena Daki Дунайський факультет морського та річкового транспорту Державного університету інфраструктури та технологій вул. Фанагорійська, 7, м. Ізмаїл, Україна, 68600, Україна https://orcid.org/0000-0003-3932-462X
  • Volodymyr Bohomia Дунайський факультет морського та річкового транспорту Державного університету інфраструктури та технологій вул. Фанагорійська, 7, м. Ізмаїл, Україна, 68600, Україна https://orcid.org/0000-0003-4403-3130
  • Olena Tymoshchuk Київський інститут водного транспорту Державного університету інфраструктури та технологій вул. Кирилівська, 9, м. Київ, Україна, 02000, Україна https://orcid.org/0000-0003-3684-6182
  • Viktor Tkachenko Державний університет інфраструктури та технологій вул. Кирилівська, 9, м. Київ, Україна, 04071, Україна https://orcid.org/0000-0002-5513-2436

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.166329

Ключові слова:

напіввагон, несуча конструкція, прискорення, динамічна навантаженість, упряжний пристрій, маневрове співударяння

Анотація

Для забезпечення міцності несучих конструкцій напіввагонів запропоновано впровадження концепту упряжного пристрою, який можна реалізувати на напіввагонах з несучими елементи з круглих труб. Особливістю концепту є те, що консольні частини хребтової балки заповнені в’язкої речовиною з демпфуючими та антикорозійними властивостями. Для перетворення кінетичної енергії удару в енергію дисипації в концепт входить поршень з двома дросельними клапанами (впускним та випускним).

З метою визначення динамічної навантаженості несучої конструкції напіввагону, обладнаного концептом упряжного пристрою, проведено математичне моделювання. Складено математичну модель динамічної навантаженості напіввагона при маневровому співударянні. Враховано, що на раму напіввагона діє повздовжнє навантаження у 3,5 МН. Розв’язок диференціальних рівнянь проведено за методом Рунге-Кутта в середовищі програмного забезпечення Mathcad. Встановлено, що максимальна величина прискорення, яка діє на напіввагон, з урахуванням заходів щодо удосконалення, складає близько 30 м/с2. Запропоновані технічні рішення дозволяють знизити величину динамічної навантаженості несучої конструкції напіввагона при маневровому співударянні на 25 %.

Проведено комп’ютерне моделювання динамічної навантаженості напіввагона в програмному забезпеченні CosmosWorks. В якості розрахункового використаний метод скінчених елементів. Максимальні прискорення при цьому склали близько 37 м/с2та зосереджені в консольних частинах хребтової балки.

Перевірка адекватності розроблених моделей динамічної навантаженості несучої конструкції напіввагона здійснена за критерієм Фішера (F-критерієм). Оптимальна кількість вимірів визначена за критерієм Горсета (Стьюдента).

Результати проведених розрахунку показали, що гіпотеза про адекватність не відхиляється.

Проведені дослідження сприятимуть зменшенню динамічної навантаженості несучих конструкцій напіввагонів у експлуатації та витрат на позапланові види ремонту. Проведені дослідження дозволять створити рекомендації щодо проектування інноваційного рухомого складу з покращеними техніко-економічними показниками

Біографії авторів

Oleksij Fomin, Державний університет інфраструктури та технологій вул. Кирилівська, 9, м. Київ, Україна, 04071

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра «Вагони та вагонне господарство»

Alyona Lovska, Український державний університет залізничного транспорту пл. Фейєрбаха, 7, м. Харків, Україна, 61050

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра вагонів

Olena Daki, Дунайський факультет морського та річкового транспорту Державного університету інфраструктури та технологій вул. Фанагорійська, 7, м. Ізмаїл, Україна, 68600

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра судноводіння та експлуатації технічних систем на водному транспорті

Volodymyr Bohomia, Дунайський факультет морського та річкового транспорту Державного університету інфраструктури та технологій вул. Фанагорійська, 7, м. Ізмаїл, Україна, 68600

Доктор технічних наук, професор

Кафедра судноводіння та експлуатації технічних систем на водному транспорті

Olena Tymoshchuk, Київський інститут водного транспорту Державного університету інфраструктури та технологій вул. Кирилівська, 9, м. Київ, Україна, 02000

Доктор технічних наук, доцент, директор інституту

Viktor Tkachenko, Державний університет інфраструктури та технологій вул. Кирилівська, 9, м. Київ, Україна, 04071

Доктор технічних наук, професор

Кафедра «Тяговий рухомий склад залізниць»

Посилання

  1. GOST 22235-2010. Vagony gruzovye magistral'nyh zheleznyh dorog kolei 1520 mm. Obschie trebovaniya po obespecheniyu sohrannosti pri proizvodstve pogruzochno-razgruzochnyh i manevrovyh rabot (2011). Moscow, 24.
  2. Senderov, G. K., Losev, P. R., Drugal', S. A. (1984). Sohrannost' vagonov pri pogruzochno-razgruzochnyh i manevrovyh rabotah. Moscow, 158.
  3. Tretiakov, A. V., Tretiakov, O. A., Zimakova, M. V., Petrov, A. A. (2017). Experimental evaluation of shock spectrum response of rolling stock. Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 3 (69), 147–159. doi: https://doi.org/10.15802/stp2017/103898
  4. 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.
  5. 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
  6. Myamlin, S., Lunys, O., Neduzha, L., Kyryl’chuk, O. (2017). Mathematical Modeling of Dynamic Loading of Cassette Bearings for Freight Cars. Proc. of 21st Intern. Scientific Conf. «Transport Means. 2017», 973–976.
  7. Lovska, A. (2015). Peculiarities of computer modeling of strength of body bearing construction of gondola car during transportation by ferry-bridge. Metallurgical and mining industry, 1, 49–54.
  8. Gevorkyan, E., Lavrynenko, S., Rucki, M., Siemiatkowski, Z., Kislitsa, M. (2017). Ceramic cutting tools out of nanostructured refractory compounds. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 68, 142–144. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2017.07.006
  9. Boronenko, Yu. P. (2013). Car-builders’ strategic tasks in development of heavy-weight rail traffic. Transport Rossiyskoy Federacii, 5 (48), 68–73.
  10. Innovacionniy podvizhnoy sostav proizvodstva «Uralvagonzavoda» dlya zheleznyh dorog «prostranstva 1520 mm» (2010). Transport Rossiyskoy Federacii, 3 (28), 20–21.
  11. Kebal, Y., Shatov, V., Tokotyev, A., Murashova, N. (2017). Improving the design of hopper wagons for transporting grain. Zbirnyk naukovykh prats DETUT. Seriya «Transportni systemy i tekhnolohiyi», 30, 113–122.
  12. Okorokov, A., Fomin, O., Lovska, A., Vernigora, R., Zhuravel, I., Fomin, V. (2018). Research into a possibility to prolong the time of operation of universal open top wagon bodies that have exhausted their standard resource. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (7 (93)), 20–26. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.131309
  13. Sapronova, S., Tkachenko, V., Fomin, O., Hatchenko, V., Maliuk, S. (2017). Research on the safety factor against derailment of railway vehicles. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (7 (90)), 19–25. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.116194
  14. Bogomaz, G. I., Mekhov, D. D., Pilipchenko, O. P., Chernomashenceva, Yu. G. (1992). Nagruzhennost' konteynerov-cistern, raspolozhennyh na zheleznodorozhnoy platforme, pri udarah v avtoscepku. Zb. nauk. prats “Dynamika ta keruvannia rukhom mekhanichnykh system”. Kyiv: ANU, Instytut tekhnichnoi mekhaniky, 87–95.
  15. Domin, Yu. V., Cherniak, H. Yu. (2003). Osnovy dynamiky vahoniv. Kyiv: KUETT, 269.
  16. Lukin, V. V., Shadur, L. A., Koturanov, V. I., Hohlov, A. A., Anisimov, P. S. (2000). Konstruirovanie i raschet vagonov. Moscow, 731.
  17. DSTU 7598:2014. Vahony vantazhni. Zahalni vymohy do rozrakhunkiv ta proektuvannia novykh i modernizovanykh vahoniv koliyi 1520 mm (nesamokhidnykh) (2015). Kyiv, 162.
  18. GOST 33211-2014. Vagony gruzovye. Trebovaniya k prochnosti i dinamicheskim kachestvam (2016). Moscow, 54.
  19. EN 12663-2. Railway applications – structural requirements of railway vehicle bodies – Part 2: Freight wagons (2010). BSI, 54. doi: https://doi.org/10.3403/30152552u
  20. Kobzar', A. I. (2006). Prikladnaya matematicheskaya statistika. Moscow, 816.
  21. Ivchenko, G. I., Medvedev, Yu. I. (2014). Matematicheskaya statistika. Moscow, 352.
  22. Rudenko, V. M. (2012). Matematychna statystyka. Kyiv, 304.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-05-08

Як цитувати

Fomin, O., Lovska, A., Daki, O., Bohomia, V., Tymoshchuk, O., & Tkachenko, V. (2019). Визначення динамічної навантаженості напіввагона з двотрубною хребтовою балкою. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(7 (99), 18–25. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.166329

Номер

Том 3 № 7 (99) (2019): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Oleksij Fomin, Alyona Lovska, Olena Daki, Volodymyr Bohomia, Olena Tymoshchuk, Viktor Tkachenko

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.