Обґрунтування використання труб квадратного перерізу в каркасі зйомного даху напіввагона

Автор(и)

  • Олексій Вікторович Фомін Державний університет інфраструктури та технологій, Україна https://orcid.org/0000-0003-2387-9946
  • Альона Олександрівна Ловська Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-8604-1764

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.237157

Ключові слова:

транспортна механіка, напіввагон, зйомний дах, міцність даху, напружений стан, динамічна навантаженість

Анотація

Проведено визначення основних показників міцності зйомного даху напіввагона. Встановлено, що типова конструкція даху має значний запас міцності складових несучої конструкції. З метою зменшення матеріалоємності даху проведено визначення резервів його міцності та оптимізацію за критерієм мінімума матеріалоємності. Запропоновано використання у якості складових каркасу даху труб квадратного перерізу.

З урахуванням запропонованих заходів стає можливим знизити масу каркасу зйомного даху напіввагона майже на 15 % у порівнянні з типовою конструкцією. При цьому для можливості використання даху на різних типах напіввагонів його консольні частини мають здатність переміщуватися у повздовжній площині. Передбачено можливість використання дефлекторів на зйомному даху. Кріплення даху до кузова може виконуватися типовим способом. Є можливість здійснювати закріплення за допомогою шог-з’єднань.

Для обґрунтування запропонованого рішення проведено розрахунок на міцність удосконаленої конструкції зйомного даху. Встановлено, що максимальні еквівалентні напруження в несучій конструкції зйомного даху не перевищують допустимі. Для визначення показників динаміки зйомного даху проведено дослідження його динамічної навантаженості. Розрахунок здійснений у плоскій системі координат. До уваги прийняті коливання підскакування та галопування, як найбільш поширені види коливань вагона при русі рейковою колією. Розв’язок математичної моделі динамічної навантаженості здійснений в програмному комплексі MathCad (Boston, USA). Проведені дослідження показали, що прискорення кузова в центрі мас складають 0,4g і знаходиться в допустимих межах. При цьому оцінка ходу вагона є відмінною.

Проведені дослідження сприятимуть підвищенню ефективності функціонування залізничного транспорту

Біографії авторів

Олексій Вікторович Фомін, Державний університет інфраструктури та технологій

Доктор технічних наук, професор

Кафедра «Вагони та вагонне господарство»

Альона Олександрівна Ловська, Український державний університет залізничного транспорту

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра інженерії вагонів та якості продукції

Посилання

  1. Vagony s raskryvayuscheysya kryshey. Available at: http://scaletrainsclub.com/board/viewtopic.php?t=1916
  2. Reidemeister, A., Muradian, L., Shaposhnyk, V., Shykunov, O., Kyryl’chuk, O., Kalashnyk, V. (2020). Improvement of the open wagon for cargoes which imply loading with a “hat.” IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 985, 012034. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/985/1/012034
  3. Antipin, D. Y., Racin, D. Y., Shorokhov, S. G. (2016). Justification of a Rational Design of the Pivot Center of the Open-top Wagon Frame by means of Computer Simulation. Procedia Engineering, 150, 150–154. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.06.738
  4. Šťastniak, P., Moravčík, M., Smetanka, L. (2019). Investigation of strength conditions of the new wagon prototype type Zans. MATEC Web of Conferences, 254, 02037. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201925402037
  5. Slavchev, S., Stoilov, V., Purgic, S. (2015). Static strength analysis of the body of a wagon, series Zans. Journal of the Balkan Tribological Association, 21 (1), 49–57. Available at: https://www.semanticscholar.org/paper/STATIC-STRENGTH-ANALYSIS-OF-THE-BODY-OF-A-WAGON%2C-Stoilov-Purgi%C4%87/633c5cf68afdd73c979ef9a2c4f505deb600988c
  6. 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
  7. Harak, S. S., Sharma, S. C., Harsha, S. P. (2014). Structural Dynamic Analysis of Freight Railway Wagon Using Finite Element Method. Procedia Materials Science, 6, 1891–1898. doi: https://doi.org/10.1016/j.mspro.2014.07.221
  8. Kiril'chuk, O. A., Shatunova, D. A. (2016). Issledovanie prochnosti konstruktsii semnoy kryshi dlya poluvagonov. Vagonnyy park, 5-6 (110-111), 50–53. Available at: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/9413
  9. Fomin, O., Lovska, A. (2020). Improvements in passenger car body for higher stability of train ferry. Engineering Science and Technology, an International Journal, 23 (6), 1455–1465. doi: https://doi.org/10.1016/j.jestch.2020.08.010
  10. 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. Available at: http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?I21DBN=LINK&P21DBN=UJRN&Z21ID=&S21REF=10&S21CNR=20&S21STN=1&S21FMT=ASP_meta&C21COM=S&2_S21P03=FILA=&2_S21STR=Nvngu_2017_6_15
  11. DSTU 7598:2014. Freight Wagons. General reguirements to calculation and designing of the new and modernized 1520 mm gauge wagons (non-self-propelled) (2015). Kyiv.
  12. GOST 33211-2014. Freight wagons. Requirements to structural strength and dynamic qualities (2016). Moscow.
  13. Fomin, O., Lovska, A., Masliyev, V., Tsymbaliuk, A., Burlutski, O. (2019). Determining strength indicators for the bearing structure of a covered wagon’s body made from round pipes when transported by a railroad ferry. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (7 (97)), 33–40. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.154282
  14. Lovska, A. 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. Available at: https://www.semanticscholar.org/paper/Peculiarities-of-computer-modeling-of-strength-of-Lovska/b86e05254031bcd026118d57f8504a58686d9905
  15. Bychkov, A. S., Kondratiev, A. V. (2019). Criterion-Based Assessment of Performance Improvement for Aircraft Structural Parts with Thermal Spray Coatings. Journal of Superhard Materials, 41 (1), 53–59. doi: https://doi.org/10.3103/s1063457619010088
  16. Kondratiev, A., Gaidachuk, V., Nabokina, T., Tsaritsynskyi, A. (2020). New Possibilities of Creating the Efficient Dimensionally Stable Composite Honeycomb Structures for Space Applications. Advances in Intelligent Systems and Computing, 45–59. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-37618-5_5
  17. Vatulia, G. L., Lobiak, O. V., Deryzemlia, S. V., Verevicheva, M. A., Orel, Y. F. (2019). Rationalization of cross-sections of the composite reinforced concrete span structure of bridges with a monolithic reinforced concrete roadway slab. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 664, 012014. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/664/1/012014
  18. Vatulia, G., Komagorova, S., Pavliuchenkov, M. (2018). Optimization of the truss beam. Verification of the calculation results. MATEC Web of Conferences, 230, 02037. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201823002037
  19. Semenov, V. S., Karimova, R. H. (2008). Raschet i konstruirovanie soedineniy stal'nyh stroitel'nyh konstruktsiy. Bishkek: KRSU, 80.
  20. Domin, Yu. V., Cherniak, H. Yu. (2003). Osnovy dynamiky vahoniv. Kyiv: KUETT, 269.
  21. Goolak, S., Gerlici, J., Tkachenko, V., Sapronova, S., Lack, T., Kravchenko, K. (2019). Determination of Parameters of Asynchronous Electric Machines with Asymmetrical Windings of Electric Locomotives. Communications - Scientific Letters of the University of Zilina, 21 (2), 24–31. doi: https://doi.org/10.26552/com.c.2019.2.24-31
  22. Goolak, S., Gubarevych, O., Yermolenko, E., Slobodyanyuk, M., Gorobchenko, O. (2020). Mathematical modeling of an induction motor for vehicles. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (2 (104)), 25–34. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.199559
  23. Kliuiev, S. (2018). Experimental study of the method of locomotive wheel­rail angle of attack control using acoustic emission. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (9 (92)), 69–75. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.122131
  24. Klimenko, I., Kalivoda, J., Neduzha, L. (2020). Influence of Parameters of Electric Locomotive on its Critical Speed. Lecture Notes in Intelligent Transportation and Infrastructure, 531–540. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-38666-5_56
  25. Fomin, O., Lovska, A., Píštěk, V., Kučera, P. (2019). Dynamic load effect on the transportation safety of tank containers as part of combined trains on railway ferries. Vibroengineering PROCEDIA, 29, 124–129. doi: https://doi.org/10.21595/vp.2019.21138
  26. Vatulia, G., Lobiak, A., Chernogil, V., Novikova, M. (2019). Simulation of Performance of CFST Elements Containing Differentiated Profile Tubes Filled with Reinforced Concrete. Materials Science Forum, 968, 281–287. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.968.281

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-08-10

Як цитувати

Фомін, О. В., & Ловська, А. О. (2021). Обґрунтування використання труб квадратного перерізу в каркасі зйомного даху напіввагона. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(7(112), 18–25. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.237157

Номер

Том 4 № 7(112) (2021): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Oleksij Fomin, Alyona Lovska

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.