Удосконалення критих вагонів типу “Схід-Захід” шляхом секціювання перегородкою

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
  • Андрій Олександрович Климаш Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, Україна https://orcid.org/0000-0002-4055-1195
  • Михайло Анатолійович Керемет Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, Україна https://orcid.org/0000-0003-4058-8083

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239751

Ключові слова:

транспортна механіка, критий вагон, несуча конструкція, динамічна навантаженість, напружений стан, вагон типу “Схід-Захід”

Анотація

Проведено визначення динамічної навантаженості та міцності несучої конструкції критого вагона типу “Схід-Захід”. Для підвищення ефективності експлуатації критих вагонів в міжнародному сполученні запропоновано удосконалення їх несучих конструкцій. Дане удосконалення полягає у використанні секційної перегородки в кузові з метою розділення його об’єму на дві окремі секції. Це дозволяє здійснювати перевезення різнотипних вантажів у одному вагоні, а отже і зменшення порожнього пробігу.

Проведено визначення повздовжньої навантаженості несучої конструкції критого вагона. При цьому враховано випадок його маневрового співударяння. Дослідження проведені у плоскій системі координат. До уваги прийнятий режим навантаження несучої конструкції критого вагона у порожньому та завантаженому станах. Прискорення, які діють на несучу конструкцію критого вагона при завантаженому стані, склало 0,37g, а при порожньому – 0,42g, що не перевищує нормативних значень. Хід вагона оцінюється як “відмінний”.

Визначено основні показники міцності несучої конструкції критого вагона. Розрахунок реалізований за методом скінчених елементів. Встановлено, що максимальні еквівалентні напруження зосереджені в зоні взаємодії хребтової балки зі шворневою та склали 340 МПа, що нижче напружень плинності матеріалу. Максимальні переміщення виникають у середній частині балок рами та складають близько 12 мм. Розраховано власні частоти коливань несучої конструкції критого вагона.

Проведені дослідження сприятимуть підвищенню ефективності використання критих вагонів в міжнародному сполученні. Також результати проведених досліджень можуть бути корисними напрацюваннями при створенні інноваційних конструкцій рухомого складу

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

Андрій Олександрович Климаш, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля

Кандидат технічних наук, завідувач кафедри

Кафедра залізничного, автомобільного транспорту та підйомно-транспортних машин

Михайло Анатолійович Керемет, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра залізничного, автомобільного транспорту та підйомно-транспортних машин

Посилання

  1. Tsygan, B. G., Tsygan, A. B., Mokrousov, S. D. (2008). Sovremennoe vagonostroenie. Vol. 1. Zheleznodorozhniy podvizhnoy sostav. Kharkiv: Korporatsiya “Tekhnostandart”, 432.
  2. Vantazhne vahonobuduvannia (2006). Zaliznychnyi transport Ukrainy, 5, 82.
  3. Reidemeister, O. H., Kalashnyk, V. O., Shykunov, O. A. (2016). Modernization as a way to improve the use of universal cars. Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 2 (62), 148–156. doi: https://doi.org/10.15802/stp2016/67334
  4. Shukla, C. P., Bharti, P. K. (2015). Study and Analysis of Doors of BCNHL Wagons. International Journal of Engineering Research And, 4 (04), 1195–1200. doi: https://doi.org/10.17577/ijertv4is041031
  5. 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. doi: https://doi.org/10.1177/0954409716646140
  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. 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. doi: https://doi.org/10.1177/0954409715593971
  8. Boronenko, Y. P., Filippova, I. O. (2017). Selection of constructive solutions of car elements with small empty weight. Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 3 (69), 121–129. doi: https://doi.org/10.15802/stp2017/104546
  9. Rezvani, M. A., Mazraeh, A. (2017). Dynamics and stability analysis of a freight wagon subjective to the railway track and wheelset operational conditions. European Journal of Mechanics - A/Solids, 61, 22–34. doi: https://doi.org/10.1016/j.euromechsol.2016.08.011
  10. Lovska, A., Fomin, O., Kučera, P., Píštěk, V. (2020). Calculation of Loads on Carrying Structures of Articulated Circular-Tube Wagons Equipped with New Draft Gear Concepts. Applied Sciences, 10 (21), 7441. doi: https://doi.org/10.3390/app10217441
  11. Lovska, A., Fomin, O. (2020). A new fastener to ensure the reliability of a passenger car body on a train ferry. Acta Polytechnica, 60 (6). doi: https://doi.org/10.14311/ap.2020.60.0478
  12. Bogomaz, G. I., Mekhov, D. D., Pilipchenko, O. P., Chernomashentseva, Yu. G. (1992). Nagruzhennost' konteynerov-tsistern, raspolozhennyh na zheleznodorozhnoy platforme, pri udarah v avtostsepku. Dynamika ta keruvannia rukhom mekhanichnykh system, 87–95.
  13. Kelrykh, M., Fomin, O. V. (2014). Perspective directions of planning carrying systems of gondolas. Metallurgical and Mining Industry, 6, 57–60. Available at: https://www.metaljournal.com.ua/assets/MMI_2014_6/11-Fomin.pdf
  14. Píštěk, V., Kučera, P., Fomin, O., Lovska, A. (2020). Effective Mistuning Identification Method of Integrated Bladed Discs of Marine Engine Turbochargers. Journal of Marine Science and Engineering, 8 (5), 379. doi: https://doi.org/10.3390/jmse8050379
  15. Alyamovskiy, A. A. (2010). COSMOSWorks. Osnovy rascheta konstruktsiy na prochnost' v srede SolidWorks. Moscow: DMK-Press, 785.
  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. Alieinykov, I., Thamer, K. A., Zhuravskyi, Y., Sova, O., Smirnova, N., Zhyvotovskyi, R. et. al. (2019). Development of a method of fuzzy evaluation of information and analytical support of strategic management. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (2 (102)), 16–27. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.184394
  18. Koshlan, A., Salnikova, O., Chekhovska, M., Zhyvotovskyi, R., Prokopenko, Y., Hurskyi, T. et. al. (2019). Development of an algorithm for complex processing of geospatial data in the special-purpose geoinformation system in conditions of diversity and uncertainty of data. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (9 (101)), 35–45. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.180197
  19. Fomin, O., Lovska, A. (2020). Establishing patterns in determining the dynamics and strength of a covered freight car, which exhausted its resource. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (7 (108)), 21–29. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.217162
  20. 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
  21. 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
  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. 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
  25. 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
  26. Vaynberg, D. V., Vaynberg, E. D. (1970). Raschet plastin. Kyiv: Budivelnyk, 437.
  27. Fomin, O. V. (2015). Improvement of upper bundling of side wall of gondola cars of 12-9745 model. Metallurgical and Mining Industry, 1, 45–48. Available at: https://www.metaljournal.com.ua/assets/Journal/english-edition/MMI_2015_1/9%20Fomin.pdf
  28. Plakhtii, O., Nerubatskyi, V., Sushko, D., Hordiienko, D., Khoruzhevskyi, H. (2020). Improving the harmonic composition of output voltage in multilevel inverters under an optimum mode of amplitude modulation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (8 (104)), 17–24. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.200021
  29. Plakhtii, O. A., Nerubatskyi, V. P., Hordiienko, D. A., Khoruzhevskyi, H. A. (2020). Calculation of static and dynamic losses in power IGBT-transistors by polynomial approximation of basic energy characteristics. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2, 82–88. Available at: http://nvngu.in.ua/index.php/en/archive/on-the-issues/1841-2020/contens-2-2020/5253-calculation-of-static-and-dynamic-losses-in-power-igbt-transistors-by-polynomial-approximation-of-basic-energy-characteristicss
  30. 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
  31. 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, 162.
  32. GOST 33211-2014. Freight wagons. Requirements to structural strength and dynamic qualities (2016). Moscow, 54.
  33. EN 12663-2:2010. Railway applications - structural requirements of railway vehicle bodies - Part 2: Freight wagons (2010). B., 54.
  34. Normy dlya rascheta i proektirovaniya vagonov zheleznyh dorog MPS kolei 1520 mm (nesamohodnyh) (1996). Moscow: GosNIIV-VNIIZHT, 319.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-10-29

Як цитувати

Фомін, О. В., Ловська, А. О., Климаш, А. О., & Керемет, М. А. (2021). Удосконалення критих вагонів типу “Схід-Захід” шляхом секціювання перегородкою. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(7 (113), 36–43. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239751

Номер

Том 5 № 7 (113) (2021): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Oleksij Fomin, Alyona Lovska, Andriy Klymash, Mykhailo Keremet

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.