Виявлення впливу конструкційних складових із сендвіч-панелей на навантаженість контейнера при перевезенні залізничним транспортом

Автор(и)

  • Гліб Леонідович Ватуля Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-3823-7201
  • Альона Олександрівна Ловська Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-8604-1764
  • Сергій Сергійович Мямлін Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-9204-4435
  • Іраіда Іванівна Становська Національний університет «Одеська політехніка» , Україна https://orcid.org/0000-0002-5884-4228
  • Марина Олександрівна Голофєєва Національний університет «Одеська політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0002-7632-9027
  • Володимир Леонідович Горобець Український державний університет науки і технологій , Україна https://orcid.org/0000-0002-6537-7461
  • Володимир Павлович Нерубацький Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-4309-601X
  • Євген Сергійович Краснокутський Філія “Науково-дослідний та конструкторсько-технологічний інститут залізничного транспорту” АТ “Укрзалізниця”, Україна https://orcid.org/0000-0001-6978-4489

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.272316

Ключові слова:

контейнер ISO, сендвіч-панель, динамічна навантаженість контейнера, міцність контейнера, контейнерні перевезення

Анотація

Об’єктом дослідження є процеси виникнення, сприйняття та перерозподілу навантажень в несучій конструкції контейнера типорозміру 1СС з торцевими стінами із сендвіч-панелей.

Для зменшення повздовжньої навантаженості контейнера при експлуатаційних режимах запропоновано впровадження в його конструкцію сендвіч-панелей. Таке рішення реалізоване на прикладі його торцевих стін, як найбільш навантаженої складової кузова в експлуатації.

Визначено товщину листа сендвіч-панелі за умови забезпечення міцності в експлуатації. Проведено математичне моделювання динамічної навантаженості контейнера з торцевими стінами із сендвіч-панелей, розміщеного на вагоні-платформі при маневровому співударянні. Встановлено, що з урахуванням запропонованого удосконалення стає можливим знизити динамічні навантаження, які сприймає контейнер на 10 % у порівнянні з типовою конструкцією. Отримані результати підтверджено комп’ютерним моделюванням динамічної навантаженості контейнера. Сформовані в рамках дослідження моделі верифіковано за F-критерієм.

Результати розрахунків на міцність контейнера показали, що напруження в його конструкції на 15 % нижчі ніж у типовій.

Особливістю отриманих результатів є те, що запропоноване удосконалення контейнера сприяє покращенню його міцності в експлуатації шляхом зменшення навантажень, що діють на нього.

Сферою практичного використання результатів є машинобудівна галузь, а саме, залізничний транспорт. При цьому, умовами практичного застосування результатів дослідження є впровадження у якості складової сендвіч-панелі енергопоглинального матеріалу.

Проведені дослідження сприятимуть створенню рекомендацій щодо проєктування сучасних конструкцій транспортних засобів модульного типу та підвищенню ефективності функціонування транспортної галузі

Біографії авторів

Гліб Леонідович Ватуля, Український державний університет залізничного транспорту

Доктор технічних наук, професор

Проректор з наукової роботи

Альона Олександрівна Ловська, Український державний університет залізничного транспорту

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра інженерії вагонів та якості продукції

Сергій Сергійович Мямлін, Український державний університет залізничного транспорту

Кандидат технічних наук, науковий співробітник

Кафедра інженерії вагонів та якості продукції

Іраіда Іванівна Становська, Національний університет «Одеська політехніка»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра вищої математики та моделювання систем

Марина Олександрівна Голофєєва, Національний університет «Одеська політехніка»

Кандидат технічних наук

Кафедра цифрових технологій в інжинірингу

Володимир Леонідович Горобець, Український державний університет науки і технологій

Доктор технічних наук, професор

Кафедра «Екологічна та промислова безпека»

Володимир Павлович Нерубацький, Український державний університет залізничного транспорту

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електроенергетики, електротехніки та електромеханіки

Євген Сергійович Краснокутський, Філія “Науково-дослідний та конструкторсько-технологічний інститут залізничного транспорту” АТ “Укрзалізниця”

Заступник директора філії

Філія з наукової роботи

Посилання

  1. Qin, S., Zhong, Y., Yang, X., Zhao, M. (2008). Optimization and static strength test of carbody of light rail vehicle. Journal of Central South University of Technology, 15 (S2), 288–292. doi: https://doi.org/10.1007/s11771-008-0473-1
  2. Vatulia, G., Lovska, A., Pavliuchenkov, M., Nerubatskyi, V., Okorokov, A., Hordiienko, D. et al. (2022). Determining patterns of vertical load on the prototype of a removable module for long-size cargoes. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (7 (120)), 21–29. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.266855
  3. Nerubatskyi, V., Plakhtii, O., Hordiienko, D. (2021). Control and Accounting of Parameters of Electricity Consumption in Distribution Networks. 2021 XXXI International Scientific Symposium Metrology and Metrology Assurance (MMA). doi: https://doi.org/10.1109/mma52675.2021.9610907
  4. Nerubatskyi, V., Plakhtii, O., Hordiienko, D. (2022). Adaptive Modulation Frequency Selection System in Power Active Filter. 2022 IEEE 8th International Conference on Energy Smart Systems (ESS). doi: https://doi.org/10.1109/ess57819.2022.9969261
  5. Shah, K. J., Pan, S.-Y., Lee, I., Kim, H., You, Z., Zheng, J.-M., Chiang, P.-C. (2021). Green transportation for sustainability: Review of current barriers, strategies, and innovative technologies. Journal of Cleaner Production, 326, 129392. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.129392
  6. Abdel Wahed Ahmed, M. M., Abd El Monem, N. (2020). Sustainable and green transportation for better quality of life case study greater Cairo – Egypt. HBRC Journal, 16 (1), 17–37. doi: https://doi.org/10.1080/16874048.2020.1719340
  7. Giriunas, K., Sezen, H., Dupaix, R. B. (2012). Evaluation, modeling, and analysis of shipping container building structures. Engineering Structures, 43, 48–57. doi: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.05.001
  8. Rzeczycki, A., Wiśnicki, B. (2016). Strength Analysis of Shipping Container Floor with Gooseneck Tunnel under Heavy Cargo Load. Solid State Phenomena, 252, 81–90. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.252.81
  9. Ibragimov, N. N., Rahimov, R. V., Hadzhimuhamedova, M. A. (2015). Razrabotka konstruktsii konteynera dlya perevozki plodoovoschnoy produktsii. Molodoy ucheniy, 21 (101), 168–173. Available at: https://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:VT3ot930WMwJ:https://moluch.ru/archive/101/22929/&cd=1&hl=ru&ct=clnk&gl=ua
  10. Fomin, O., Gerlici, J., Vatulia, G., Lovska, A., Kravchenko, K. (2021). Determination of the Loading of a Flat Rack Container during Operating Modes. Applied Sciences, 11 (16), 7623. doi: https://doi.org/10.3390/app11167623
  11. Płaczek, M., Wróbel, A., Olesiejuk, M. (2017). Modelling and arrangement of composite panels in modernized freight cars. MATEC Web of Conferences, 112, 06022. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201711206022
  12. Chuan-jin, O., Bing-tao, L. (2020). Research and application of new multimodal transport equipment-swap bodies in China. E3S Web of Conferences, 145, 02001. doi: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202014502001
  13. Wróbel, A., Płaczek, M., Buchacz, A. (2017). An Endurance Test of Composite Panels. Solid State Phenomena, 260, 241–248. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.260.241
  14. Fomin, O., Gorbunov, M., Gerlici, J., Vatulia, G., Lovska, A., Kravchenko, K. (2021). Research into the Strength of an Open Wagon with Double Sidewalls Filled with Aluminium Foam. Materials, 14 (12), 3420. doi: https://doi.org/10.3390/ma14123420
  15. Al-Sukhon, A., ElSayed, M. S. (2021). Design optimization of hopper cars employing functionally graded honeycomb sandwich panels. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 236 (8), 920–935. doi: https://doi.org/10.1177/09544097211049640
  16. Bezuhov, N. I. (1957). Sbornik zadach po teorii upru gosti i plastichnosti. Moscow: Gosudartvennoe izdatel'stvo tekhniko-teoreticheskoy literatury, 286.
  17. Lovskaya, A., Ryibin, A. (2016). The study of dynamic load on a wagon–platform at a shunting collision. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (7 (81)), 4–8. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.72054
  18. Lovska, A. (2014). Assessment of dynamic efforts to bodies of wagons at transportation with railway ferries. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (4 (69)), 36–41. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.24997
  19. Pievtsov, H., Turinskyi, O., Zhyvotovskyi, R., Sova, O., Zvieriev, O., Lanetskii, B., Shyshatskyi, A. (2020). Development of an advanced method of finding solutions for neuro-fuzzy expert systems of analysis of the radioelectronic situation. EUREKA: Physics and Engineering, 4, 78–89. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2020.001353
  20. Nalapko, O., Shyshatskyi, A., Ostapchuk, V., Mahdi, Q. A., Zhyvotovskyi, R., Petruk, S. et al. (2021). Development of a method of adaptive control of military radio network parameters. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (9 (109)), 18–32. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225331
  21. Panchenko, S., Vatulia, G., Lovska, A., Ravlyuk, V., Elyazov, I., Huseynov, I. (2022). Influence of structural solutions of an improved brake cylinder of a freight car of railway transport on its load in operation. EUREKA: Physics and Engineering, 6, 45–55. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2022.002638
  22. Zadachyn, V. M., Koniushenko, I. H. (2014). Chyselni metody. Kharkiv, 180. Available at: http://kist.ntu.edu.ua/textPhD/CHM_Zadachin.pdf
  23. Hoi, T. P., Makhnei, O. V. (2012). Dyferentsialni rivniannia. Ivano-Frankivsk, 352. Available at: https://kdrpm.pnu.edu.ua/wp-content/uploads/sites/55/2018/03/deinf_el.pdf
  24. Stoilov, V., Simić, G., Purgić, S., Milković, D., Slavchev, S., Radulović, S., Maznichki, V. (2019). Comparative analysis of the results of theoretical and experimental studies of freight wagon Sdggmrss-twin. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 664 (1), 012026. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/664/1/012026
  25. 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. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265043
  26. Panchenko, S., Gerlici, J., Vatulia, G., Lovska, A., Pavliuchenkov, M., Kravchenko, K. (2022). The Analysis of the Loading and the Strength of the FLAT RACK Removable Module with Viscoelastic Bonds in the Fittings. Applied Sciences, 13 (1), 79. doi: https://doi.org/10.3390/app13010079
  27. Fomin, O., Lovska, A. (2021). Determination of dynamic loading of bearing structures of freight wagons with actual dimensions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (7 (110)), 6–14. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.220534
  28. Fang, Z., Han, M. (2014). Strength Analysis of the Railway Truck Body Based on ANSYS. Applied Mechanics and Materials, 615, 329–334. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.615.329
  29. Buchacz, A., Baier, A., Płaczek, M., Herbuś, K., Ociepka, P., Majzner, M. (2018). Development and analysis of a new technology of freight cars modernization. Journal of Vibroengineering, 20 (8), 2978–2997. doi: https://doi.org/10.21595/jve.2018.19206
  30. Rudenko, V. M. (2012). Matematichna statistika. Kyiv, 304. Available at: https://westudents.com.ua/knigi/578-matematichna-statistika-rudenko-vm.html
  31. Kobzar', A. I. (2006). Prikladnaya matematicheskaya statistika. Moscow, 816. Available at: https://www.at.alleng.org/d/math/math369.htm
  32. Melnychenko, O. P., Yakymenko, I. L., Shevchenko, R. L. (2006). Statystychna obrobka eksperymentalnykh danykh. Bila Tserkva, 35. Available at: https://teta.at.ua/Metodichka/mat_statustuka.pdf
  33. Perehuda, O. V., Kapustian, O. A., Kurylko, O. B. (2022). Statystychna obrobka danykh. Kyiv, 103. Available at: http://www.mechmat.univ.kiev.ua/wp-content/uploads/2022/02/navch_pos_perehuda.pdf
  34. Kosmin, V. V. (2007). Osnovy nauchnyh issledovaniy. Moscow, 271.
  35. Siasiev, A. V. (2004). Vstup do systemy MathCad. Dnipropetrovsk, 108. Available at: https://library_donetsk19.donetskedu.com/uk/library/vstup-do-sistemi-mathcad-navchalnii-posibnik.html
  36. Fomin, O., Lovska, A., Khara, M., Nikolaienko, I., Lytvynenko, A., Sova, S. (2022). Adapting the load-bearing structure of a gondola car for transporting high-temperature cargoes. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (7 (116)), 6–13. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.253770
  37. 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.
  38. EN 12663-2. Railway applications - structural requirements of railway vehicle bodies - Part 2: Freight wagons (2010).
  39. Technical specification for steel dry cargo container 20’x8’x8’6’’ ISO 1CC type specification NO: “CTX 20 DVDR – Domestic Spec. HH“ (2013). Available at: https://www.containi.de/pdf/Technische-Beschreibung-Seecontainer.pdf
  40. Bohach, I. V., Krakovetskyi, O. Yu., Kylyk, L. V. (2020). Chyselni metody rozviazannia dyferentsialnykh rivnian zasobamy MathCad. Vinnytsia, 106. Available at: http://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/IRVC/Bogach_2020_106.pdf
  41. Sobolenko, O. V., Petrechuk, L. M., Ivashchenko, Yu. S., Yehortseva, Ye. Ye. (2020). Metody rishennia matematychnykh zadach u seredovyshchi Mathcad. Dnipro, 60. Available at: https://nmetau.edu.ua/file/navch_posibn_mathcad_2020_petrechuk.pdf
Виявлення впливу конструкційних складових із сендвіч-панелей на навантаженість контейнера при перевезенні залізничним транспортом

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-02-28

Як цитувати

Ватуля, Г. Л., Ловська, А. О., Мямлін, С. С., Становська, І. І., Голофєєва, М. О., Горобець, В. Л., Нерубацький, В. П., & Краснокутський, Є. С. (2023). Виявлення впливу конструкційних складових із сендвіч-панелей на навантаженість контейнера при перевезенні залізничним транспортом. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(7 (121), 48–56. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.272316

Номер

Том 1 № 7 (121) (2023): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Glib Vatulia, Alyona Lovska, Sergiy Myamlin, Iraida Stanovska, Maryna Holofieieva, Volodymyr Horobets, Volodymyr Nerubatskyi, Yevhen Krasnokutskyi

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.