Виявлення особливостей навантаженості несучої конструкції вагона-платформи з підлогою із сендвіч-панелей

Автор(и)

  • Альона Олександрівна Ловська Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-8604-1764
  • Володимир Павлович Нерубацький Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-4309-601X
  • Андрій Михайлович Окороков Український державний університет науки і технологій, Україна https://orcid.org/0000-0002-3111-5519
  • Роман Віталійович Вернигора Український державний університет науки і технологій, Україна https://orcid.org/0000-0001-7618-4617
  • Iрина Леонідівна Журавель Український державний університет науки і технологій, Україна https://orcid.org/0000-0002-4405-6386

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.278267

Ключові слова:

залізничний вагон, сендвіч-панель, динамічна навантаженість вагона, міцність конструкції рами, схоронність вантажів

Анотація

Об’єктом дослідження є процеси виникнення, сприйняття та перерозподілу навантажень в несучій конструкції вагона-платформи з підлогою із сендвіч-панелей.

Для зменшення впливу динамічних навантажень на несучу конструкцію вагона-платформи, а також схоронність вантажів, що перевозяться на ньому, пропонується виготовлення підлоги із сендвіч-панелей.

В рамках дослідження проведено математичне моделювання динамічної навантаженості вагона-платформи при русі у завантаженому стані. Встановлено, що з урахуванням запропонованого рішення прискорення, які діють на несучу конструкцію вагона-платформи зменшуються на 8,4 % у порівнянні з типовою. При цьому прискорення, які діють на вантаж, розміщений на вагоні-платформі, зменшуються на 11,7 %. Результати розрахунку на міцність сендвіч-панелей за умови розміщення на вагоні-платформі довели доцільність запропонованого удосконалення. Проведено визначення основних показників динаміки удосконаленої конструкції вагона-платформи за умови руху у порожньому стані. Встановлено, що рух вагона-платформи оцінюється як “добрий”.

Особливість отриманих результатів полягає у тому, що удосконалення несучої конструкції вагона-платформи сприяє не тільки зменшенню його динамічної навантаженості, а і покращенню схоронності перевозимих вантажів.

Сфера практичного застосування результатів –  машинобудівна галузь, зокрема, залізничний транспорт. Умовами практичного застосування результатів дослідження є використання енергопоглинального матеріалу в конструкції сендвіч-панелей.

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

Біографії авторів

Альона Олександрівна Ловська, Український державний університет залізничного транспорту

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра інженерії вагонів та якості продукції

Володимир Павлович Нерубацький, Український державний університет залізничного транспорту

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електроенергетики, електротехніки та електромеханіки

Андрій Михайлович Окороков, Український державний університет науки і технологій

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра «Управління експлуатаційною роботою»

Роман Віталійович Вернигора, Український державний університет науки і технологій

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра транспортних вузлів

Iрина Леонідівна Журавель, Український державний університет науки і технологій

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра «Управління експлуатаційною роботою»

Посилання

  1. 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
  2. Nerubatskyi, V., Plakhtii, O., Hordiienko, D. (2022). Improving the energy efficiency of traction power supply systems by means the implementation of alternative power sources. Transport Means 2022. Part I. Proceedings of the 26th International Scientific Conference, 459–464. Available at: https://www.ebooks.ktu.lt/eb/1610/transport-means-2022-part-i-proceedings-of-the-26th-international-scientific-conference/
  3. Nerubatskyi, V., Plakhtii, O., Hordiienko, D. (2022). Efficiency Analysis of DC-DC Converter with Pulse-Width and Pulse-Frequency Modulation. 2022 IEEE 41st International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). doi: https://doi.org/10.1109/elnano54667.2022.9926762
  4. Lewandowski, K. (2006). Nadwozia wymienne (swap body) w bezterminalowym systemie transportu szynowego. Sistemy transportowe, 6, 53–55. Available at: https://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-article-BGPK-1398-5437/c/Lewandowski.pdf
  5. 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
  6. Šťastniak, P., Kurčík, P., Pavlík, A. (2018). Design of a new railway wagon for intermodal transport with the adaptable loading platform. MATEC Web of Conferences, 235, 00030. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201823500030
  7. Dižo, J., Blatnický, M., Steišūnas, S., Skočilasová, B. (2018). Assessment of a rail vehicle running with the damaged wheel on a ride comfort for passengers. MATEC Web of Conferences, 157, 03004. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201815703004
  8. 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
  9. Fomin, O., Gorbunov, M., Lovska, A., Gerlici, J., Kravchenko, K. (2021). Dynamics and Strength of Circular Tube Open Wagons with Aluminum Foam Filled Center Sills. Materials, 14 (8), 1915. doi: https://doi.org/10.3390/ma14081915
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. Jeong, D. Y., Tyrell, D. C., Carolan, M. E., Perlman, A. B. (2009). Improved Tank Car Design Development: Ongoing Studies on Sandwich Structures. 2009 Joint Rail Conference. doi: https://doi.org/10.1115/jrc2009-63025
  15. Street, G. E., Mistry, P. J., Johnson, M. S. (2021). Impact Resistance of Fibre Reinforced Composite Railway Freight Tank Wagons. Journal of Composites Science, 5 (6), 152. doi: https://doi.org/10.3390/jcs5060152
  16. 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
  17. 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
  18. 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
  19. Domin, Yu. V., Cherniak, H. Yu. (2003). Osnovy dynamiky vahoniv. Kyiv: KUETT, 269.
  20. 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
  21. Zadachyn, V. M., Koniushenko, I. H. (2014). Chyselni metody. Kharkiv, 180. Available at: http://kist.ntu.edu.ua/textPhD/CHM_Zadachin.pdf
  22. 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
  23. 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
  24. 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
  25. 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
  26. Dudnyk, V., Sinenko, Y., Matsyk, M., Demchenko, Y., Zhyvotovskyi, R., Repilo, I. et al. (2020). Development of a method for training artificial neural networks for intelligent decision support systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (2 (105)), 37–47. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.203301
  27. 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
  28. Yang, C., Li, F., Huang, Y., Wang, K., He, B. (2013). Comparative study on wheel–rail dynamic interactions of side-frame cross-bracing bogie and sub-frame radial bogie. Journal of Modern Transportation, 21 (1), 1–8. doi: https://doi.org/10.1007/s40534-013-0001-3
  29. Bezukhov, N. I. (1957). Sbornik zadach po teorii upru gosti i plastichnosti. Moscow: Gosudartvennoe izdatel'stvo tekhniko-teoreticheskoy literatury, 286.
  30. 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
  31. 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
  32. 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
  33. Kondratiev, A. V., Gaidachuk, V. E. (2021). Mathematical Analysis of Technological Parameters for Producing Superfine Prepregs by Flattening Carbon Fibers. Mechanics of Composite Materials, 57 (1), 91–100. doi: https://doi.org/10.1007/s11029-021-09936-3
  34. Vambol, O., Kondratiev, A., Purhina, S., Shevtsova, M. (2021). Determining the parameters for a 3D-printing process using the fused deposition modeling in order to manufacture an article with the required structural parameters. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (110)), 70–80. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.227075
Виявлення особливостей навантаженості несучої конструкції вагона-платформи з підлогою із сендвіч-панелей

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-06-30

Як цитувати

Ловська, А. О., Нерубацький, В. П., Окороков, А. М., Вернигора, Р. В., & Журавель I. Л. (2023). Виявлення особливостей навантаженості несучої конструкції вагона-платформи з підлогою із сендвіч-панелей. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(7 (123), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.278267

Номер

Том 3 № 7 (123) (2023): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Alyona Lovska, Volodymyr Nerubatskyi, Andrii Okorokov, Roman Vernyhora, Iryna Zhuravel

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.