Визначення навантаженості кузова напіввагона з розвантажувальними бункерами при основних експлуатаційних режимах

Автор(и)

  • Альона Олександрівна Ловська Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-8604-1764
  • Іраіда Іванівна Становська Національний Університет «Одеська політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0002-5884-4228
  • Володимир Павлович Нерубацький Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-4309-601X
  • Євгенія Олександрівна Науменко Одеський національний морський університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-6963-3995
  • Дмитро Леонідович Сушко Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-9747-3263

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285421

Ключові слова:

напіввагон з бункерами, вертикальна динаміка вагона, міцність кузова, модальний аналіз вагона

Анотація

Об’єктом дослідження є процеси виникнення, сприйняття та перерозподілу навантажень в несучій конструкції напіввагона з розвантажувальними бункерами. Для збільшення вантажопідйомності напіввагона, а відповідно і рентабельності залізничних перевезень, запропоновано удосконалення його конструкції. Дане удосконалення полягає у встановленні за його середньою частиною розвантажувальних бункерів. За попередніми розрахунками використання розвантажувальних бункерів збільшить корисний об’єм кузова на 2,82 м3. При цьому вантажопідйомність вагона збільшиться на 3,8 т. Відповідно і збільшиться осьове навантаження на колісні пари. Вирішити це питання можливо шляхом використання у візках колісних пар зі збільшеним осьовим навантаженням.

В рамках дослідження проведено математичне моделювання вертикальної динаміки напіввагона при його русі у порожньому та завантаженому станах рейковою колією. Встановлено, що хід руху вагона оцінюється як “відмінний”. Проведено розрахунок на міцність кузова напіввагона при основних експлуатаційних режимах навантаження. Визначено стійкість рівноваги вагона, а також проведено його модальний аналіз.

Особливість отриманих результатів в рамках дослідження полягає у тому, що запропоноване удосконалення можливо здійснити не тільки при проєктуванні нової конструкції вагона, а і модернізації.

Сферою практичного застосування результатів є машинобудівна галузь, зокрема, залізничний транспорт. Умовами практичного застосування результатів дослідження є дотримання осьового навантаження в рамках допустимих значень.

Проведені дослідження сприятимуть створенню напрацювань щодо покращення техніко-економічних показників вагонів, а також підвищенню рентабельності залізничних перевезень

Біографії авторів

Альона Олександрівна Ловська, Український державний університет залізничного транспорту

Доктор технічних наук, професор

Кафедра інженерії вагонів та якості продукції

Іраіда Іванівна Становська, Національний Університет «Одеська політехніка»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра вищої математики та моделювання систем

Володимир Павлович Нерубацький, Український державний університет залізничного транспорту

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електроенергетики, електротехніки та електромеханіки

Євгенія Олександрівна Науменко, Одеський національний морський університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технології матеріалів

Дмитро Леонідович Сушко, Український державний університет залізничного транспорту

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електроенергетики, електротехніки та електромеханіки

Посилання

  1. Nerubatskyi, V. P., Plakhtii, O. A., Tugay, D. V., Hordiienko, D. A. (2021). Method for optimization of switching frequency in frequency converters. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 1, 103–110. doi: https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-1/103
  2. Nerubatskyi, V., Plakhtii, O., Hordiienko, D., Podnebenna, S. (2021). Synthesis of a Regulator Recuperation Mode a DC Electric Drive by Creating a Process of Finite Duration. 2021 IEEE 3rd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON). doi: https://doi.org/10.1109/ukrcon53503.2021.9575792
  3. Barta, D., Dižo, J., Blatnický, M., Molnár, D. (2022). Experimental Research of Vibrational Properties of a Single-Axle Trailer when Crossing an Individual Road Obstacle. Strojnícky Časopis - Journal of Mechanical Engineering, 72 (3), 19–26. doi: https://doi.org/10.2478/scjme-2022-0036
  4. Blatnický, M., Dižo, J., Molnár, D., Suchánek, A. (2022). Comprehensive Analysis of a Tricycle Structure with a Steering System for Improvement of Driving Properties While Cornering. Materials, 15 (24), 8974. doi: https://doi.org/10.3390/ma15248974
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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 (1), 012034. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/985/1/012034
  10. Wennberg, D., Stichel, S., Wennhage, P. (2012). Substitution of corrugated sheets in a railway vehicle’s body structure by a multiple-requirement based selection process. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 228 (2), 143–157. doi: https://doi.org/10.1177/0954409712467139
  11. Molavitabrizi, D., Laliberte, J. (2020). Methodology for multiscale design and optimization of lattice core sandwich structures for lightweight hopper railcars. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 234 (21), 4224–4238. doi: https://doi.org/10.1177/0954406220920694
  12. 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
  13. 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
  14. Panchenko, S., Gerlici, J., Vatulia, G., Lovska, A., Rybin, A., Kravchenko, O. (2023). Strength Assessment of an Improved Design of a Tank Container under Operating Conditions. Communications - Scientific Letters of the University of Zilina, 25 (3). doi: https://doi.org/10.26552/com.c.2023.047
  15. 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
  16. Koziar, M. M., Feshchuk, Yu. V., Parfeniuk, O. V. (2018). Kompiuterna hrafika: SolidWorks. Kherson: Oldi-plius, 252. Available at: https://ep3.nuwm.edu.ua/22175/1/Комп%27ютерна%20графіка.pdf
  17. Pustiulha, S. I., Samostian, V. R., Klak, Yu. V. (2018). Inzhenerna hrafika v SolidWorks. Lutsk: Vezha, 172. Available at: https://lib.lntu.edu.ua/sites/default/files/2021-02/Інженерна%20графіка%20в%20SolidWorks.pdf
  18. Domin, Yu. V., Cherniak, H. Yu. (2003). Osnovy dynamiky vahoniv. Kyiv: KUETT, 269.
  19. 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
  20. 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
  21. Bohach, I. V., Krakovetskyi, O. Yu., Krylyk, 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
  22. 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
  23. 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
  24. 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
  25. 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
  26. Dižo, J., Blatnický, M., Harušinec, J., Suchánek, A. (2022). Assessment of Dynamics of a Rail Vehicle in Terms of Running Properties While Moving on a Real Track Model. Symmetry, 14 (3), 536. doi: https://doi.org/10.3390/sym14030536
  27. 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
  28. Das, A., Agarwal, G. (2020). Investigation of Torsional Stability and Camber Test on a Meter Gauge Flat Wagon. Advances in Fluid Mechanics and Solid Mechanics, 271–280. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-15-0772-4_24
  29. 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.researchgate.net/publication/292802037_STATIC_STRENGTH_ANALYSIS_OF_THE_BODY_OF_A_WAGON_SERIES_Zans
  30. Adilov, N. B. (2022). Theoretical studies of the strength of the wagon body for verification of railway scales. The scientific journal vehicles and roads, 2, 145–153.
  31. 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
  32. Ruzmetov, Y., Adilov, N., Sultonov, S. (2021). Strength assessment of the body of a weight checking wagon type 640-VPV. E3S Web of Conferences, 264, 05021. doi: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126405021
  33. Lovska, A., Fomin, O., Píštěk, V., Kučera, P. (2020). Dynamic Load and Strength Determination of Carrying Structure of Wagons Transported by Ferries. Journal of Marine Science and Engineering, 8 (11), 902. doi: https://doi.org/10.3390/jmse8110902
Визначення навантаженості кузова напіввагона з розвантажувальними бункерами при основних експлуатаційних режимах

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-08-31

Як цитувати

Ловська, А. О., Становська, І. І., Нерубацький, В. П., Науменко, Є. О., & Сушко, Д. Л. (2023). Визначення навантаженості кузова напіввагона з розвантажувальними бункерами при основних експлуатаційних режимах. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(7 (124), 21–29. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285421

Номер

Том 4 № 7 (124) (2023): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Alyona Lovska, Iraida Stanovska, Volodymyr Nerubatskyi, Yevheniia Naumenko, Dmytro Sushko

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.