Визначення особливостей вертикальної навантаженості даху критого вагона з каркасом у вигляді трикутної арки

Автор(и)

  • Альона Олександрівна Ловська Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-8604-1764
  • Іраіда Іванівна Становська Одеський національний університет «Одеська політехніка» , Україна https://orcid.org/0000-0002-5884-4228
  • Ігор Валентинович Прокопович Одеський національний університет «Одеська політехніка» , Україна https://orcid.org/0000-0002-8059-6507
  • Ігор Іванович Сидоренко Одеський національний університет «Одеська політехніка» , Україна https://orcid.org/0000-0003-1840-4313
  • Арсен Олегович Мурад’ян Одеський національний морський університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-6488-6627

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.308905

Ключові слова:

залізничний транспорт, критий вагон, дах вагона, навантаженість даху, міцність даху

Анотація

Об’єктом дослідження є процеси сприйняття та перерозподілу навантажень в даху критого вагона з каркасом у вигляді трикутної арки.

Для зменшення тари критого вагона пропонується удосконалення конструкції його даху. Особливістю даного удосконалення є те, що каркас даху виконаний у вигляді трикутної арки з підсилюючим поясом. Це сприяє зменшенню загальної маси даху у порівнянні з типовою конструкцією. Вибір профілів виконання балок, що утворюють арку, проведено за максимальними значеннями моментів, які діють в їх перерізі. З урахуванням обраного профілю виконання арок здійснено розрахунок даху на міцність при сприйнятті ним вертикальних навантажень. Встановлено, що міцність даху при розглянутих схемах навантажень дотримується в межах допустимих значень напружень. Оскільки удосконалення конструкції даху сприяє зменшенню його маси у порівнянні з прототипом на 1,8 %, то проведено оцінку ходу критого вагона за умови руху у порожньому стані. Для цьому здійснено математичне моделювання навантаженості критого вагона у вертикальній площині при його русі стиковою нерівністю. На підставі проведеного розрахунку встановлено, що рух вагона оцінюється як «добрий».

Особливість отриманих результатів полягає у тому, що зменшення тари несучої конструкції вагона досягається шляхом удосконалення його даху, як найменш навантаженого вузла.

Сфера практичного застосування отриманих результатів – залізничний транспорт, в тому числі, і інші галузі машинобудування. Умовами практичного використання результатів є симетрична схема навантаження даху в експлуатації.

Результати даного дослідження сприятимуть створенню напрацювань щодо проєктування сучасних конструкцій вантажних вагонів з покращеними техніко-економічними показниками

Біографії авторів

Альона Олександрівна Ловська, Український державний університет залізничного транспорту

Доктор технічних наук, професор

Кафедра інженерії вагонів та якості продукції

Іраіда Іванівна Становська, Одеський національний університет «Одеська політехніка»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра вищої математики та моделювання систем

Ігор Валентинович Прокопович, Одеський національний університет «Одеська політехніка»

Доктор технічних наук, професор

Інститут медичної інженерії

Ігор Іванович Сидоренко, Одеський національний університет «Одеська політехніка»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра інформаційних технологій проєктування та дизайну

Інститут цифрових технологій, дизайну та транспорту

Арсен Олегович Мурад’ян, Одеський національний морський університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра експлуатації портів і технології вантажних робіт

Посилання

  1. Lovska, A. (2018). Simulation of Loads on the Carrying Structure of an Articulated Flat Car in Combined Transportation. International Journal of Engineering & Technology, 7 (4.3), 140. https://doi.org/10.14419/ijet.v7i4.3.19724
  2. 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. https://doi.org/10.1051/matecconf/201815703004
  3. Dizo, J., Blatnicky, M., Harusinec, J., Falendysh, A. (2018). Modification and analyses of structural properties of a goods wagon bogie frame. Diagnostyka, 20 (1), 41–48. https://doi.org/10.29354/diag/99853
  4. Fomin, O., Lovska, A. (2021). Justification of the use of square pipes in the frame of the removable roof of the open wagon. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (7 (112)), 18–25. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.237157
  5. Sepe, R., Pozzi, A. (2015). Static and modal numerical analyses for the roof structure of a railway freight refrigerated car. Frattura Ed Integrità Strutturale, 9 (33), 451–462. https://doi.org/10.3221/igf-esis.33.50
  6. Cuartero, J., Miravete, A., Sanz, R. (2011). Design and calculation of a railway car composite roof under concrete cube crash. International Journal of Crashworthiness, 16 (1), 41–47. https://doi.org/10.1080/13588265.2010.501163
  7. Fomin, O., Stetsko, A. (2018). Determination of means of contraindication of operative damage of superior wagon-thermal systems of the model TN 4-201. Collection of Scientific Works of the State University of Infrastructure and Technologies Series “Transport Systems and Technologies,” 32 (1), 135–146. Internet Archive. https://doi.org/10.32703/2617-9040-2018-32-1-135-146
  8. Saeedi, A., Motavalli, M., Shahverdi, M. (2023). Recent advancements in the applications of fiber‐reinforced polymer structures in railway industry – A review. Polymer Composites, 45 (1), 77–97. https://doi.org/10.1002/pc.27817
  9. Chandra Prakash Shukla, Bharti, P. K. (2015). Study and Analysis of Doors of BCNHL Wagons. International Journal of Engineering Research And, 4 (04). https://doi.org/10.17577/ijertv4is041031
  10. Levchenko, S. V., Tatianich, E. M., Konopatskyi, Yu. P., Yablonskyi, A. V., Shkabrov, O. A., Kryzhanovskyi, A. Yu. (2016). Pat. No. 109202 UA. Znimnyi dakh vantazhnoho vahona. No. u2016 03361; declareted: 31.03.2016; published: 10.08.2016. Available at: https://uapatents.com/8-109202-znimnijj-dakh-vantazhnogo-vagona.html
  11. Kondratiev, A., Píštěk, V., Smovziuk, L., Shevtsova, M., Fomina, A., Kučera, P. (2021). Stress–Strain Behaviour of Reparable Composite Panel with Step-Variable Thickness. Polymers, 13 (21), 3830. https://doi.org/10.3390/polym13213830
  12. Kondratiev, A., Gaidachuk, V., Nabokina, T., Kovalenko, V. (2019). Determination of the influence of deflections in the thickness of a composite material on its physical and mechanical properties with a local damage to its wholeness. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (1 (100)), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.174025
  13. 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. https://doi.org/10.1177/0954409716646140
  14. Olmos Irikovich, Z., Rustam Vyacheslavovich, R., Mahmod Lafta, W., Yadgor Ozodovich, R. (2020). Development of new polymer composite materials for the flooring of rail carriage. International Journal of Engineering & Technology, 9 (2), 378–381. https://doi.org/10.14419/ijet.v9i2.30519
  15. Fantuzzi, N., Bacciocchi, M., Benedetti, D., Agnelli, J. (2021). The use of sustainable composites for the manufacturing of electric cars. Composites Part C: Open Access, 4, 100096. https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2020.100096
  16. Horbenko, A. P., Martynov, I. E. (2007). Konstruiuvannia ta rozrakhunky vahoniv. Kharkiv: UkrDAZT, 150.
  17. Vidy visyachih stropil'nyh sistem primenyaemyh v stroitel'stve. Available at: https://www.pinterest.com/pin/509610514079263558/
  18. Chausov, M. H., Bondar, M. M., Pylypenko, A. P., Kutsenko, A. H. (2019). Prykladna mekhanika (opir materialiv). Kyiv. Available at: https://dglib.nubip.edu.ua/server/api/core/bitstreams/be589d1e-4513-4caf-8792-ebb016171ab2/content
  19. Shvabiuk, V. I. (2016). Opir materialiv. Kyiv: Znannia, 400. Available at: https://btpm.nmu.org.ua/ua/download/navch-posib/%D0%A8%D0%B2%D0%B0%D0%B1%D1%8E%D0%BA.%D0%9E%D0%9C.%D0%9F%D1%96%D0%B4%D1%80%D1%83%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BA.pdf
  20. DSTU 7598:2014. Freight Wagons. General reguirements to calculation and designing of the new and modernized 1520 mm gauge wagons (non-self-propelled). Kyiv. Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=73763
  21. BDS EN 12663-2: 2010. Railway applications - Structural requirements of railway vehicle bodies - Part 2: Freight wagons (EN 12663-2: 2010).
  22. Pustiulha, S. I., Samostian, V. R., Klak, Yu. V. (20189). Inzhenerna hrafika v SolidWorks. Lutsk: Vezha, 172. Available at: https://lib.lntu.edu.ua/sites/default/files/2021-02/%D0%86%D0%BD%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%20%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D1%96%D0%BA%D0%B0%20%D0%B2%20SolidWorks.pdf
  23. 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/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%27%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%20%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D1%96%D0%BA%D0%B0.pdf
  24. Caban, J., Nieoczym, A Gardyński, L. (2021). Strength analysis of a container semi-truck frame. Engineering Failure Analysis, 127, 105487. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105487
  25. Lovskaya, A. (2015). Computer simulation of wagon body bearing structure dynamics during transportation by train ferry. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (7 (75)), 9–14. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.43749
  26. Dižo, J. (2016). Analysis of a Goods Wagon Running on a Railway Test Track. Manufacturing Technology, 16 (4), 667–672. https://doi.org/10.21062/ujep/x.2016/a/1213-2489/mt/16/4/667
  27. 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.266855
  28. 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), B186–B193. https://doi.org/10.26552/com.c.2023.047
  29. Soukup, J., Skočilas, J., Skočilasová, B., Dižo, J. (2017). Vertical Vibration of Two Axle Railway Vehicle. Procedia Engineering, 177, 25–32. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.178
  30. Domin, Yu. V., Cherniak, H. Yu. (2003). Osnovy dynamiky vahoniv. Kyiv: KUETT, 269.
  31. Gerlici, J., Lovska, A., Vatulia, G., Pavliuchenkov, M., Kravchenko, O., Solčanský, S. (2023). Situational Adaptation of the Open Wagon Body to Container Transportation. Applied Sciences, 13 (15), 8605. https://doi.org/10.3390/app13158605
  32. Lovska, A., Dižo, J., Prokopovych, I., Zharovа, O., Voronenko, S. (2023). Detecting the effect of an intermediate adapter on the load of the bearing structure of an open wagon. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (7 (126)), 19–25. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.291247
Визначення особливостей вертикальної навантаженості даху критого вагона з каркасом у вигляді трикутної арки

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-08-29

Як цитувати

Ловська, А. О., Становська, І. І., Прокопович, І. В., Сидоренко, І. І., & Мурад’ян, А. О. (2024). Визначення особливостей вертикальної навантаженості даху критого вагона з каркасом у вигляді трикутної арки. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(7 (130), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.308905

Номер

Том 4 № 7 (130) (2024): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Alyona Lovska, Iraida Stanovska, Ihor Prokopovych, Ihor Sydorenko, Arsen Muradian

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.