Виявлення навантаженості удосконаленого контейнера-цистерни при залізничних перевезеннях

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.321858

Ключові слова:

залізничний транспорт, контейнер-цистерна, удосконалення конструкції контейнера-цистерни, міцність контейнера-цистерни, модальний аналіз

Анотація

Об’єктом дослідження є процеси сприйняття та перерозподілу повздовжніх навантажень в конструкції контейнера-цистерни, розміщеного на вагоні-платформі при маневровому співударянні.  При цьому вирішувалась проблема забезпечення міцності контейнера-цистерни при залізничних перевезеннях.

Для виявлення концентрації напружень в контейнері-цистерні проведено математичне моделювання його повздовжньої навантаженості за умови розміщення на вагоні-платформі при маневровому співударянні. Отримані прискорення враховано при розрахунку на міцність контейнера-цистерни. Встановлено, що максимальні напруження виникають в зоні взаємодії лапи з вертикальною стійкою і складають 938,2 МПа, що значно перевищує допустимі. Запропоновано удосконалення контейнера-цистерни впровадженням посилюючих елементів у його конструкцію. Результати проведеного розрахунку на міцність довели доцільність запропонованого удосконалення. Максимальні напруження в контейнері-цистерні дорівнюють близько 215 МПа. Також в рамках дослідження проведено модальний аналіз удосконаленого контейнера-цистерни. Встановлено, що безпека перевезень контейнера-цистерни залізничним транспортом з точки зору модального аналізу забезпечується.

Особливістю отриманих результатів є те, що покращення міцності контейнера-цистерни досягається за рахунок посилення його каркаса, як найбільш навантаженого елемента конструкції.

Сферою практичного застосування отриманих результатів є залізничний транспорт. Умовами практичного використання результатів є розміщення розкосів посилюючого елементу каркасу під кутом 45° до горизонталі.

Результати даного дослідження сприятимуть створенню напрацювань щодо проєктування сучасних конструкцій контейнерів-цистерн, а також підвищенню ефективності експлуатації контейнерних перевезень

Біографії авторів

Альона Олександрівна Ловська, Український державний університет залізничного транспорту

Доктор технічних наук, професор

Кафедра інженерії вагонів та якості продукції

Арсен Олегович Мурад’ян, Одеський національний морський університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра експлуатації портів і технології вантажних робіт

Ганна Володимирівна Барсукова, Сумський національний аграрний університет

Кандидат техніних наук, доцент

Кафедра енергетики та електротехнічних систем

Олександр Юрійович Юрченко, Сумський національний аграрний університет

Старший викладач

Кафедра енергетики та електротехнічних систем

Олексій Вікторович Демидюков, Одеський національний морський університет

Аспірант

Кафедра експлуатації портів і технології вантажних робіт

Посилання

  1. Dižo, J., Blatnický, M. (2019). Investigation of ride properties of a three-wheeled electric vehicle in terms of driving safety. Transportation Research Procedia, 40, 663–670. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2019.07.094
  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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.266855
  3. 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. https://doi.org/10.3390/sym14030536
  4. Vatulia, G. L., Lovska, A. O., Krasnokutskyi, Y. S. (2023). Research into the transverse loading of the container with sandwich-panel walls when transported by rail. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1254 (1), 012140. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1254/1/012140
  5. O’Connell, P. (2012). Improving operational and public safety in shunting operations through active hazard ID. International Conference “Railway safety”. London. Available at: https://international-railway-safety-council.com/wp-content/uploads/2017/09/oconnell-improving-operational-public-safety-in-shunting-operations-through-active-hazard-id.pdf
  6. Semko, Zh. O. (2022). Vymohy normatyvnykh dokumentiv do konteineriv, yaki pryznacheni dlia transportuvannia vantazhiv zaliznychnym transportom. Zbirnyk naukovykh prats «Reikovyi rukhomyi sklad», 24, 61–83. Available at: https://ukrndiv.com.ua/wp-content/uploads/2022/07/6.pdf
  7. Kovalenko, V. (2017). Structural and functional analysis of tank containers. Metallurgical and Mining Industry, 1, 26–31.
  8. Bhattacharyya, R., Hazra, A. (2013). A study on stress analysis of ISO tank container. Proceedings of 58th Congress of ISTAM. Available at: https://www.researchgate.net/publication/316320046_A_study_on_stress_analysis_of_ISO_tank_container
  9. Liguori, A., Formato, A., Pellegrino, A., Villecco, F. (2021). Study of Tank Containers for Foodstuffs. Machines, 9 (2), 44. https://doi.org/10.3390/machines9020044
  10. Wang, Z., Qian, C., Wu, Z. (2023). Stress Analysis and Structural Improvement of LNG Tank Container Frames under Impact from Railway Transport Vehicles. Applied Sciences, 13 (24), 13335. https://doi.org/10.3390/app132413335
  11. 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
  12. Wang, Z., Qian, C., Li, W. (2023). Study on Impact Process of a Large LNG Tank Container for Trains. Applied Sciences, 13 (3), 1351. https://doi.org/10.3390/app13031351
  13. Lee, D.-Y., Jo, J.-S., Nyongesa, A. J., Lee, W.-J. (2023). Fatigue Analysis of a 40 ft LNG ISO Tank Container. Materials, 16 (1), 428. https://doi.org/10.3390/ma16010428
  14. Wang, Z., Qian, C. (2020). Strength analysis of LNG tank container for trains under inertial force. Journal of Physics: Conference Series, 1549 (3), 032107. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1549/3/032107
  15. Zhao, C., Zhao, S., Xie, S., He, M., Li, X., Li, Y. (2024). New methods and applications of structural dynamics modeling for railway freight liquid tank. Advances in Mechanical Engineering, 16 (11). https://doi.org/10.1177/16878132241274441
  16. Tretiak, E. V., Rechkalov, V. S., Murchkov, S. V. (2020). Protsedura otrymannia dynamichnykh kharakterystyk pid chas spivudarian tank-konteinera dlia transportuvannia roslynnykh oliy. Zbirnyk naukovykh prats «Reikovyi rukhomyi sklad», 21, 44–57.
  17. Panchenko, S., Gerlici, J., Vatulia, G., Lovska, A., Ravlyuk, V., Harusinec, J. (2023). Studying the load of composite brake pads under high-temperature impact from the rolling surface of wheels. EUREKA: Physics and Engineering, 4, 155–167. https://doi.org/10.21303/2461-4262.2023.002994
  18. Dveirin, O. Z., Andreev, O. V., Kondrat’ev, A. V., Haidachuk, V. Ye. (2021). Stressed State in the Vicinity of a Hole in Mechanical Joint of Composite Parts. International Applied Mechanics, 57 (2), 234–247. https://doi.org/10.1007/s10778-021-01076-4
  19. Bogomaz, G. I., Mekhov, D. D., Pilipchenko, O. P., Chernomashenceva, YU. G. (1992). Nagruzhennost' kontejnerov-cistern, raspolozhennyh na zheleznodorozhnoy platforme, pri udarah v avtoscepku. Zbirnyk naukovykh prats «Dynamika ta keruvannia rukhom mekhanichnykh system», 87–95.
  20. Andrunyk, V. A., Vysotska, V. A., Pasichnyk, V. V., Chyrun, L. V. (2018). Chyselni metody v kompiuternykh naukakh. Vol. 2. Lviv, 536. Available at: https://library.kre.dp.ua/Books/2-4%20kurs/%D0%90%D0%BB%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%BC%D0%B8%20%D1%96%20%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D0%B8%20%D0%BE%D0%B1%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D1%8C/Andrunik_Chiselni_metodi_v_KN_2018_536.pdf
  21. Honcharov, O. A., Vasylieva, L. V., Yunda, A. M. (2020). Chyselni metody rozviazannia prykladnykh zadach. Sumy, 142. Available at: https://essuir.sumdu.edu.ua/bitstream-download/123456789/79378/3/Honcharov_chyselni_metody.pdf;jsessionid=918A997CF26B8A8B64BDC7C279EF2773
  22. 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
  23. 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
  24. 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
  25. Dižo, J., Harušinec, J., Blatnický, M. (2015). Multibody System of a Rail Vehicle Bogie with a Flexible Body. Manufacturing Technology, 15 (5), 781–788. https://doi.org/10.21062/ujep/x.2015/a/1213-2489/mt/15/5/781
  26. Gerlici, J., Lovska, A., Pavliuchenkov, M. (2024). Study of the Dynamics and Strength of the Detachable Module for Long Cargoes under Asymmetric Loading Diagrams. Applied Sciences, 14 (8), 3211. https://doi.org/10.3390/app14083211
  27. Lovska, A. O. (2016). Doslidzhennia mitsnosti nesuchoi konstruktsiyi konteinera-tsysterny, rozmishchenoho na vahoni-platformi pry manevrovomu spivudarianni. Zbirnyk naukovykh prats DETUT: Seriya «Transportni systemy i tekhnolohiyi», 28, 90–98.
Виявлення навантаженості удосконаленого контейнера-цистерни при залізничних перевезеннях

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-02-26

Як цитувати

Ловська, А. О., Мурад’ян, А. О., Барсукова, Г. В., Юрченко, О. Ю., & Демидюков, О. В. (2025). Виявлення навантаженості удосконаленого контейнера-цистерни при залізничних перевезеннях. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(7 (133), 90–98. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.321858

Номер

Том 1 № 7 (133) (2025): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Alyona Lovska, Arsen Muradian, Hanna Barsukova, Oleksandr Yurchenko, Oleksii Demydiukov

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.