Використання рідкої гуми на основі поліуретану як демпфіруючого матеріалу у вагонобудуванні для збільшення життєвого циклу насівних конструкцій
DOI:
https://doi.org/10.31498/2225-6733.53.2.2026.359957Ключові слова:
поліуретанова рідка гума, демпфування, вагонобудування, вібраційний спектр, технічна надійність, життєвий цикл, економічна ефективність, пасивний віброзахистАнотація
У статті досліджено фізико-механічні властивості рідкої поліуретанової гуми, що є перспективним демпфуючим матеріалом для використання у конструкціях рухомого складу залізничного транспорту. У статті представлено результати дослідження ефективності застосування рідкої поліуретанової гуми як демпфіруючого матеріалу в конструкціях рухомого складу залізничного транспорту з метою продовження їх життєвого циклу та підвищення експлуатаційної надійності. Вагонобудівна галузь потребує впровадження новітніх матеріалів, здатних ефективно знижувати рівень вібрацій і динамічних навантажень, що передаються на несучі елементи кузова та ходові частини. У межах роботи проведено порівняльний аналіз вібраційних характеристик поліуретанової рідкої гуми, гумотехнічних виробів та бітумно-полімерної мастики за допомогою спектрального аналізу в частотному діапазоні 5-50 Гц. Результати експериментів засвідчили, що поліуретанова гума забезпечує найбільш ефективне демпфування вібрацій, зменшуючи амплітуду коливань до 50% порівняно з традиційними матеріалами. Особливо ефективним є придушення резонансних піків, що позитивно впливає на стійкість елементів конструкції до втомного руйнування. Окрему увагу приділено фінансово-економічній оцінці доцільності впровадження нової технології. Розроблена модель повної вартості володіння демонструє зменшення сукупних витрат на обслуговування, ремонти та простої на понад 35-40% упродовж 15-річного циклу експлуатації вагона. Також враховано вартість початкового впровадження, частоту замін демпфуючого шару, вартість простою рухомого складу через технічні несправності. Отримані результати дозволяють стверджувати, що застосування поліуретанової гуми є доцільним з технічної, економічної та експлуатаційної точки зору. Автори рекомендують впровадження даного рішення у виробничі процеси на підприємствах вагонобудування, а також проведення додаткових досліджень щодо його сумісності з іншими елементами рухомого складу та впливу на пасажирський комфорт
Посилання
- Study on properties of polyurethane grouting foam material for high speed railway track lifting / Han W., Zhu Y., Cui Y., Tang J. // Advances in Environmental Vibration and Transportation Geodynamics / edited by E. Tutumluer, X. Chen, Y. Xiao. Singapore: Springer, 2020. Pp. 527-543. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-15-2349-6_33.
- Bio-based thermoplastic polyurethane derived from polylactic acid with high damping perfor-mance / Zhou X. et al. Industrial Crops and Products. 2020. Vol. 154. Article 112619. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2020.112619.
- Tetraphenylphenyl modified damping additives for silicone rubber: Experimental and molecular simulation investigation / L. Zhu et al. Materials & Design. 2021. Vol. 202. Article 109551. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.109551.
- Development of vibration damping materials based on butyl rubber: Phase equilibrium, rheological and dynamic properties / K.V. Pochivalov et al. Journal of Applied Polymer Science. 2021. Vol. 138. Article 50196. DOI: https://doi.org/10.1002/app.50196.
- Experimental and numerical testing of prototypical under ballast mats produced from deconstructed tires: Effect of mat thickness / Kraśkiewicz C., Zbiciak A., Pełczyński J., Al Sabouni Zawadzka A. Construction and Building Materials. 2023. Vol. 369. Article 130559. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.130559.
- Farooq M.A., Nimbalkar S. Monotonic and cyclic triaxial testing of untreated and polyurethane-treated soil and soil–rubber mixtures. Acta Ge-otech. 2024. Vol. 19. Pp. 605-630. DOI: https://doi.org/10.1007/s11440-023-02100-2.
- Reducing wheel–rail surface damage by incorporating hydraulic damping in the Bogie primary suspension / C. Qu. Vehicle System Dynamics. 2022. Vol. 61(8). Pp. 1916-1936. DOI: https://doi.org/10.1080/00423114.2022.2092012.
- Polyurethane grouting materials with different compositions for the treatment of mud pumping in ballastless track subgrade beds: properties and application effect / Z. Huang et al. Railway Engineering Science. 2022. Vol. 30. Pp. 204-220. DOI: https://doi.org/10.1007/s40534-021-00270-x.
- Kondratiev А.V., Kovalenko V.O. Optimization of design parameters of the main composite fairing of the launch vehicle under simultaneous force and thermal loading. Space science and technology. 2019. Vol. 25, no. 4(119). Pp. 3-21. DOI: https://doi.org/10.15407/knit2019.04.003.
- Golovanevskiy V., Kondratiev A. Elastic proper-ties of steel-cord rubber conveyor belt. Experimental Techniques. 2021. Vol. 45, iss. 2. Pp. 217-226. DOI: https://doi.org/10.1007/s40799-021-00439-3.
- Shevchenko S., Mukhovaty A., Krol O. Modification of Two-Stage Coaxial Gearbox. Proceedings of the 6th International Conference on Industrial Engineering ICIE 2020; Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2020. Vol. 1. Pp. 28-35. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-54814-8_4.
- Theoretical and practical determination of pa-rameters of on-board capacitive energy storage of the underground rolling stock / Sulim A.O., Fomin O.V., Khozya P.O., Mastepan A. Scientific Bulletin of National Mining University. 2018. Iss. 5(1). Pp. 79-87. DOI: https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-5/8.
- Determining rational parameters of the capacitive energy storage system for the underground railway rolling stock / O. Fomin et al. Eastern-European journal of enterprise technologies. 2018. Vol. 2, no. 1(92). Pp. 63-71. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126080.
- Development of a High-Reliability Hybrid Data Transmission System for Unmanned Surface Vehicles Under Interference Conditions / S. Kurdiuk et al. Drones. 2025. Vol. 9(3). Article 174. DOI: https://doi.org/10.3390/drones9030174.
- Sustainable development of renewable energy in shipping: Technological and environmental pro-spects / O. Melnyk et al. Scientific Journal of Sile-sian University of Technology. Series Transport. 2025. Vol. 127. Pp. 165-188. DOI: https://doi.org/10.20858/sjsutst.2025.127.10.
- A magnetorheological elastomer rail damper for wideband attenuation of rail noise and vibration / S. Sun et al. Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 2019. Vol. 31(2). Pp. 220-228. DOI: https://doi.org/10.1177/1045389X19873406.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал "Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки" видається під ліцензією СС-BY (Ліцензія «Із зазначенням авторства»).
Дана ліцензія дозволяє поширювати, редагувати, поправляти і брати твір за основу для похідних навіть на комерційній основі із зазначенням авторства. Це найзручніша з усіх пропонованих ліцензій. Рекомендується для максимального поширення і використання неліцензійних матеріалів.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди, які стосуються неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
