Науковий вісник НГУ

Навантаженість напіввагону зі знімним дахом із композиту

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №1 2023

Останнє оновлення: 23 березня 2023

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 2075

Authors:

O.В.Фомін*, orcid.org/0000-0003-2387-9946, Державний університет інфраструктури та технологій, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.,

А.О.Ловська, orcid.org/0000-0002-8604-1764, Український державний університет залізничного транспорту, м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

A.M.Фоміна, orcid.org/0000-0002-9810-8997, Східноукраїнський національний університет імені В. Даля, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Л.O.Васильєва, orcid.org/0000-0002-4029-3851, Національний університет «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Р.В.Сущенко, orcid.org/0000-0002-4457-8563, Національний університет «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023, (1): 094 - 098

https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-1/094

Abstract:

Мета. Створення та обґрунтування заходів щодо адаптації несучої конструкції універсального піввагону до перевезень вантажів, що потребують захисту від атмосферного впливу.

Методика. Для пристосування несучих конструкцій напіввагонів до перевезень вантажів, що вимагають захисту від атмосферного впливу, запропоновано використання даху, який знімається, із композитного матеріалу. Оскільки використання даху, що знімається, збільшує тару напіввагону, то авторами проведене визначення навантаженості його конструкції шляхом математичного моделювання. При цьому напіввагон розглянутий як система, що включає три складові – конструкція з дахом і два візки. Основні показники динаміки напіввагону розраховані методом Рунге-Кутта. Розраховані показники динаміки враховані при розрахунках на міцність даху, що знімається. Графічні роботи зі створення просторової моделі напіввагону зі знімним дахом проводились у програмному комплексі SolidWorks. Розрахунок на міцність реалізований методом кінцевих елементів у програмному комплексі SolidWorks Simulation. У рамках дослідження проведене визначення власних частот і форм коливань несучої конструкції напіввагону.

Результати. Результати математичного моделювання динамічної навантаженості несучої конструкції напіввагону зі знімним дахом встановили, що розраховані показники динаміки не перевищують значення, які допускаються. При цьому прискорення несучої конструкції напіввагону у центрі мас склало близько 4,5 м/с². Коефіцієнт вертикальної динаміки дорівнює 0,53. Хід руху вагона оцінюється як «відмінний». Встановлено, що за дії вертикального навантаження на знімний дах максимальна еквівалентна напруга, що виникає в ній, становила 173,2 МПа. За дії зосередженого навантаження на знімний дах максимальна еквівалентна напруга виникає в зонах її взаємодії з верхньою обв’язкою кузова та становить 205,7 МПа. Результати модального аналізу встановили, що перша власна частота коливань кузова напіввагона має значення 9,6 Гц, що вище за допустиме значення – 8 Гц.

Наукова новизна. Запропоновані моделі для визначення навантаженості несучої конструкції напіввагону зі знімним дахом із композиту при основних експлуатаційних режимах навантаження.

Практична значимість. Результати проведених досліджень дозволять розширити функціональність напіввагонів шляхом їх адаптації до перевезень вантажів, що потребують захисту від атмосферного впливу, та сприятимуть покращенню ефективності експлуатації залізничного транспорту.

Ключові слова: напіввагон, знімний дах, навантаженість конструкції, напружений стан, показники динаміки

References.

1.  Płaczek, M., Wróbel, A., & Buchacz, A. (2016). A concept of technology for freight wagons modernization. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 161. https://doi.org/10.1088/1757-899X/161/1/012107.

2. 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.

3. Antipin, D. Ya., Racin, D. Yu., & Shorokhov, S. G. (2016). Justification of a Rational Design of the Pivot Center of the Open-Top Wagon Frame by means of Computer Simulation. Procedia Engineering, 150, 150-154. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.06.738.

4. Šťastniak, P., Moravčík, M., & Smetanka, L. (2019). Investigation of strength conditions of the new wagon prototype type Zans. MATEC Web of Conferences, 254, 02037. https://doi.org/10.1051/matecconf/201925402037.

5. 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 Conf. Series: Materials Science and Engineering, 985, 012034. https://doi.org/10.1088/1757-899X/985/1/012034.

6. Silva, R., Ribeiro, D., Bragança, C., Cristina Costa, C., António Arêde, A., & Calçada, R. (2021). Model Updating of a Freight Wagon Based on Dynamic Tests under Different Loading Scenarios. Applied Science, 11, 10691. https://doi.org/10.3390/app112210691.

7. Wei, Ch., Kaiwu, C., Fukang, Q., & Jin, X. (2018). Study on Fatigue Strength and Life of Freight Car Frame after Making Holes. MATEC Web of Conferences, 175, 01035. https://doi.org/10.1051/matecconf/2018175.

8.  Liu, W., Wang, Yu., & Wang, T. (2022). Box Girder Optimization by Orthogonal Experiment Design and GA-BP Algorithm in the Gondola Car Body. Processes, 10, 74. https://doi.org/10.3390/pr10010074.

9. Buchacz, A., Baier, A., Płaczek, M., Herbuś, K., Ociepka, P., & Majzner, M. (2018). Development and analysis of a new technology of freight cars modernization. Journal Of Vibroengineering, 20, 8, 2978-2997.

10. Freight wagons. general requirements for calculations and design of new and modernized wagons of 1520 mm gauge (non-self-propelled). DSTU 7598:2014 (n.d.). Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=73763.

11. Bondarenko, V., Skurikhin, D., & Wojciechowski, J. (2020). The Application of Lithium-Ion Batteries for Power Supply of Railway Passenger Cars and Key Approaches for System Development. Advances in Intelligent Systems and Computing, 109, 114-125.

12. Koshlan, A., Salnikova, O., Chekhovska, M., Zhyvotovskyi, R., Pro­kopenko, Ye., Hurskyi, T., …, & Shyshatskyi, A. (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)), 16-27. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.180197.

13. Krol, O., & Sokolov, V. (2020). Modeling of Spindle Node Dynamics Using the Spectral Analysis Method. Lecture Notes in Mechanical Engineering, 1, 35-44. https://doi.org/10.1007/978-3-030-50794-7_4.

14. Tkachenko, V., Sapronova, S., Kulbovskiy, I., & Fomin, O. (2017). Research into resistance to the motion of railroad undercarriages related to directing the wheelsets by a rail track. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(7(89)), 65-72. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.109791.

15. 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, 902. https:// doi.org/10.3390/jmse8110902.

16. Pravilonis, T., & Sokolovskij, E. (2020). Analysis of composite material properties and their possibilities to use them in bus frame construction. Transport, 35(4), 368-378. https://doi.org/10.3846/transport.2020.13018.

17. Fomin, O., & Lovska, A. (2021). Determination of dynamic loading of bearing structures of freight wagons with actual dimensions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2/7(110), 6-15. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.220534.

18. Fomin, O., Logvinenko, O., Burlutsky, O., & Rybin, A. (2018). Scientific Substantiation of Thermal Leveling for Deformations in the Car Structure. International Journal of Engineering & Technology, 7(4.3), 125-129. https://doi.org/10.14419/ijet.v7i4.3.19721.

19. Vatulia, G., Komagorova, S., & Pavliuchenkov, M. (2018). Optimization of the truss beam. Verification of the calculation results. MATEC Web of Conferences, 230, 02037. https://doi.org/10.1051/matecconf/201823002037.

20. Vatulia, G., Rezunenko, M., Orel, Ye., & Petrenko, D. (2017). Regression equations for circular CFST columns carrying capacity evaluation. MATEC Web of Conferences, 107, 00051. https://doi.org/10.1051/matecconf/201710700051.

• < Попередня
• Наступна >