Науковий вісник НГУ

Аналіз міцності вагону моделі 918 при нетипових навантаженнях сипучим вантажем

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2024

Останнє оновлення: 28 серпня 2024

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1123

Authors:

О.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.

П.М.Прокопенко, orcid.org/0000-0002-1631-6590, Філія «Науково-дослідний та конструкторсько-технологічний інститут залізничного транспорту» АТ «Українська залізниця», м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А.М.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.

А.О.Климаш, orcid.org/0000-0002-4055-1195, 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.

С.В.Кузьменко, orcid.org/0000-0003-0871-9864, Східноукраїнський національний університет імені В.Даля, м. Київ, Україна, е-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. 2024, (4): 067 - 072

https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-4/067

Abstract:

Мета. Висвітлення результатів проведеного аналізу напружено-деформованого стану кузова вагону моделі 918 при нетипових навантаженнях сипучим вантажем. Такий аналіз проводився з метою обґрунтування можливості перевезення різних видів насипних вантажів (наприклад різного роду сировини, сільськогосподарської продукції, будівельних матеріалів та інших) у існуючій конструкції секції рефрижераторного вагону.

Методика. З метою забезпечення безперебійності залізничних перевезень у сучасних складних умовах, пропонується за допомогою науково-прикладних підходів опрацювати можливість використання існуючих моделей вагонів для нетипових, для них, видів перевезень. А саме розглянути можливість застосування рефрижераторних вагонів для перевезення насипних вантажів. Для проведення таких досліджень застосовано системний підхід. Який включав: визначення дослідження особливостей впливу насипних вантажів на конструкції рухомого складу; аналіз конструкторської та технологічної документації для створення просторової 3D моделі вагону, що досліджується; створення за допомогою сучасного програмного комплексу розрахункової моделі; перевірка адекватності розробленої моделі й точності отриманих за її допомогою даних; прикладання нетипових розрахункових навантажень; отримання та аналіз картин напружено-деформованих станів методом скінчених елементів.

Результати. Розроблена 3D модель модуля кузова вагону моделі 918. Результати аналізу епюри еквівалентних напружень за першим режимом засвідчили, що найбільші напруження становлять 800 МПа, тобто значно перевищують допустимі. А за третім режимом найбільші напруження становлять 320 МПа, і також перевищують допустимі. Результати аналізу епюри еквівалентних напружень, які виникають при розпиранні, засвідчили що навантаження є надмірними. Обшивка, підкріплена тільки стійками, не може утримати навантаження від насипного вантажу.

Наукова новизна. Проведено міцнісний аналіз існуючої конструкції секції рефрижераторного вагона при нетипових навантаженнях сипучим вантажем.

Практична значимість. Отримані результати аналізу напружено-деформованого стану кузова вагону моделі 918 при навантаженнях сипучим вантажем дозволили оцінити потенційні можливості таких перевезень. Такі результати доцільно використовувати при проведенні науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт з удосконалення (модернізацій) існуючих секцій рефрижераторних вагонів для забезпечення можливості перевезення в них насипних вантажів. Що, у свою чергу, дозволить підвищити ефективність функціонування вітчизняного парку вантажних вагонів.

Ключові слова: механічна інженерія, машинобудування, вантажні вагони, міцністні розрахунки, сипучі вантажі

References.

1. Koshel, O., Sapronova, S., & Kara, S. (2023). Revealing patterns in the stressed-strained state of load-bearing structures in special rolling stock to further improve them. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(7(124)), 30-42. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285894.

2. Horobets, V. L., Miamlin, S. V., & Yanhulova, O. L. (2015). Prospects for the development of methods for estimating the service life of railway rolling. Visnyk sertyfikatsii zaliznychnoho transportu, 8, 44-47.

3. Li, X., Fang, J., Zhang, Q., Zhao, S., & Guan, X. (2020). Study on Key Technology of Railway Freight Car Body Fatigue Test. Journal of Failure Analysis and Prevention, 20(1), 261-269. https://doi.org/10.1007/s11668-020-00828-7.

4. Poveda-Reyes, S., Rizzetto, L., Triti, C., Shi, D., García-Jiménez, E., Molero, G. D., & Santarremigia, F. E. (2021). Risk evaluation of failures of the running gear with effects on rail infrastructure. Engineering Failure Analysis, 128, 105613. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105613.

5. Milenković, M., Bojović, N., & Abramin, D. (2023). Railway freight wagon fleet size optimization: A real-world application. Journal of Rail Transport Planning & Management, 26, 100373. https://doi.org/10.1016/j.jrtpm.2023.100373.

6. Rakshit, U., Malakar, B., & Roy, B. K. (2018). Study on Longitudinal Forces of a Freight Train for Different Types of Wagon Connectors. IFAC-PapersOnLine, 51(1), 283-288. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.05.074.

7. Sokolov, V., Porkuian, O., Krol, O., & Stepanova, O. (2021). Design Calculation of Automatic Rotary Motion Electrohydraulic Drive for Technological Equipment. In: Advances in Design, Simulation and Manufacturing IV. DSMIE 2021. Lecture Notes in Mechanical Engineering, 1, 133-142. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-77719-7_14.

8. Krol, O., & Sokolov, V. (2020). Modeling of Spindle Node Dynamics Using the Spectral Analysis Method. In: Advances in Design, Simulation and Manufacturing III. DSMIE 2020. Lecture Notes in Mechanical Engineering, 1, 35-44. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-50794-7_4.

9. Lai, J., Xu, J., Wang, P., Yan, Z., Wang, S., Chen, R., & Sun, J. (2021). Numerical investigation of dynamic derailment behavior of railway vehicle when passing through a turnout. Engineering Failure Analysis, 121, 105123. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.105132.

10. Clarhaut, J., Hayat, S., Conrard, B., & Coquempot, V. (2010). The concept of the smart wagon for improving the safety of a railroad transportation system. IFAC Proceedings, 43(8), 638-643. https://doi.org/10.3182/20100712-3-FR-2020.00102.

11. 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)). https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.220534.

12. Vega, B., & Perez, J. (2023), Comparative analysis of fatigue strength of a freight wagon frame. Welding in the World, 68, 321-332.

13. Melnyk, O., Onyshchenko, S., Onishchenko, O., Lohinov, O., & Ocheretna, V. (2023). Integral Approach to Vulnerability Assessment of Ship’s Critical Equipment and Systems. Transactions on Maritime Science, 12(1). https://doi.org/10.7225/toms.v12.n01.002.

14. Yakovlieva, A., & Boichenko, S. (2020). Energy Efficient Renewable Feedstock for Alternative Motor Fuels Production: Solutions for Ukraine. Studies in Systems, Decision and Control, 298, 247-259. https://doi.org/10.1007/978-3-030-48583-2_16.

15. Rudavsʹkyy, D., Shefer, M., Kanyuk, Yu., Shpak, Z., & Ripak, N. (2021). Calculation model for the evaluation of tired defect development in the freight wagon side frame. Ukrainian Journal of Information Technology, 3(2), 15-20. https://doi.org/10.23939/ujit2021.02.015.

16. Płaczek, M., Wróbel, A., & Baier, A. (2015). Computer-aided strength analysis of the modernized freight wagon. IOP Conference Series Materials Science and Engineering, 95(1), 012042. https://doi.org/10.1088/1757-899X/95/1/012042.

17. Łukasik, Z., & Ushakov, A. (2020). Concept “Smart freight wagon”. Journal of Civil Engineering and Transport, 2(1), 19-33. https://doi.org/10.24136/tren.2020.002.

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

19. Patrascu, A., Hadar, A., & Pastrama, S. (2019). Structural Analysis of a Freight Wagon with Composite Walls. Materiale Plastice, 57(2), 140-151. https://doi.org/10.37358/MP.20.2.5360.

20. Fomin, O., Lovska, A., Píštěk, V., & Kučera, P. (2019). Dynamic load computational modelling of containers placed on a flat wagon at railroad ferry transportation. Vibroengineering Procedia, 29, 118-123. https://doi.org/10.21595/vp.2019.21132.

21. Fomin, O., Lovska, A., Radkevych, V., Horban, A., Skliarenko, I., & Gurenkova, O. (2019). The dynamic loading analysis of containers placed on a flat wagon during shunting collisions. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 14(21), 3747-3752.

22. Gubarevych, O., Goolak, S., Melkonova, I., & Yurchenko, M. (2022). Structural diagram of the built-in diagnostic system for electric drives of vehicles. Diagnostyka, 23(4), 2022406. https://doi.org/10.29354/diag/156382.

23. Okorokov, A. M., Fomin, O. V., Lovska, A. O., Vernigora, R. V., Zhuravel, I. L., & Fomin, V. V. (2018). Research into a possibility to prolong the time of operation of universal semi-wagon bodies that have exhausted their standard resource. Eastern-European journal of enterprise technologies, 3/7(93), 20-26. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.131309.

24. Kondratiev, A., & Slivinsky, M. (2018). Method for determining the thickness of a binder layer at its non-uniform mass transfer inside the channel of a honeycomb filler made from polymeric paper. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(5(96)), 42-48. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.150387.

25. Kondratiev, А. (2019). Improving the mass efficiency of a composite launch vehicle head fairing with a sandwich structure. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(7(102)), 6-18. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.184551.

• < Попередня
• Наступна >