Аналіз напруженого стану кузовів пасажирських вагонів
DOI:
https://doi.org/10.32703/2617-9059-2024-43-9Ключові слова:
пасажирський вагон, кузов, ресурс, спрацювання, напруженняАнотація
Переважна частина купейних вагонів власності АТ Укрзалізниця була виготовлена у Німеччині у 70-80-х роках минулого століття. Вони вичерпали власний ресурс. Металоконструкції рами та кузова сильно зношені. Продовження терміну служби таких вагонів потребує ретельного вивчення можливостей їхнього подальшого використання. У статті розглянуто результати аналізу напружено-деформованого стану кузовів пасажирських вагонів. Побудовано тривимірну модель кузова. Розрахунки кузова на міцність виконувались методом скінчених елементів за допомогою програмного комплексу ANSYS. Як стрижні розглядалися стояки та верхня обв'язка бічних стін, дуги даху і т. д. Рама кузова, нижня обв'язка, обшивка бічних стін, торцеві стіни, обшивка даху та настил підлог моделювалися за допомогою пластинчастих скінчених елементів. Розрахунки проводилися відповідно до вимог чинних нормативних документів. Максимальна швидкість руху приймалася рівною 160 км/год. Було здійснено верифікацію розробленої моделі. Отримані результати порівнювали з результатами експериментальних досліджень (випробувань міцності). Подібність результатів підтвердила правильність створеної моделі. Проведено дослідження напружено деформованого стану кузова при номінальних розмірах зі стандартними товщинами обшиви. Встановлено, що напруги, що виникають у найбільш навантажених місцях, не перевищують допустимі значення конструкційних сталей. Отримана модель кузова надалі дозволить визначати граничні величини зношування несучих конструкцій рами і кузова і розраховувати розрахунково-імовірнісним методом з урахуванням імовірнісного характеру всіх навантажень, що діють, показники надійності вагона і його остаточний ресурс.
Посилання
Kirpa, G. M. (2003) Intehratsiya zaliznychnoho transportu Ukrayiny u yevropeysʹku transportnu systemu: Monohrafiya. Art-Pres, 268 p. [in Ukrainian].
Loboyko, L. M. (2006) Problemy i perspektivy pasazhirskogo vagonostroyeniya v Ukraine. Zaliznychnyy transport Ukrayiny,. 3, 3-9. [in Ukrainian].
Design and Construction of Passenger Railroad Rolling Stock. STANDARD American Public Transportation Association. APTA PR-CS-S-034-99, Rev. 3, 2020.
Martynov, I. E., Trufanova, A. V., Petukhov, V. M., & Sergienko, M. O. (2019). Doslidzhennya zalezhnostey spratsyuvannya nesuchykh elementiv pasazhyrsʹkykh vahoniv. Zbirnyk naukovykh pratsʹ Derzhavnoho universytetu infrastruktury ta tekhnolohiy Ministerstva osvity i nauky Ukrayiny: Seriya "Transportni systemy i tekhnolohiyi, 36, 72-81 in Ukrainian.
Martynov, I. E, Trufanova, A. V, Pavlenko, Yu. S., & Sergienko, M. O. (2018) Analiz tekhnichnoho stanu kuzoviv pasazhyrsʹkykh vahoniv. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu "KHPI". Seriya: Novi rishennya v suchasnykh tekhnolohiyakh. Transportne mashynobuduvannya, 45(1321), 41-46 in Ukrainian.
Yezhov, Y. V., Pavlenko, Yu. S., Voytenko, O. I., & Rechkalov, V. S. (2018) Kapitalʹno-vidnovlyuvalʹnyy remont pasazhyrsʹkykh vahoniv lokomotyvnoyi tyahy yak zasib zabezpechennya zaliznytsʹ reykovym rukhomym skladom. Zbirnyk naukovykh prats "Reikovyi rukhomyi sklad",17, 51-61 in Ukrainian.
Barash, Yu. S. (2006) Stratehiya ratsionalʹnoho onovlennya pasazhyrsʹkoho vahonnoho parku v umovakh de-fitsytu investytsiy. Visnyk Dnipropetrovsʹkoho natsionalʹnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazaryana, 10, 130-140 [in Ukrainian].
Ostapyuk, B. Ya. (2004) Podovzhennya terminu eksplua-tatsiyi pasazhyrsʹkykh vahoniv. Visnyk Dnipropetrovsʹkoho natsionalʹnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazaryana, 4, 165-173 [in Ukrainian].
Myamlin, S. V., Yahoda, P. A., Dedayeva, T. A., & Shkabrov, O. (2006). Snizheniye vesa metallokonstruktsii passazhirskikh vagonov dlya skorostnykh perevozok. Nauka ta prohres transportu, 13, 118-120 in Ukrainian.
Prikhod'ko, V. I., Shkabrov, O. A, Myamlin, D. V., & Yagoda, P. A. (2007) Sovershenstvovaniye konstruktsii kuzovov passazhirskikh vagonov dlya skorostnykh perevozok. Visnyk Dnipropetrovsʹkoho natsionalʹnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazaryana, 14, 152-156. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15802/stp2007/17870.
Pullaria, A. L., Loboyko, L. M., & Grichany, M. A. (2008) Vyznachennya mitsnosnykh yakostey kuzova pasazhyrsʹkoho vahona pislya KVR. Zbirnyk naukovykh pratsʹ Donetsʹkoho instytutu zaliznychnoho transport – Collection of scientific works Donetsk Institute of Railway Transport, 13. 107-111 [in Ukrainian].
Shykunov, O. A., Reydemeyster O. H., & Anofriiev V. H. (2012). Doslidzhennya hranychnoho stanu pasazhyrsʹkykh vahoniv. Vahonnyy park, 12, 4-6 in Ukrainian.
Baykasoglu, C., Sunbuloglu, E., Bozdag, S. E., Aruk, F., Toprak, T., & Mugan, A. (2012, April). Numerical static and dynamic stress analysis on railway passenger and freight car models. In International Iron & Steel Symposium(pp. 579–586).
Baykasoğlu, C., Sünbüloğlu, E., Bozdağ, S. E., Aruk, F., Toprak, T., & Mugan, A. (2011). Railroad passenger car collision analysis and modifications for improved crashworthiness. International Journal of Crashworthiness, 16(3), 319-329. https://doi.org/10.1080/13588265.2011.566475.
Ashurkova, S. N., Kobishchanov, V. V., & Kolchina, E. V. (2017). Methods used to analyze the impact of passenger cars bodies design features on their stiffness and strength characteristics. Procedia Engineering, 206, 1623-1628. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.10.688.
Wirawan, W. A., Wijaya, F. P., Atmaja, D. S., Rozaq, F., Bagaskara, A. S., & Pamungkas, F. P. (2023, March). Modelling and Structural Analysis of Tram Railway Vehicle Body with Finite Element Method. In International Conference on Railway and Transportation (ICORT 2022) (pp. 258-267). Atlantis Press. https://doi.org/10.2991/978-94-6463-126-5_27.
Cascino, A., Meli, E., & Rindi, A. (2023). Dynamic size optimization approach to support railway carbody lightweight design process. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 237(7), 871-881. https://doi.org/10.1177/09544097221140933.
DSTU 7774:2015. Vahony pasazhyrsʹki mahistralʹni lokomotyvnoyi tyahy. Zahalʹnotekhnichni normy dlya rozrakhuvannya ta proektuvannya mekhanichnoyi chastyny vahoniv. – Chynnyy vid 2016-04-01. – K.: Minekonomrozvytku Ukrayiny, 2017 in Ukrainian.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ліцензійні умови: Це стаття з відкритим доступом, поширювана за умовами Ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє необмежено використовувати, розповсюджувати та відтворювати на будь-якому носії за умови представлення автора та джерела оригіналу.
