Дослідження напружено-деформованого стану кузова пасажирського вагона
Ключові слова:
залізничний транспорт, пасажирський вагон, кузов, надійність, спрацювання, напруження, оптимізаціяАнотація
У статті викладено результати аналізу напружено-деформованого стану несучих елементів кузова та рами пасажирського вагона моделі 61-779. Для оцінки міцності кузова застосовано метод скінчених елементів з використанням програмного комплексу ANSYS. У моделі кузов представлений у вигляді системи, що складається з балкових, оболонкових та об'ємних кінцевих елементів. Всього модель містить 890436 вузлів і 321874 кінцевих елемента. Граничні умови включають обмеження свободи в опорних вузлах (нерухома опора) та зовнішні навантаження. Основним несучим елементом конструкції вагона є хребтова балка, виконана з двотаврового профілю № 30. До неї приварені поперечні балки зі швелерів. Для підвищення жорсткості з'єднань хребтової та поперечних балок використовуються додаткові елементи кріплення. Зовнішня обшивка кузова виконана з листових конструкційних та нержавіючих сталей товщиною 2 мм. Проведено дослідження напружено деформованого стану кузова при номінальних розмірах. Найбільші напруження при навантаженні виникають у шворневій балці у місці обпирання на кінцеву балку рами і становлять 258 МПа. Напруження в обшивці кузова в отворах між вікнами становлять 65 МПа. Отримані результати надалі визначать напрямок досліджень з оптимізації несучих конструкцій рами та кузова.
Посилання
Bozhok, N. O., Bulgakova, Y. V., & Pularia, A. L. (2014). Research on the current state of the passenger car fleet. Review of transport economics and management, (8), 78-87. in Ukrainian.
Loboyko, L. N., & Barash, Yu. WITH. (2007). State of the wagon park and wagon repair base in Ukraine. Science and progress of transport. Bulletin of the Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, (19), 176-182. in Ukrainian.
Kirpa, G. M. (2004). Integration of Ukrainian railway transport into the European transport system. D.: Publishing house of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Acad. V. Lazaryan. [in Ukrainian].
Martynov, I., Trufanova, A., Petukhov, V., & Serhiienko, M. (2021). Research of the dependence of operation of carrying elements of passenger cars. Transport Systems and Technologies, (36), 72–81. in Ukrainian. https://doi.org/10.32703/2617-9040-2020-36-8.
Martynov, I. E., Trufanova, A. V., Pavlenko, Yu. S., & Sergienko, M. O. (2018). Analysis of the technical condition of passenger car bodies. Bulletin of the National Technical University of KhPI. Series: New solutions in modern technologies, (45), 41-46. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2018.45.06. in Ukrainian.
Myamlin, S. V., Yagoda, P. A., Dedaeva, T. A., & Shkabrov, O. A. (2006). Reducing the weight of metal structures of passenger cars for high-speed transportation. Bulletin of the Dnipropetrovsk National University of Health Transport named after Academician V. Lazaryan, (13), 118-120. in Ukrainian.
Prikhodko, V. I., Shkabrov, O. A., Myamlin, S. V., & Yagoda, P. A. (2007). Improving the design of passenger car bodies for high-speed transportation. Bulletin of the Dnipropetrovsk National University of Health Transport named after Academician V. Lazaryan, (14), 152-156. [in Ukrainian].
Prikhodko, V. I. (2006). Calculation of dynamic indicators of a passenger car. Science and progress of transport. Bulletin of the Dnipropetrovsk National University of Health Transport named after Academician V. Lazaryan, (12), 146-152. [in Ukrainian].
Sun, W., Zhou, J., Gong, D., & You, T. (2016). Analysis of modal frequency optimization of railway vehicle car body. Advances in Mechanical Engineering, 8(4), 1687814016643640. https://doi.org/10.1177/1687814016643640.
Sharma, S. K., Sharma, R. C., & Lee, J. (2022). In situ and experimental analysis of longitudinal load on carbody fatigue life using nonlinear damage accumulation. International Journal of Damage Mechanics, 31(4), 605-622. https://doi.org/10.1177/10567895211046043/.
Song, Y., Wu, P., & Jia, L. (2016). Study of the fatigue testing of a car body underframe for a high-speed train. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 230(6), 1614-1625. https://doi.org/10.1177/0954409715618425.
de Cisneros Fonfría, J. J. J., Olmeda, E., Sanz, S., Garrosa, M., & Díaz, V. (2024). Failure analysis of a train coach underframe. Engineering Failure Analysis, 156, 107756. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2023.107756.
Bingrong Miao, & Dingchang Jin. (2009). Evaluation of Railway Vehicle Car Body Fatigue Life and Durability using a Multi-disciplinary Analysis Method. International Journal of Vehicle Structures and Systems, 1(4). https://doi.org/10.4273/ijvss.1.4.05.
Martynov, I., Kalabukhin, Y., Trufanova, A., & Martynov, S. (2024). Analysis of stress state of passenger car bodies. Transport systems and technologies, (43), 111-120. in Ukrainian. https://doi.org/10.32703/2617-9059-2024-43-9.
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.
Kobishanov, V.V., Lozbinev, V.P., Sakalo, V.I., Antipin, D.Y., Shorohov, S.G., & Vysocky, A.M. (2013). Passenger Car Safety Prediction. World Applied Sciences Journal, 24, 208–212. https://www.idosi.org/wasj/wasj24(1)/ 2013.htm.
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. 02-04)..
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.
DSTU 7774:2015. (2017). Mainline passenger locomotive-drawn wagons. General technical standards for the calculation and design of mechanical parts of wagons. Ministry of Economic Development of Ukraine. in Ukrainian.
Martynov, I. E., Trufanova, A. V., Shovkun, V. O., Martynov, S. I., & Ostapenko, Ya. V. (2023). Modeling the stress-strain state of a rigid-compartment passenger car body. Collection of scientific papers "Rail rolling stock", (27), 59-69. https://doi.org/10.47675/2304-6309-2023-27-59-69.
##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.
