Проведено моделювання динамічної навантаженості кузова напіввагона у разі закріплення його в'язкою стяжкою відносно палуби залізничного порома. Актуальність дослідження викликана тим, що рух вагонів морем на залізничних поромах супроводжується дією на несучі конструкції кузовів значних величин навантажень. Чисельні значення цих навантажень значно перевищують ті, що діють на вагони під час експлуатації відносно магістральних колій. Крім того, існуюча схема не забезпечує надійності закріплення кузова та зумовлює пошкодження його конструкційних елементів. Це викликає необхідність здійснення внепланових ремонтів вагонів під час перевезення на залізничних поромах. Тому запропоновано вдосконалити схему закріплення вагона відносно палуби залізничного порому. Для пом'якшення дії навантажень від ланцюгових стяжок на кузов вагона запропоновано здійснювати не жорсткий зв'язок між ними, а в'язкий, посередництвом встановлення спеціального пристрою - демпферу між кузовом і палубою. З метою моделювання динамічної навантаженості кузова вагона з урахуванням запропонованих технічних рішень побудовано математичну модель і визначено величини прискорень, які діють на кузов. Модель враховує переміщення залізничного порому з вагонами у випадку бічної хитавиці, як одного з основних видів коливань судна. Встановлено, що за запропонованої схеми закріплення кузова вагона відносно палуби є можливим знизити величину його динамічної навантаженості на 30 %. Визначення динамічної навантаженості кузова вагона також проведено шляхом комп'ютерного моделювання в середовищі програмного забезпечення CosmosWorks. Визначено числові значення та поля дислокації прискорень кузова напіввагона. Верифікацію розроблених моделей проведено за F-критерієм. Проведені дослідження сприятимуть забезпеченню збереження несучих конструкцій кузовів вагонів під час перевезення на залізничних поромах, а також підвищенню ефективності їх експлуатації через міжнародні транспортні коридори.Для забезпечення міцності несучих конструкцій напіввагонів запропоновано впровадження концепту упряжного пристрою, який можна реалізувати на напіввагонах з несучими елементи з круглих труб. Особливістю концепту є те, що консольні частини хребтової балки заповнені в'язкої речовиною з демпфуючими та антикорозійними властивостями. Для перетворення кінетичної енергії удару в енергію дисипації в концепт входить поршень з двома дросельними клапанами (впускним і випускним). З метою визначення динамічної навантаженості несучої конструкції напіввагону, обладнаного концептом упряжного пристрою, проведено математичне моделювання. Складено математичну модель динамічної навантаженості напіввагона у випадку маневрового співударяння. Враховано, що на раму напіввагона діє повздовжнє навантаження у 3,5 МН. Розв'язок диференціальних рівнянь проведено за методом Рунге - Кутта в середовищі програмного забезпечення Mathcad. Встановлено, що максимальна величина прискорення, яка діє на напіввагон, з урахуванням заходів щодо вдосконалення, складає близько 30 м/с<^>2. Запропоновані технічні рішення надають можливість знизити величину динамічної навантаженості несучої конструкції напіввагона у випадку маневрового співударяння на 25 %. Проведено комп'ютерне моделювання динамічної навантаженості напіввагона в програмному забезпеченні CosmosWorks. Як розрахунковий використано метод скінченних елементів. Максимальні прискорення у цьому випадку склали близько 37 м/с<^>2 і зосереджені в консольних частинах хребтової балки. Перевірку адекватності розроблених моделей динамічної навантаженості несучої конструкції напіввагона здійснено за критерієм Фішера (F-критерієм). Оптимальну кількість вимірів визначено за критерієм Горсета (Стьюдента). Результати проведених розрахунків показали, що гіпотеза про адекватність не відхиляється. Проведені дослідження сприятимуть зменшенню динамічної навантаженості несучих конструкцій напіввагонів у експлуатації та витрат на позапланові види ремонту; нададуть можливість створити рекомендації щодо проектування інноваційного рухомого складу з покращеними техніко-економічними показниками.Проведено вдосконалення несучої конструкції (НК) критого вагона (КВ) для можливості ведення вогняної дії з нього ід час руху. Як прототип обрано КВ моделі 11 - 217. Для ведення вогняної дії у вертикальній площині запропоновано використання розсувного даху, який складається з ролетів, які пересуваються за допомогою пневматичного або гідравлічного приводу. Для розміщення військової техніки у КВ на його рамі передбачені опорні сектори. З метою визначення динамічної навантаженості КВ під час ведення вогняної дії проведено математичне моделювання. Розв'язок математичної моделі здійснено в програмному комплексі MathCad. Визначено залежність прискорень НК КВ від сили віддачі бойового устаткування, розміщеного на ньому. Встановлено, що для дотримання показників динаміки в межах допустимих ,бойове устаткування повинно мати максимальну віддачу під час пострілу близько 3,2 кН. Максимальні прискорення, які діють на НК КВ у вертикальній площині складають близько 6 м/с<^>2. У зонах взаємодії кузова з візками максимальні прискорення дорівнюють близько 9,5 м/с<^>2, а прискорення візків - 10 м/с<^>2. Для зменшення динамічної навантаженості НК КВ запропоновано використання в'язкого зв'язку між опорними секторами та рамою. Визначено залежність прискорень від коефіцієнта в'язкого опору між опорними секторами та НК вагона. Встановлено, що з урахуванням використання в'язкого зв'язку між опорними секторами та рамою є можливим знизити динамічну навантаженість вагона мінімум на 15 %. Визначено основні показники міцності НК КВ під час ведення вогняної дії. Отримано залежність максимальних еквівалентних напружень у НК КВ від сили віддачі бойового устаткування. Максимальні еквівалентні напруження за сили віддачі 3,2 кН виникають у консольній частині хребтової балки КВ і складають близько 300 МПа. Максимальні переміщення зафіксовано в зоні розміщення передніх упорів автозчепу та дорівнюють 2,9 мм. Максимальні деформації склали 6,98 x 10<^>-3. Проведено модальний аналіз НК КВ. Установлено, що значення власних частот коливань знаходяться в межах допустимих. Проведені дослідження сприятимуть створенню інноваційного рухомого складу для перевезення військової техніки та ведення вогняної дії під час руху.

  Повний текст PDF - 1.987 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"