Визначення динамічної навантаженості вагонів із пружними елементами в несучих конструкціях

Abstract

UA: Транспортна галузь є невід’ємною частиною розвитку національної економіки країни. Для забезпечення її безперебійного функціонування особлива увага має приділятися технічній забезпеченості залізничного парку. Тому важливим є впровадження заходів, які сприятимуть покращенню експлуатації рухомого складу. Мета. Обґрунтування впровадження пружних елементів у несучі конструкції вантажних вагонів для зменшення їх динамічної навантаженості в експлуатації. Результати. Для зменшення динамічної навантаженості основних типів вантажних вагонів в експлуатації запропоновано впровадження в їх несучі конструкції пружних елементів. За рахунок опору сил сухого тертя між вертикальними частинами горизонтальних листів, під якими розміщуються пружні елементи, та стінок П-подібного профілю здійснюється зменшення динамічної навантаженості несучих конструкцій вагонів. Для обґрунтування запропонованого рішення проведено математичне моделювання. Для цього складено математичну модель, яка враховує вертикальні переміщення вагонів, що рухаються в порожньому стані стиковою нерівністю. Розв’язок математичної моделі здійснений у програмному комплексі MathCad. Дослідження проведені стосовно найбільш поширених типів вантажних вагонів в експлуатації: напіввагон, вагон-платформа, критий вагон. Встановлено, що запропоновані рішення дають змогу зменшити динамічну навантаженість несучих конструкцій вагонів порівняно з вагонами-прототипами: напіввагон – 35%, вагон-платформа – 15%, критий вагон – 20%. Хід руху вагонів оцінюється як «відмінний». Висновки. Проведені дослідження сприятимуть зменшенню втомної міцності несучих конструкцій вагонів, створенню відповідних напрацювань щодо проектування інноваційних конструкцій вагонів, а також підвищенню ефективності експлуатації залізничного транспорту.

EN: The transport sector is an integral part of the development of the national economy. To ensure its smooth operation, special attention should be paid to the technical security of the railway fleet. Therefore, it is important to implement measures that will improve the operation of rolling stock. Purpose. Rationale for the introduction of elastic elements in the load-bearing structures of freight cars to reduce their dynamic load in operation. Results. To reduce the dynamic load of the main types of freight cars in operation, it is proposed to introduce elastic elements in their loadbearing structures. Due to the resistance of dry friction forces between the vertical parts of the horizontal sheets, under which the elastic elements are placed, and the walls of the U-shaped profile, the dynamic load of the load-bearing structures of cars is reduced. Mathematical modeling was performed to substantiate the proposed solution. To do this, a mathematical model is developed that takes into account the vertical movements of cars moving in the empty state by the butt roughness. The solution of the mathematical model is made in the MathCad software package. Research has been conducted on the most common types of freight cars in operation: gondola car, platform car, covered car. It is established that the proposed solutions allow to reduce the dynamic load of the load-bearing structures of cars in comparison with prototype cars: gondola – 35%, platform car – 15%, covered car – 20%. The movement of cars is assessed as “excellent”. Conclusions. The conducted researches will promote reduction of fatigue strength of bearing designs of cars, creation of corresponding developments concerning designing of innovative designs of cars, and also increase of efficiency of operation of railway transport.