Оптимизация металлоконструкций кузовов грузовых вагонов с учетом требований прочности и живучести несущих элементов

• Автор: Афонина, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 168 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Краткий обзор и анализ современных методов расчета, ОПТИМИЗАЦИИ И ОЦЕНКИ живучести несущих КОНСТРУКЦИЙ ВАГОНОВ
1.1. Развитие методов оценки прочности и способов оптимизации вагонных и других конструкций
1.2. Оценка живучести несущих систем: успехи и проблемы
современного этапа развития науки
1.2.1. Существующие схемы развития разрушений в
конструкциях
1.2.2. Необходимость определения трещиностойкости несущих элементов при проектировании вагонных конструкций
1.3. Постановка задач исследования и принятые ограничения .
Глава 2. Разработка и теоретическое обоснование методики
оптимизации металлоконструкций кузовов вагонов с учетом ограничений по прочности И ЖИВУЧЕСТИ
2.1. Общие теоретические предпосылки для построения
методики, учитывающей прочность и живучесть конструкции
2.1.1. Нагрузки, действующие на элементы несущей системы
кузова вагона
2.1.2. Теоретические зависимости и расчетные модели,
позволяющие оценить прочность и живучесть несущих элементов
2.2. Формирование методики поиска оптимального варианта
конструкции кузова при наличии ограничений
2.2.1. Выбор критерия оптимальности
2.2.2.— Характериетикаюграничений . . .

2.2.3. Параметры проектирования
2.2.4. Выбор метода минимизации целевой функции
2.3. Алгоритм оптимизации металлоемкости несущей системы
2.4. Особенности и методы оценки живучести несущих
элементов вагонных конструкций
2.4.1. Статистический подход к оценке трещиностойкости
несущих конструкций кузовов вагонов
2.4.2. Оценка живучести элементов кузова вагона в
проектировочных расчетах
2.4.3. Определение размеров дефектов, допустимых при
изготовлении кузовов вагонов
Глава 3. Обоснование достоверности результатов, полученных с
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ
ОПТИМИЗАЦИИ. Выводы И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕННЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМ
3.1. Сопоставление результатов оптимизационных расчетов
вагонных конструкций, проведенных с помощью разных программных комплексов
3.2. Выбор рациональной расчетной схемы для оптимизации
несущей системы кузова вагона по разработанной
методике
3.3. Анализ влияния факторов, оказывающих воздействие на
ход оптимизации
Глава 4. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ КУЗОВА АВТОНОМНОГО
ОБСЛУЖИВАЕМОГО РЕФРИЖЕРАТОРНОГО ВАГОНА
4.1. Назначение и техническое описание автономного
обслуживаемого рефрижераторного вагона
4.1.1. Обоснование выбора объекта исследований

4.1.2. Техническая характеристика вагона
4.2. Расчеты на прочность и живучесть. Оптимизация
металлоконструкции кузова вагона
4.3. Выводы и рекомендации по результатам проведенных
расчетов кузовов вагонов
Глава 5. Целесообразность применения в процессе ПРОЕКТИРОВАНИЯ КУЗОВОВ ВАГОНОВ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ ОПТИМИЗАЦИИ
5.1. Технико-экономическое обоснование внедрения в
практику проектирования вагонных конструкций разработанной методики оптимизации
5.1.1. Экономическое обоснование внедрения в производство
оптимизированного варианта конструкции кузова АОРВ
5.1.2. Современные методы оценки эффективности проектных
решений
5.2. Схема выбора оптимального варианта конструкции с
учетом экономической эффективности проекта
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Основные результаты работы и выводы
Библиографический список используемой литературы
ПРИЛОЖЕНИЯ

При оценке прочности вагона все действующие нагрузки систематизируются. "Нормами для расчета и проектирования вагонов..." устанавливаются 2 основных и 1 дополнительный расчетный режим. Под I расчетным режимом понимается трогание поезда с места, осаживание, аварийное соударение. Характер приложения - квазистатический либо ударный, величина - от 1,5МН (для пассажирских) до 3,5МН (для грузовых), с учетом знаков (растягивающие либо сжимающие нагрузки). Для пояснения схемы приложения нагрузок следует рассмотреть рис. 2.2. Вертикальная статическая нагрузка 0 при I расчетном режиме
Рис. 2.2. Схема приложения нагрузок к симметричной части кузова
складывается из тары кузова и веса полезного груза. Равномерно распределенной по площади пола нагрузкой является вес металлоконструкции, армировки и изоляции рамы, а также вес полезного груза на той площади, где он размещается. При необходимости отдельного учета влияния веса лобовых, шкворневых балок, перегородок и торцевых стен на общее напряженно-деформированное состояние системы, нагрузка от их веса прикладываются там, где они размещаются. Это относится также к специализированному оборудованию, находящемуся в рассматриваемом вагоне. Нагрузка от металлоконструкции, армировки и изоляции боковых стен и крыши прикладывается, как правило, к узлам обвязочного угольника рамы. Продольная растягивающая или сжимающая нагрузка Т прикладывается к передним или задним упорным угольникам соответственно и направлена вдоль оси хребтовой балки.
Кроме основных указанных сил на отдельные элементы кузова действуют дополнительные нагрузки. В грузовых вагонах - это силы распора боковых и лобовых стен сыпучим грузом, пол рефрижераторного вагона необходимо рас-