Повышение прочности боковых рам тележек грузовых вагонов

• Автор: Рузметов, Ядгор Озодович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Обзор и анализ проблемы снижения усталостной прочности литых боковых рам тележек грузовых вагонов по причине внутренних литейных дефектов
1.2. Выводы, постановка цели и задач исследований
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ЛИТЕЙНОГО ДЕФЕКТА В НАГРУЖЕННОМ СЕЧЕНИИ БОКОВОЙ РАМЫ
2.1 Анализ внутренних литейных дефектов в изломах боковых рам, способствующих усталостному разрушению
2.2. Разработка образца, моделирующего внутренний литейный дефект в стенке
боковой рамы
2.3. Расчет коэффициента интенсивности напряжений в вершине
остроугольного внутреннего дефекта
2.4. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРОГОВОГО КОЭФФИЦИЕНТА ИНТЕНСИВНОСТИ НАПРЯЖЕНИЙ В ВЕРШИНЕ ОСТРОУГОЛЬНОГО ВНУТРЕННЕГО ДЕФЕКТА
3.1. Разработка методики испытаний образцов и подготовка
эксперимента
3.2. Результаты экспериментальных исследований по определению порогового коэффициента интенсивности напряжений в вершине остроугольного внутреннего дефекта на образцах
3.3. Выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ ЛИТЫХ БОКОВЫХ РАМ С УЧЕТОМ ВНУТРЕННИХ ЛИТЕЙНЫХ ДЕФЕКТОВ
4.1. Разработка структурной схемы методики расчета прочности боковых рам с внутренними дефектами и обоснование основных положений
4.2. Расчет типовой боковой рамы с внутренними литейными дефектами в нагруженных сечениях на прочность
4.3. Сопоставление результатов расчетов с экспериментальными данными
4.4. Выводы по главе
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО УВЕЛИЧЕНИЮ УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ЛИТЫХ БОКОВЫХ РАМ
5.1. Разработка рекомендаций по увеличению усталостной прочности литых боковых рам
5.2. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ А. Программный код механической обработки образца с инициирующим надрезом
ПРИЛОЖЕНИЯ Б. Акт о внедрении результатов исследований

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность и формулировка проблемы. Тенденция повышения межремонтных пробегов грузовых вагонов с целью повышения эффективности железнодорожных перевозок наблюдается во всем мире. В перспективах развития подвижного состава России и стран СНГ потребуется увеличения межремонтных пробегов для ходовых частей грузовых вагонов с 500 тыс. км до 1,0 млн., и выше. Достижение таких показателей требует от разработчиков несущих элементов тележек внедрения уточненных методик прогнозирования запаса усталостной прочности, учет влияния наиболее существенных технологических факторов, снижающих ресурс деталей, деградации механических свойств сталей, оценку живучести деталей методами механики разрушения, взаимодействия с технологами. Мониторинг текущих состояний наиболее нагруженных деталей тележек на протяжении всего жизненного цикла способствует исключению из эксплуатации негодных деталей и безотказности функционирования грузовых вагонов [1,4,6,1314,15,16]. Непрерывно улучшается программные продукты, позволяющие оценивать влияние на прочность большего числа вредных факторов, улучшать технологию изготовления деталей, снижать процент брака, ускорять время поставки на производство.
Не смотря на имеющиеся достижения науки и технологий производства, наблюдается ежегодное увеличение числа изломов литых боковых рам тележек грузовых вагонов в сети [41,128,132], нередко приводящих к крушению и столкновению поездов. Поэтому очень важным считается учет всех существенных факторов, влияющих на снижение ресурса боковых рам в эксплуатации, на стадии проектирования новых конструкций.
Существующие методики расчета боковых рам на прочность по действующим [17,22,43] достаточно просты и не отражают реальное напряженное состояние в конструкции натурной боковой рамы от действия эксплуатационных и испытательных нагрузок. Это приводит к изломам боковых рам в первые годы их использования в сети, и далее на протяжении всего срока службы. Не смотря

использована для разработки специальной программы механической обработки образца на пятикоординатном обрабатывающем центре с ЧПУ БАМиС ІІОВСЮШІХ и системой СОЖ (Приложение А), установленного в ФГБОУ ВПО ПГУПС (рисунок 2.7).
Рисунок 2.6 - Чертеж образца для испытаний на центральное растяжение