Совершенствование конструкции кузова специализированного полувагона

• Автор: Хилов, Иван Андреевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Введение.
1 Обзор и анализ исследований в области совершенствования конструкций кузовов специализированных полувагонов. Обоснование и постановка рассматриваемых задач
1.1 Краткий обзор и анализ исследований в области совершенствования конструкций кузовов полувагонов

1.2 Постановка рассматриваемых задач

2 Анализ и классификация конструкций специализированных полувагонов и их повреждений

2.1 Анализ конструкций полувагонов и их классификация.

2.2 Анализ современного состояния парка и оценка повреждений полувагонов.

2.3 Разработка обобщенной структурной схемы специализированного полувагона

3 Разработка методики совершенствования конструкции кузова специализированного полувагона

3.1 Формирование общего алгоритма выбора параметров специализированного полувагона

3.2 Разработка усовершенствованной методики выбора техникоэкономических параметров специализированного полувагона.
3.3 Разработка методики выбора параметров боковой стены специализированного полувагона
3.4 Разработка методики обоснования узла соединения верхних обвязок боковой и торцевой стен.
3.5 Уточнение расчетной зависимости распределения нагрузки сыпучего груза на торцевую стену при действии ударной нагрузки.
3.6 Уточнение методики расчета прочности конструкции кузова полувагона при действии сил от вагоноопрокидывателя.
3.7 Формирование конечноэлементных моделей конструкции кузова специализированного полувагона и его узлов.
4 Расчетные исследования конструкции специализированного полувагона по разработанным методикам
4.1 Исследование прочности и обоснование параметров боковой стены полувагона с кузовом из алюминиевых сплавов.
4.2 Исследование прочности и обоснование параметров узла соединения верхних обвязок боковой и торцевой стен.
5 Экспериментальное исследование прочности кузова специализированного полувагона
5.1 Разработка методик экспериментального исследования прочности конструкции кузова специализированного полувагона.
5.2 Испытания на статическую прочность
5.3 Испытания на прочность при соударении.
5.4 Испытания на вагоноопрокидывателе.
5.5 Анализ результатов испытаний специализированного полувагона и оценка сходимости результатов расчетных и экспериментальных исследований
6 Использование результатов исследований и оценка экономической
эффективности от их внедрения.
Заключение.
Список литературы


Разработанная методика позволяет определить оптимальное количество несущих элементов, их взаимное расположение, а также оптимальную форму компонентов несущего кузова, провести оптимизацию параметров сечений стержневых элементов и несущей обшивки при перечисленных выше ограничениях. На кафедре Вагоны и вагонное хозяйство ПГУПСа под руководством Эстлинга 0 разработана методика выбора техникоэкономических параметров грузовых вагонов, в которой рассматриваются грузоподъемность, тара, внутренний объем, линейные размеры кузова вагона, нагрузка на погонный метр. Авторы Л. И. Булаш и Т. Г. Есксвич в работе установили целесообразность развития специализированных полувагонов, в конструкциях которых использование гладкой обшивки и большего числа вертикальных стоек боковой стены позволяет увеличить объем без увеличения высоты полувагона. Кроме того, в специализированных полувагонах возможно разместить стойки в нужных местах без привязки к длине разгрузочного люка. Исследования по выбору оптимальных расстояний между стойками боковой стены выполнили П. С. Ломаков и Ю. П. Органов в работе . Созданием новых конструкций полувагонов занимались К. В.П. Ефимов, Л. М. Васильева, А. Б. Сурвилло, В. И. Гамиров, В. И. Талалай, Ф. Г. Гохман, В. И. Угаров, В. И. Рубаи и другие , , . Разработкой конструкций полувагонов с использованием алюминиевых сплавов занимались такие компании как ОАО НПК Уралвагонзавод и ОАО Воронежское акционерное самолетостроительное общество . Вопросами, связанными с совершенствованием расчетных методов оценки прочности и усталостной прочности занимались отечественные ученые Битюцкий, А. М. Березовский, В. В. Новарро, С. И. Соколов, 1 Чернов, В. В. Кобищанов, Д. Я. Антипин, Э. С. Оганьян, Ю. А. Трубачев, А. М. Соколов 6, 8, , , , . В работах этих авторов уделено внимание определению живучести сварных несущих конструкций вагонов, а также накоплению повреждений в широком диапазоне нагрузок с разрушением от квазистатического до усталостного, при наработках до отказа от сотен до миллионов циклов. Большой вклад в изучение нагрузок, возникающих при воздействии сыпучих грузов, внесли и другие ученые ВНИИЖТа, такие как А. С.И. Пашарин, И. Л. Шаринов, О. Г. Бойчевский. В работах А. В работе И. Л. Шаринова и О. Г. Бойчевского 6 предложена методика определения давления сыпучего груза на торцевые стены полувагона при соударениях, позволяющая оценить напряженное состояние торцевых стен на стадии предварительных расчетов. В работе С. И. Пашарина проведен анализ методик расчетов торцевых стенок в зависимости от угла наклоны стенки, приведены методики расчета активного, пассивного и динамического давления на торцевые стены. Разработкой методик оценки прочности торцевых стен и дверей вагонов занимались такие ученые, как Иванов, Н. З.Ф. Скобелев, В. А. Атрощенко, В. В. Дверников , . Работы но оценке прочности кузовов вагонов при воздействии сыпучих грузов были проведены во ВНИИЖТе под руководством Федосеева 4 направленные на изучение прочности полувагонов при нагружении грузом с нулевым углом естественного откоса, по определению усилий распора, действующих на боковые и торцевые степы при соударениях. Предложена методика определения нагрузок, действующих на торцевые стены при соударениях Определены усилия в элементах кузова полувагона при разгрузке их на вагоноопрокидывателях. В научных трудах ВНИИвагоностроения по руководством Г. Г. Музалева выполнены исследования по силовым воздействиям на боковую стену полувагона при разгрузке его на вагоноопрокидывателе и предложена методика нагружения боковой стены, позволяющая определять геометрические и прочностные характеристики стоек полувагона на стадии его проектирования. Благодаря проведенным исследованиям были сформированы ряд расчетных нагрузок, которые были впоследствии внесены в Нормы. Несмотря на то, что с года Нормы. Тем не менее, отдельные положения требуют уточнения 2, 8, . К их числу относятся продольные нагрузки от сыпучего груза, действующие при соударениях на торцевые стены полувагонов, а также силы, действующие на полувагон при раз1рузке на вагоноопрокидывателе. Исследованиями, посвященными отечественному опыту использования новых материалов в вагоностроении, занимались ученые М. А. Белянчиков, Середина, Ю. Г. Гончаров, А.