Технология и средства расчетной экспертной оценки технических решений по конструкциям грузовых вагонов

• Автор: Козлов, Михаил Петрович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 225 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
1 Краткий обзор работ, представляющих основу расчетных экспертных оценок технических характеристик грузовых вагонов
2 Развитие комплексной технологии по оценке линейных размеров вагона, обеспечивающих эффекгивность и безопасность его использования I этап экспертизы.

2.1 Формирование исходных данных для проведения расчетов

2.2 Уточнение ограничений, учитываемых при определении линейных размеров вагона.

2.3 Критерии целесообразности линейных размеров.

2.4 Алгоритм определения целесообразных линейных размеров кузовов грузовых вагонов

2.4.1 Теоретические основы определения выносов в кривых при вписывании вагона в габарит
2.4.2 Реализация методики определения выносов в алгоритме определения целесообразных линейных размеров кузовов грузовых вагонов.
2.5 Результаты применения методики определения рациональных линейных размеров кузовов грузовых вагонов, их анализ и выводы по 1 этапу экспертизы .
3 Выбор и формирование алгоритмов определения напряженнодеформированного состояния элементов кузовов грузовых вагонов, удовлетворяющих I этапу экспертизы II этан экспертизы.
3.1 Анализ режимов нагружения и подходов к оценке допускаемых напряжений
3.2 Расчетные схемы конструкций.
3.3 Формирование алгоритмов расчетов элементов кузова с применением промышленных программных комплексов.
3.4 Определение понижений кузова и укрепленных на нем узлов при проходе вагоном горбов сортировочных горок
3.5 Формирование упрощенных алгоритмов расчета цилиндрической части котла цистерны с использованием прикладных методов теории упругости
3.6 Сравнение эффективности применения различных подходов.
3.7 Рекомендации по применению алгоритмов и выводы по II этапу экспертизы
4 Технология и инженерные средства экспертных оценок соответствия ходовых частей параметрам кузовов грузовых вагонов Ш этап экспертизы .
4.1 Нормативные критерии оценки качества хода вагона.
4.2 Алгоритмы расчета показателей качества хода вагона
4.2.1 Определение коэффициента вертикальной динамики
4.2.2 Определение коэффициента поперечной динамики
4.2.3 Определение величины рамной силы
4.2.4 Определение амплитуд ускорений
4.2.5 Определение коэффициента устойчивости колесной пары от схода с рельсов по условию вкатывания гребня колеса на головку рельса.
4.2.6 Определение коэффициента устойчивости вагона от вкатывания колеса на рельс под действием продольных сил выжимание вагона
4.2.7 Определение коэффициента устойчивости вагона от опрокидывания наружу и внутрь кривой
4.3 Нагрузки на несущие элементы ходовых частей и расчетные схемы, применяемые при оценке их прочности и долговечности.
4.4 Расчет прочности несущих элементов ходовых частей.
4.5 Методика приближенной оценки усталостной долговечности несущих элементов ходовых частей грузовых вагонов.
4.6 Приближенная оценка усталостной долговечности боковых рам тележек грузовых вагонов
4.7 Анализ полученных результатов, рекомендации по применению использованных алгоритмов и выводы по III этапу экспертизы.
5 Анализ и подбор методов оценки работоспособности элементов ударнотяговых приборов IV этап экспертизы.
5.1 Связь линейных размеров кузова и его геометрических характеристик с параметрами ударнотяговых приборов
5.2 Расчетная методика оценки соответствия унифицированных ударнотяговых приборов конструкции кузова
5.2.1 Оценка обеспечения автоматической сцепляемости вагонов на участке сопряжения прямой и кривой без переходного радиуса.
5.2.2 Оценка обеспечения прохода сцепленных вагонов по кривым участкам пути регламентируемых радиусов.
5.2.3 Оценка обеспечения прохода одиночного вагона по круговой кривой регламентированного радиуса
5.2.4 Оценка обеспечения прохода вагоном горбов сортировочных горок без саморасцепа
5.2.5 Оценка эффективности использования выбранной конструкции поглощающего аппарата применительно к особенностям конструкции и эксплуатации вагона
5.2.6 Расчты на прочность элементов ударнотяговых приборов.
5.3 Анализ полученных результатов расчета, рекомендации по их
применению и выводы но IV этапу экспертизы.
6 Общие оценки соответствия механической части автотормозов выбранной конструкции вагона V этап экспертизы.
6.1 Критерии оценки качества механической части тормозов.
6.2 Формирование алгоритмов расчета тормозного оборудования
6.3 Результаты расчетов, их анализ и выводы по V этапу экспертизы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Список использованной литературы


Очевидно, в современных условиях насыщения научных, конструкторских и производственных организаций мощной вычислительной техникой целесообразна разработка программного продукта, объединяющего все позиции расчетного обоснования технических решений по вагонам, с удобным пользовательским интерфейсом. Предлагаемая диссертационная работа представляет собой попытку сформулировать подход к решению такой глобальной задачи. В системе комплексной экспертизы технических характеристик грузовых вагонов оценка целесообразности имеющихся линейных размеров конструкции является определяющей при анализе выходных техникоэкономических характеристик исследуемого вагона. Подбор рациональных линейных размеров кузовов грузовых вагонов занимает главенствующее место в проведении их экспертной оценки, так как эти размеры становятся основой для дальнейшего анализа других определяющих характеристик рассматриваемых конструкций. Многолетний опыт проектирования вагонов показал, что в исходные данные следует включать ту работу, которую будет осуществлять вагон это виды грузов, их весовые и объемные характеристики, доли каждого груза в грузообороте, реализуемом вагоном исследуемого типа, а также дальность перевозок грузов. Такой выбор исходных данных естественен, потому что вагоны создаются или используются для выполнения работы, обозначенной в исходных данных. Так как в диссертации предполагается осуществлять экспертную оценку технических характеристик грузовых вагонов на примере четырехосной цистерны для перевозки светлых нефтепродуктов, то, соответственно, и алгоритм определения целесообразных линейных размеров здесь и далее будем рассматривать применительно к подобной цистерне. Нм. ВМ. Исходные данные для проведения расчета представлены в таблице 2. Таблица 2. При проектировании грузовых вагонов в техническом задании обычно находят свое отражение такие требования как заранее заданная грузоподъемность, число осей проектируемого вагона и др. Но данная методика введения ограничений применительно к конструкции вагона не совсем верна. Представляется, что должна быть более обстоятельная трактовка того, что есть исходные данные для проектирования, а соответственно и экспертной оценки, что относится к обязательным и желательным ограничениям, накладываемым на конструкцию, и какие показатели, обеспечивают ее работоспособность и безопасное функционирование, какой показатель может быть принят для интегральной оценки эффективности объекта. Особое значение при экспертных оценках вагонов имеют нормативные материалы, которые необходимо воспринимать как обязательные ограничения. Прежде всего, к ним относятся допустимые уровни осевых и погонных нагрузок. Их предельные значения устанавливаются по прочности дорогостоящих основных фондов железных дорог пути, мостов, искусственных сооружений. Не менее важно такое офаничение, как габарит подвижного состава, при выборе которого в современных условиях приходится сталкиваться с проблемой либо офаничения возможности применения рассматриваемых конструкций вагонов на некоторых направлениях железных дорог, либо заведомого снижения их эксплуатационных характеристик. Следует отметить, что вписывание в габарит необходимо производить по всем габаритным ограничениям не только в горизонтальном, но и в поперечном направлениях. В кривых горбов горок и аппарелей паромов также возникают выносы, которые надо учитывать, чтобы вагон не выходил за контуры очертания габарита в вертикальном направлении. Также предполагается владение информацией об офаничениях, реализацию которых можно произвести при помощи конструктивных доработок вагонов или средств взаимодействия с ними. Учет таких офаничений может оказывать влияние на эффективность работы рассматриваемых объектов. К этим офаничениям относятся проход кривых и сцепляемость в них, взаимодействие со средствами пофузоразфузочных фронтов и пунктов подготовки вагонов под погрузку, а также технологической оснасткой ремонтных и вагоностроительных предприятий. Проход кривых и сцепляемость можно отнести к обязательным офаничениям, так как они регламентированы Нормами.