Совершенствование конструкции кузова универсального полувагона

• Автор: Афанасьев, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 173 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Обзор и анализ исследований по совершенствованию конструкций универсальных полувагонов. Обоснование и постановка рассматриваемых в диссертации задач.
1.1 Обзор и анализ исследований по совершенствованию конструкций универсальных полувагонов.

1.2 Постановка рассматриваемых в диссертации задач.

2 Анализ и классификация конструкций универсальных полувагонов и их повреждений

2.1 Анализ конструкций полувагонов и их классификация

2.2 Разработка обобщенной структурной схемы универсального

полувагона.

2.3 Анализ повреждений элементов полувагонов в эксплуатации и их классификация

2.4 Выводы.
3 Разработка методики совершенствования конструкции универсального полувагона.
3.1 Формирование общего алгоритма совершенствования конструкции универсального полувагона
3.2 Разработка методики выбора параметров отдельных элементов конструкции
3.3 Разработка уточненной методики исследования прочности
конструкции универсального полувагона при воздействии сыпучих грузов.
3.4 Уточнение методики расчетноэкспериментальной оценки
усталостной прочности с учетом результатов диагностирования технического состояния конструкций.
3.5 Формирование конечноэлементной модели конструкции кузова универсального полувагона
3.6 Выводы.
4 Расчетное исследование конструкции универсального полувагона по разработанным методикам
4.1 Исследование прочности и обоснование параметров несущих элементов торцевой стены.
4.2 Исследование прочности и обоснование параметров верхней обвязки боковой стены.
4.3 Исследование устойчивости и обоснование параметров обшивки боковой стены.
4.4 Оценка усталостной прочности несущей конструкции универсального полувагона с выбранными параметрами
4.5 Выводы
5 Экспериментальное исследование прочности универсального полувагона
5.1 Разработка методики экспериментального исследования прочности конструкции полувагона
5.2 Статические испытания полувагона
5.3 Ударные испытания полувагона
5.4 Оценка усталостной прочности конструкции
5.5 Оценка сходимости результатов расчетных и экспериментальных исследований
5.6 Выводы
6 Использование результатов исследований и оценка экономической
эффективности от их внедрения.
Заключение.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Предложенная методика наиболее полно соответствует реальным условиям работы торцевых стенок, однако не в полной мерс отражает реальную работу шкворневых балок рамы, которые изгибаются в горизонтальной плоскости при воздействии силы трения о боковые стенки. Также большой вклад в изучение нагрузок, возникающих при воздействии сыпучих 1рузов, внесли и другие ученые ВНИИЖТа, такие как А. Г. Нетеса, С. И. Пашарин, ИЛ. Шаринов, О. Г. Бойчсвский. В работах А. Г. Нете-сы [, , , ] приводится обоснование нагрузок на торцевые стенки и распределение нагрузок на поперечные балки рамы полувагонов, которое рекомендовано для включения в «Нормы для расчета и проектирования вагонов». В работе И. Л. Шаринова и О. Г. Бойчевского [7] предложена методика определения давления сыпучего фуза 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, которые дают лучшую сходимость расчетных и экспериментальных результатов. В работах ОмГУПСа (ОмМИИТ) под руководством В. И. Тарлыкова [0] проведены исследования по распорным усилиям, возникающим от скатывающихся и сыпучих грузов, по результатам исследований предложена методика расчета усилий распора кузовов от скатывающихся фузов. В работе A3. Павлюкова [] исследована динамическая нагружен-ность торцевой стены при продольном ударе, установлен равномерный характер действия усилий от сыпучего груза по высоте торцевой стены. В работе JI. H. Никольского [] предложена методика расчета распорных усилий от статического давления сыпучих грузов для случаев загрузки вагона “без шапки” и “с шапкой”. Кроме того предложена методика расчета дополнительного давления на боковую стенку за счет центробежных сил, возникающих при движении в кривой. Это давление зависит от скорости движения вагона и радиуса кривой. Предложенные методики расчета статического давления сыпучего груза наиболее полно соответствует реальной работе боковых и торцевых стенок. 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. Кроме того большой вклад в разработку методик оценки прочности торцевых стен и дверей вагонов внесены A. B. Ивановым, Н. З.Ф. Скобелевым, В. А. Атрощенко, В. В. Дверниковым [, ]. В этих работах рассматриваются вопросы оценки напряженного состояния торцевых стен и дверей вагонов от действия сыпучего 1руза при соударениях, предложены методики расчета активного, пассивного и динамического давления, которые наиболее близки к реальным условиям эксплуатации. В книге H. A. Цытовича [7] рассматриваются общие вопросы распределения активного и пассивного статического давления от действия сыпучих грузов, а также влияние угла естественного откоса и наклона стенки на величину статического давления. С учетом перечисленных выше недостатков можно сделать вывод о не полном соответствии эксплуатируемого парка полувагонов современным требованиям заказчиков (собственников) и перевозчиков грузов. Резюмируя вышесказанное можно констатировать, что к настоящему времени накоплен большой опыт в решении достаточно сложных задач конструирования, расчета и эксплуатации подвижного состава. Однако в подавляющем большинстве работ рассмотрены отдельные узлы или процедуры совершенствования полувагонов. Значительно менее изученными оказались методы расчетных исследований несущих конструкций полувагонов, учитывающие усталостную прочность и накопление повреждений в несущих элементах, а также влияние трещин и повреждений отдельных элементов конструкции на несущую способность полувагона в целом. В то же время спрос на данный тип вагонов со стороны перевозчиков продолжает возрастать, и следовательно, решение указанных выше вопросов является актуальной задачей.