Нагруженность элементов специализированных вагонов, оборудованных амортизаторами повышенной энергоемкости

• Автор: Андриянов, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 106 с. : ил.

Содержание
Введение.

1. Краткий обзор конструктивных особенностей поглощающих аппаратов и

методов их расчетного моделирования

1.1. Обзор исследований поглощающих аппаратов автосцепного

устройства

1.2. Анализ существующих поглощающих аппаратов.

1.3.Методы исследования динамики вагонов

1.4. Выводы по главе.

2. Основные принципы построения эластомерных поглощающих

аппаратов и моделирование их работы.

2.1. Обзор эластомерных поглощающих аппаратов
2.2. Общие конструктивные параметры эластомерных поглощающих аппаратов
2.2.1. Конструкция эластомерного аппарата АПЭ 0И
2.2.2. Конструкция эластомерного аппарата АПЭУВЗ
2.2.3. Конструкция эластомерного аппарата АПЭ 0
2.2.4. Конструкция эластомерного аппарата 2V
2.3. Механические свойства рабочего тела эластомерного
поглощающего аппарата.
2.4. Математическая модель эластомерного поглощающего
аппарата
2.5. Выводы по главе.
3. Математическая модель продольных колебаний жидкого груза.
3.1. Расчетная схема.
3.2. Принятые допущения
3.3. Уравнения колебаний жидкости
3.4. Применение метода характеристик и разностной схемы
3.4.1. Общий вид.
3.4.2. Линеаризация дифференциальных уравнений.
3.5. Определение параметров колебаний жидкости на границах.
3.5.1. Левая граница.
3.5.2. Правая граница
3.6. Вычисление давлений на днища
3.7. Выводы по главе.
4. Результаты расчетов с применением разработанной методики.
4.1. Оценка достоверности предложенных средств расчетного моделирования
4.2. Результаты расчетов маневрового соударения вагонов
4.2.1. Результаты моделирования колебаний вагона с учетом особенностей перевозимого груза
4.2.2. Результаты моделирования маневрового соударения вагонов с учетом особенностей силовой характеристики поглощающего аппарата
4.3. Выводы по главе.
Выводы.
Список использованных источников


Уровни эксплуатационных недоливов котлов цистерн для различных жидкостей, обусловленные специфическими свойствами грузов и техническими требованиями их транспортировки, находятся, как правило, в диапазоне 0,1—0,5 радиуса емкости, что при эксплуатационных воздействиях приводит к движению жидкой среды и появлению в ряде случаев значительных дополнительных нагрузок на котел, а также на узлы его крепления и другие несущие элементы конструкции. Кроме того, колебания жидкого груза в котлах цистерн, находящихся в составе поезда, оказывают влияние на формирование динамических усилий, возникающих в межвагонных соединениях в процессе движения. Сохранность вагонов в значительной степени зависит от частоты и уровня действующих на них продольных сил. В существующих условиях эксплуатации наибольшие продольные силы, величина которых определяется характеристиками поглощающих аппаратов автосцепки, возникают при маневровых соударениях и при переходных режимах движения поезда. От уровня продольных сил зависит безотказная работа автосцепки, тягового хомута, торцевых стен и других элементов конструкции вагонов, надежность которых в свою очередь во многом определяет безопасность движения на железнодорожном транспорте. Используемые серийно нружиино-фрикционные поглощающие аппараты не в полной мере удовлетворяют требованиям современных условий эксплуатации. К их недостаткам относятся нестабильность силовых характеристик, вероятность заклинивания, износы фрикционного узла, низкая энергоемкость в состоянии поставки и после приработки при номинальной силе срабатывания. Поэтому одним из основных направлений по снижению продольной пагруженности подвижного состава является совершенствование энергопоглощающих устройств автосцепного оборудования. Таким образом, существует крупная научно-техническая проблема, связанная с обеспечением безопасности перевозочного процесса на железных дорогах, сохранности перевозимых грузов, а также экологической безопасности. Решению этой проблемы призвана содействовать настоящая работа. Цель и задачи работы. Главной целью представленной диссертационной работы является моделирование поведения эластомерного поглощающего аппарата и жидкого продукта, перевозимого в котле железнодорожной цистерны, при различных видах соударений, происходящих на горках при роспуске и составлении жел ез н одорож но го эки пажа. Результаты работы направлены на то, чтобы обеспечить снижение риска возникновения или тяжести последствий аварийных ситуаций в эксплуатации. Научная новизна. Разработана математическая модель, алгоритм и программа моделирования маневрового соударения вагонов, оборудованных эластомерными поглощающими аппаратами. Разработана математическая модель колебаний жидкого груза, как составная часть в математической модели маневрового соударения. Расчетным путем определены параметры математической модели эластомерного поглощающего аппарата. Практическая ценность. Предложенные средства моделирования позволяют на стадии проектирования цистерн определять величины нагрузок на элементы вагона, в том числе при гидравлическом ударе. Предложенная математическая модель эластомерного поглощающего аппарата позволяет моделировать силовые характеристики новых моделей эластомерных аппаратов. С помощью разработанных средств теоретически определены усилия в автосцепке при маневровом ударе цистерны. Разработанные программные средства ориентированы на организации, занимающиеся проектированием перспективных моделей вагонов и вопросами безопасности эксплуатации. Достоверность предложенных средств расчетного моделирования подтверждена путем сравнения результатов расчетов с экспериментальными данными. Общее содержание работы. Представленная диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, библиографического списка. Она включает 6 страницы машинописного текста, рисунков и 6 таблиц. Объектами исследований в настоящей работе являются эластомерный поглощающий аппарат и котел железнодорожной цистерны. Обзор существующих поглощающих аппаратов и методика построения математической модели работы эластомерного поглощающего аппарата приведены в главе 2. В главе 3 приводится методика моделирования продольных колебаний цистерны при неполном наливе и возможности гидроудара. Результаты расчетов с применением разработанных алгоритмов, включая оценку достоверности, сведены в главу 4. Это сделано для удобства изложения, так как отдельные результаты расчетов взаимосвязаны.