Совершенствование конструкции специализированных вагонов-цистерн для перевозки нефтепродуктов

• Автор: Федоров, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Содержание
1. Введение
2. Обзор исследований в области совершенствования конструкции вагоновцистерн, формулировка задач исследования
2.1. Краткий обзор и анализ исследований в области совершенствования конструкции вагоновцистерн.

2.2. Формулировка задач и выбор методов их решения.

3. Разработка методики выбора параметров и конструкции вагонацистерны.

3.1. Формирование общего алгоритма выбора параметров вагонацистерны.

3.2. Обзор и классификация вагоновцистерн для перевозки нефтепродуктов.

3.3. Разработка обобщенной конструктивной схемы вагонацистерны

3.4. Совершенствование методики выбора техникоэкономических параметров специализированных вагоновцистерн для нефтепродуктов.
3.5. Методика исследования напряженнодеформированного состояния вагонацистерны в целом
3.6. Разработка методики выбора параметров подкрепляющих элементов, зон соединения люкалаза и сливного устройства с обечайкой котла
3.7. Разработка методики выбора параметров системы опирания котла
на раму
3.8. Выводы по главе.
4. Совершенствование конструкции вагонацистерны с использованием разработанной методики
4.1. Исследование напряженнодеформированного состояния
конструкции вагонацистерны в целом
4.2. Совершенствование конструкции котла вагонацистерны.
4.3. Выбор параметров подкрепляющих элементов
4.4. Исследование параметров зон соединения люкалаза и сливного устройства с обечайкой котла.
4.5. Выбор параметров системы опирания котла на раму.
4.6. Выводы по главе
5. Экспериментальное исследование прочности вагоновцистерн для
нефтепродуктов.
5.1. Методика испытаний листового проката повышенного класса прочности для изготовления котлов вагоновцистерн.
5.2. Анализ результатов испытаний листового проката для изготовления котлов вагоновцистерн
5.3. Методика проведения испытаний вагонацистерны
5.4. Анализ результатов испытаний вагонацистерны и оценка достоверности расчетных исследований
5.5. Выводы по главе
6. Оценка экономической эффективности результатов исследований
6.1. Реализация полученных результатов исследований при создании новых вагоновцистерн.
6.2. Эксплуатационные испытания вагоновцистерн.
6.3. Экономический эффект от внедрения нового вагонацистерны модели с увеличенным объемом котла
6.4. Выводы по главе
7. Выводы и рекомендации.
Список литературы


A. Радзиховского классификации вагонов-цистерн базировались на основе двух-, или трехуровневого представления элементов модели вагона (вагон в целом, основные части, сборочные единицы) без учета конструктивных соединений элементов, находящихся на более низких уровнях (3-4), включающих помимо перечисленных конструктивные элементы сборочных единиц. Кроме того, используемый блочно-модульный принцип конструирования с предпочтительным применением на всех уровнях отработанных в эксплуатации узлов позволяет создавать универсальные вагоны, отличающиеся высокой степенью унификации, технологичностью при изготовлении и ремонте, заданным уровнем надежности [4,]. Говоря о вопросе производства вагонов-цистерн, необходимо также отметить, что до середины -х гг. Украине (завод «Азовмаш»). В результате все исследования, связанные с созданием новых или модернизацией существующих конструкций вагонов-цистерн, выполнялись для завода, совместно с заводом, учитывая его технические и технологические возможности. Появление новых российских вагоностроительных компаний связано с возникновением большого спроса на новые вагоны-цистерны, особенно, со стороны частных операторских компаний. В условиях повышенного спроса на производство ставились хорошо отработанные и зарекомендовавшие себя в эксплуатации, но как следствие морально устаревшие конструкции вагонов. Таким образом, в настоящее время становится необходимым совершенствование обобщенной конструктивной схемы (модели) вагона-цистерны с целью выявления основных зависимостей функциональных модулей 3-4 уровней и дальнейшего совершенствования их конструкции. Выполнение данных исследований также требует обновления классификации с учетом отечественного и зарубежного опыта, накопленного в течение последних десяти лет. Разработкой алгоритмов, посвященных исследованию напряженно-деформированного состояния различных узлов вагонов-цистерн занимались В. Н. Котуранов, A. B. Смольянинов, М. Н. Овечников, М. М. Болотин, Канивец Р. Ф. и др. Однако в данных алгоритмах не в полной мере оценивалась роль соединений основных несущих элементов и функциональные взаимосвязи модулей, а поэтому для дальнейшего совершенствования конструкции вагонов-цистерн необходима разработка уточненного алгоритма, реализующего перечисленные положения. Совершенствование и развитие методов расчета котлов как дискретно подкрепленных оболочек получили в работах В. А.П. Азовского, А. И. Быкова, С. В. Беспалько, В. Г. Мышкова, М. При развитии данного направления рассматривались вопросы взаимодействия оболочки, стрингеров и шпангоутов, влияние формы и размеров котла цистерны, особенности нагружения. В.Н. Котуранова, Т. А. Осипова, М. М. Болотина, В. П. Медведева, Г. Ф. Чугунова решены задачи стыковки в котлах цистерн листов разной толщины, упругости днищ, опирания на шкворневые балки переменной жесткости [7,,]. Проведен большой комплекс исследований по снижению метаалоемкости котлов цистерн, включающий выбор рациональных толщин, формы подкрепляющих элементов котла, но данные работы касались в основном лишь большегрузных восьмиосных вагонов. Четырехосные вагоны подобные исследования затронули в меньшей степени, а вопрос выбора параметров подкрепляющих элементов для серийно выпускаемых цистерн не ставился вовсе. В МИИТе, УрГУПСе, НИИХИММАШе выполнены работы по исследованию нагруженно-сти котла вагона-цистерны для перевозки опасных грузов в зоне приварки лю-ка-лаза и сливного прибора (В. Н. Котуранов, М. Н. Овечников, М. М. Болотин, Канивец Р. Ф., В. В. Раков, С. М. Кутепов и др. A.B. В.Н. Филиппов, В. Ф. Лапшин и др. Однако, вагон-цистерна в данных исследованиях представлялся в виде трехуровневой модели (вагон в целом, основные части, сборочные единицы), а конструктивные соединения элементов, находящиеся на более низких уровнях, предложенных A. A. Битюцким [], не затрагивались. В связи с этим при снижении металлоемкости котла новых вагонов-цистерн для перевозки нефтепродуктов возникает необходимость в разреботке методики выбора параметров подкрепляющих элементов, а также конструктивных элементов соединения люка-лаза и сливного устройства с обечайкой котла.