Анализ влияния ремонтных нагрузок на напряженное состояние кузовов грузовых вагонов

• Автор: Буравлева, Наталия Георгиевна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 125 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИИ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1.1. Обзор существующих направлений анализа влияния ремонтных нагрузок на напряженное состояние кузовов вагонов

1.2. Состояние вопроса исследования влияния вероятностных

характеристик расчетной схемы на напряженное состояние кузова вагона

1.3. Задачи исследований и принятые ограничения.

2. РАЗРАБОТКА КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНЫХ МОДЕЛЕЙ РАСЧЕТА НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ КУЗОВОВ

ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ

2.1. Моделирование напряженного состояния кузова

грузового вагона рефрижераторной секции при действии ремонтных нагрузок.

2.1.1. Описание объекта исследования.
2.1.2. Построение конечноэлементной схемы кузова
вагона.
2.1.3. Проверка разработанной конечноэлементной схемы кузова вагона сопоставление с
результатами статических испытаний.
2.2. Моделирование напряженного состояния кузова грузового
вагона открытого типа при действии ремонтных нагрузок
2.2.1. Описание объекта исследования.
2.2.2. Построение конечноэлементной схемы кузова вагона
2.2.3. Сопоставление результатов расчета по
разработанной конечноэлементной схеме кузова вагона с результатами расчета заводаизготовителя
3. МЕТОДИКА АНАЛИЗА ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЧЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ НА
НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ КУЗОВА ВАГОНА
3.1. Выбор метода исследования
3.1.1. Линейная постановка задачи.
3.1.2. Уточнение результатов, полученных методом линеаризации
3.1.3. Учет влияния износа вследствие коррозии
металла
3.2 Использование разработанной методики в процессе определения напряженного состояния конструкции кузова при действии ремонтных нагрузок
3.2.1. Объект исследования рама кузова грузового вагона рефрижераторной секции.
3.2.2. Объект исследования рама кузова грузового
вагона открытого типа с люками.
3.3. Анализ результатов и выводы
4. РАЗРАБОТКА АЛОРИТМА И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ВЛИЯ1ИЯ
ВЕРОЯТНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЧЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ НА
НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ КУЗОВА ВАГОНА
4.1. Алгоритм оценки влияния вероятностных характеристик расчетной схемы на напряженное состояние кузова
4.2. Описание программного комплекса
4.3. Проверка разработанною алгоритма и программного обеспечения на тестовых примерах.
4.4. Анализ результатов и выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ОС ЮВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ,
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛБЗОВА1НЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
П.1 Отзыв о внедрении результатов диссертационной
работы
Г.2 Результаты сопоставления расчетных значений нормальных напряжений, возникающих в конструкции кузова грузового вагона рефрижераторной секции при действии ремонтных нагрузок с экспериментальными
данными.
П.З Зависимости для определения среднеквадратических отклонений напряжений в сечениях несущих элементов рамы кузова грузового вагона рефрижераторной секции с учетом допусков на размеры составных элементов сечений.
ВВЕДЕНИЕ


Практическая ценность работы и ее внедрение разработанный в диссертационной работе подход к моделированию напряженного состояния несущих конструкций кузовов вагонов при действии ремонтных нагрузок, реализованный в предлагаемом алгоритме и программном обеспечении, позволяет получить удовлетворительную точность определения нормальных напряжений по поперечным сечениям несущих элементов кузова вагона при действии указанных нагрузок. Возможность адекватной замены натурного эксперимента математическим приводит к сокращению временных и материальных затрат в сфере производства кузовов вагонов. Полученные результаты приняты к внедрению на ОАО БМЗВагон г. Брянск. Апробация и публикация результатов работы основные положения и результаты работы представлены на 2ой Международной конференции стран СНГ Москва, г. Новые идеи, технологии, проекты и инвестиции Брянск, г По теме диссертации опубликованы 4 печатные работы. Нормами для расчета и проектирования вагонов предусмотрено на этапе технического проектирования конструкции кузова вагона выполнение расчетов от ряда ремонтных нагрузок. Необходимость расчета но II дополнительному режиму специальный расчетный устанавливается в техническом задании. В соответствии с требованиями Норм для расчета и проектирования вагонов для всех типов вагонов в качестве основных расчетных сил, прикладываемых к вагону при его ремонте, принимаются такие, которые возникают при подъемке груженого экипированного и порожнего кузова домкратами, установленными в точках, предусмотренных в техническом задании на проектирование. Рекомендуется предусматривать возможность подъемки груженого вагона под концы шкворневых балок одной или двух, а для 4 и 6осных грузовых вагонов, кроме того, подъемку груженого кузова под один конец шкворневой балки для смены рессорного комплекта или коробки бокового скользуна тележки, а также под концевую балку в точках, расположенных над рельсами. Рекомендуется проверять возможность подъемки порожнего кузова под концы шкворневых бачок, расположенных по диагонали. Допускается не производить расчетов на силы, возникающие при подъемке порожнего кузова, если эти режимы нагрузок проверяются экспериментально при испытаниях опытного образца. В заводской практике эти расчеты ограничиваются учетом только первых двух схем нагружения на основе простейших схем, в которых кузов вагона представлен как балка на двух опорах, и детальный анализ напряженнодеформированного состояния конструкции кузова вагона, как правило, не проводится. Причем сплошность обшивки может быть нарушена разной формы вырезами оконными, дверными, под люки, а стержневые элементы могут иметь вдоль своих осей переменные характеристики жесткости. Обшивка кузовов вагонов с гофрами имеет различные упругие свойства по двум ортогональным направлениям. В резульгутс, складчатые или цилиндрические тонкостенные изотропные или ортотропные пространственные конструкции кузовов вагонов осложнены различными конструктивными нерегулярностями и подвержены воздействию распределенных и сосредоточенных нагрузок. Опенка НДС кузовов вагонов при действии на них ремонтных нагрузок на заводах изготовителях осуществляется экспериментально на натурных образцах, что является трудоемким и дорогостоящим процессом. Современный уровень развития науки о прочности кузовов вагонов предоставляет возможность теоретической оценки несущей способности кузова. Специалисты, работающие в области вагоностроения, накопили значительный опыт расчета узлов вагонов методами строительной механики. В работах , профессором Никольским для расчета оболочек кузовов с вырезами предлагается использовать метод чередования основных систем МЧОС. В этом методе используется принцип СенВенана и приемы строительной механики в форме обобщенного метода сил. В работе Никольского Е. Н. изложены методы расчета элементов кузовов вагонов с несущей обшивкой, подкрепленной стержнями. Приведены варианты решений плоской задачи теории упругости, теории пластин и оболочек, учитывающие специфику вагонных конструкций. Большой интерес в области строительной механики вагонов представляют собой работы учеников Е. Н. Никольского 5, , , , , , , , , 0, в которых были предложены различные варианты применения метода чередования основных систем, метода конечных элементов и сочетания этих двух методов.