Обеспечение прочности специализированных вагонов бункерного типа при продольных ударах

• Автор: Погребной, Анатолий Павлович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Днепропетровск
• Количество страниц: 191 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ
Директивами ХХУ1 съезда КПСС намечена обширная программа повышения эффективности работы железнодорожного транспорта.Принятые на съезде Основные направления экономического и социального развития народного хозяйства СССР на годы и на период до года, предусматривают увеличение грузооборота железнодорожного транспорта на .
Одним из основных направлений к осуществлению поставленной задачи является повышение массы поездов, улучшение использования локомотивов и вагонов, увеличение скоростей роспуска вагонов на сортировочных горках. Намечено увеличить выпуск специализированных грузовых вагонов.
0 необходимости повышения скорости передвижения при производстве маневровых работ с учетом современного технического оснащения станций и используемого подвижного состава указывается в приказе Ц от 4 октября г. Подготовить предложения о возможности повышения скорости при производстве маневровых в т.ч. при одиночном следовании локомотивов. Таким образом, современные и перспективные условия работы железнодорожного транспорта характеризуются увеличением вероятности возникновения повышенных продольных динамических нагрузок на подвижной состав.
Анализ фактических скоростей соударения вагонов при сортировках их с горок 3,5,7,8 показывает, что средние скорости соударения составляют около 6 кмч, а максимальные, в ряде случаев, достигают кмч, что приводит к повреждениям вагонов и их количество растет. В по данным натурных наблюдений определена зависимость параметра потока повреждений вагона от средней скорости соударения на сортировочных горках.
Полученная зависимость показывает, что повреждения вагонов интенсивно увеличиваются с ростом скорости соударения.
Таким образом, насущной задачей является разработка и реализация мероприятий по повышению несущей способности вагонных конструкций путем совершенствования теоретических и экспериментальных методов исследований.

Актуальность

Следовательно, если с достаточной точностью имитировать множество ситуаций, имеющих место в эксплуатации, то можно оценить эксплуатационную нагруженность вагона. Следуя , условия эксплуатации могут быть представлены множеством ситуаций, каждая из которых характеризуется пмерным вектором X параметров и вероятностью Рт появ
ления. Хк компонент Хк вектора X нагрузок. С целью сокращения объемов расчета и испытаний обычно используются методы экстремального планирования вводится множество векторов Ф факторов. Каждому вектору Ф факторов
соответствует ненулевое подмножество, составленное из векторов А параметров. Для вероятных в настоящее время ситуаций, имеющих место при переходных режимах движения поездов и маневровых операциях, можно получить распределения сил, действующих на вагоны через автосцепку. При необходимости эти распределения могут быть аппроксимированы аналитическими выражениями. Нк2 ЧебышеваЭрмита. Появление современных электронных вычислительных машин привело к успешному развитию специфических методов расчета конструкций. Одним из таких методов является метод конечного элемента ,1,2,1,, обладающий большими возможностями. В основу этого метода положено расчленение рассматриваемой области на отдельные элементы простой геометрической конфигурации. Достаточно широкие возможности открываются уже при введении в расчет элементов прямоугольной и треугольной формы, параллелепипедов и тетраэдров. Сочленение элементов осуществляется в узлах, в которых полностью удовлетворяются условия равновесия и неразрывности перемещений. Разбиение системы на элементы заданной конфигурации отнюдь не связано с получением отдельных частей, на которые разрезается конструкция. Фактически, конечные элементы представляют собой упругие элементы особого типа,на деформации которых наложены связи, заставляющие их изменяться по определенной форме так, чтобы по возможности сохранилась непрерывность деформаций расчетной модели. Как правило, точность расчета повышают за счет увеличения в расчетной схеме числа конечных элементов или за счет использования более сложных конечных элементов, имеющих более сложные аппроксимирующие функции и большее количество узлов. При расчете кузовов и узлов вагонов метод конечного элемента МКЭ использовался при проведении статических расчетов 7, . В раде работ при проведении расчетов пластин и оболочек определялись частоты и формы колебаний этих элементов. В работе рассмотрены подходы при использовании метода конечных элементов в задачах динамики. В методе конечных элементов широко применяется разбиение рассматриваемого объекта нерегулярной сеткой. Используя этот прием, более подробно рассматриваются области, в которых имеет место концентрация напряжений . В последнее время нашел развитие метод суперэлементов 2,. В данной работе, используя МКЭ, определены жееткостные характеристики конструкции бункера вагона для битума при установлении параметров математической модели для исследования нагруженности вагона при соударениях раздел 3. Кроме того, при помощи этого метода исследуется напряженное состояние элементов механизма, удерживающего бункера в транспортном положении,от динамических нагрузок, определенных при математическом моделировании. В этих случаях при помощи МКЭ удалось определить зоны возможных разрушений элементов вагона в эксплуатации места с наибольшими градиентами напряжений, деформаций. Известно, что расчетные методы анализа и прогнозирования долговечности проектируемых вагонов и другой продукции машиностроения постоянно совершенствуются. Наиболее точные результаты дает сочетание расчетных методов с экспериментальными , 4,9,. Следует отметить, что в современной технике все больше используются сложные механизмы и конструкции, детали которых работают в различных условиях нагружения. Прогнозирование долговечности таких систем и их элементов представляет сложную задачу. Это обусловлено тем, что ресурс системы является случайной величиной и, как всякая случайная величина, характеризуется определенным законом распределения.