Напряженно-деформированное состояние кузовов вагонов для перевозки автомобилей

• Автор: Александров, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
1. Анализ методов проектирования и расчета кузовов вагонов
2. Разработка аналитических средств расчетного моделирования напряженно-деформированного состояния несущих кузовов вагонов для перевозки автомобилей
3. Моделирование работы кузова вагона на основе применения специализированного алгоритма, реализующего метод конечных элементов
4. Краткое описание программ расчетов кузова вагона для перевозки автомобилей на основе аналитического метода моделирования и по МКЭ. Сопоставление результатов, полученных по разным методам
5. Анализ влияния жесткостных характеристик стержневых
элементов кузова на его деформации
Заключение
Литература
Приложение 1. Программа расчета перемещений в поясах
кузова крытого двухъярусного вагона для перевозки
автомобилей
Приложение 2. Результаты расчета по определению перемещений в продольных поясах кузова крытого двухъярусного вагона для перевозки автомобилей при действии вертикальной нагрузки, сжимающей продольной
силы 3 МИ и растягивающей продольной силы 2.5 МН
Приложение 3. Результаты расчета перемещений в
продольных поясах кузова крытого двухъярусного вагона
для перевозки автомобилей в случае динамического
нагружения

ВВЕДЕНИЕ
В условиях рыночной экономики эффективность функционирования любого предприятия зависит от выпуска конкурентоспособной продукции, главными показателями которой являются высокое качество и экономически обоснованная цена, доступная потенциальным потребителям. Следовательно, важнейшей задачей становится снижение себестоимости изделия.
Известно, что вагоностроение - крупный потребитель металла. Металлоемкость является одним из главных факторов, влияющих на себестоимость вагона. Поэтому создание вагонных кузовов, экономичных сточки зрения металлоемкости, является актуальным.
У современных вагонов кузова воспринимают все виды нагрузок, действующие на вагон. Они испытывают сложные климатические воздействия, на их работоспособность влияет взаимодействие с погрузочно-разгрузочными обустройствами грузовых фронтов, с грузами, многие из которых имеют агрессивные свойства.
К числу главнейших факторов, по которым осуществляется оценка основных показателей качества конструкции, таких как прочность и жесткость, относятся силовые воздействия, вызванные собственной массой и массой груза, движением в поезде и при маневровых работах, погрузкой и выгрузкой с помощью средств механизации.
Одним из основных резервов в стабилизации и развитии экономики железнодорожного транспорта, улучшения организации перевозок пассажиров и грузов является полное обеспечение безопасности движения поездов. Поэтому в “Нормах для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных)” прочности конструкции кузовов вагонов отводится

главная роль. Согласно этому документу оценка прочности элементов кузовов вагонов производится по допускаемым напряжениям.
В последнее время появилось достаточно много разработок в области анализа напряженно-деформированного состояния (НДС) и оптимизации несущих конструкций подвижного состава железных дорог. Лишь небольшое количество из них является практически применимым к кузовам вагонов.
Для анализа НДС конструкций кузовов, которые характеризуются высокой степенью статической неопределимости, наиболее эффективным инструментом является метод конечных элементов (МКЭ). МКЭ в настоящее время получил самое широкое распространение вследствие возможности создания на его основе универсальных программных комплексов расчета сооружений на ЭВМ.
На рынке программных продуктов имеется большое число признанных конечно-элементных универсальных программных комплексов, которые можно использовать при расчете различных машиностроительных конструкций (“Спринт”, “Зодиак”, “Космос").
Достоинством системы расчета, составленной на основе метода конечных элементов, является то, что она не требует от пользователя знакомства с принципами, на основе которых разработана программа. Пользователь должен знать свою задачу и описать ее исходные данные так, чтобы можно было использовать программу.
Универсальные программные комплексы расчета конструкций по МКЭ, как правило, базируются на обширной библиотеке соотношений, описывающих различные по геометрическому очертанию и физическим свойствам конечные элементы и различные воздействия на них.
Благодаря этому возможности таких комплексов, можно сказать, безграничные.

подвижного состава, совершенствованию конструкции и модернизации вагонного парка.
По данным вагонного депо Тольятти в 1999 году в текущий отцепочный ремонт поступило 326 двухъярусных платформ и 744 крытых двухъярусных вагонов для перевозки автомобилей.
Распределение вагонов для перевозки автомобилей, поступивших в текущий отцепочный ремонт в вагонное депо станции Тольятти за 1999 год, по неисправностям основных частей представлено в табл. 1.2.
Таблица 1.
Поступление вагонов для перевозки автомобилей в текущий отцепочный ремонт в вагонное депо станции Тольятти за 1999 год
Вагоны
Неисправности Крытый двухъярусный Платформа двухъярусная
Количество отцепок Значение в % Количество отцепок Значение в %
Колесные пары 176 23.7 10 3.
Буксовый узел 4 0.5 0
Тележка 22 2.9 2 0.
Автосцепное устройство 70 9.4 42 12.
Тормозное оборудование 136 18.3 68 20.
Кузов 316 42.5 202 61.
Рама 20 2.7 2 0.
Всего 744 О о — 326
Как видно из табл.1.2, основное количество отцепок произошло из-за неисправностей кузова и рамы. Для крытых двухъярусных вагонов количество отцепок по этим неисправностям составило