Комп’ютерне моделювання міцності несучої конструкції вагона-хопера двохсекційного

Abstract

UA: Для підвищення ефективності експлуатації вагона-хопера запропоновано удосконалення його конструкції шляхом розділення кузова на дві окремі секції, що взаємодіють між собою посередництвом вертикальної стінки та горизонтальних з’єднувальних поясів. Для підвищення жорсткості рами в зонах обпирання секцій на її центральну частину встановлено середню балку. При цьому у якості прототипу обрано вагон-хопер моделі 20-9749, побудови ДП "Укрспецвагон" (Україна). Корисний об’єм секцій вагона-хопера з урахуванням заходів щодо удосконалення складає 41 м3 . Для визначення міцності несучої конструкції вагона-хопера двохсекційного проведено розрахунок за методом скінчених елементів в програмному комплексі SolidWorks Simulation. Скінчено-елементна модель несучої конструкції вагона-хопера утворена ізопараметричними тетраедрами. Оптимальна кількість тетраедрів розрахована за графоаналітичним методом. Результати розрахунків показали, що максимальна навантаженість несучої конструкції вагона-хопера простежується при І розрахунковому режимі (удар). При цьому максимальні еквівалентні напруження виникають в зоні взаємодії хребтової балки зі шворневою та складають 238,1 МПа, що нижче за допустимі.

EN: In order to increase efficiency of operating the hopper car, the design of the car has been improved by dividing the body into two separate sections, which interact with each other through the middle of the vertical wall and horizontal connecting belts. To increase the frame stiffness in the crimping areas of the sections, a middle beam is installed in the central part of the frame. At that as a prototype was used hopper car model 20-9749, made by the State Enterprise "Ukrspetsvagon" (Ukraine). Critical volume of the sections of the hopper wagon taking into account measures for improvement is 41 m3 . To determine load-carrying capacity of double-section hopper car design was carried out by the method of joined elements in the SolidWorks Simulation program complex. The lumped-element model of the load-bearing structure of the car-operator is created by isoparametric tetrahedrons. Optimal number of tetrahedrons is calculated by graphoanalytical method. The results of calculations showed that the maximum load-carrying capacity of the opera-car load-carrying structure is achieved in the II calculation mode (impact). In this case, the maximum equivalent loads are recorded in the area of interaction with the backbone beam with the kingpin and is 238.1 MPa, which is lower than the allowable.