Математичне моделювання вертикальної навантаженості вагона-платформи з підлогою із сендвіч-панелей

Abstract

UA: Для зменшення динамічної навантаженості вагона-платформи при експлуатаційних режимах запропоновано використання сендвіч-панелей у якості складових несучої конструкції, а саме, настилу підлоги. Особливістю сендвіч-панелей є те, що вони складаються з двох металевих листів між якими знаходиться енергопоглинальний матеріал з пружно-фрикційними властивостями. З метою обґрунтування запропонованого удосконалення проведено математичне моделювання динамічної навантаженості несучої конструкції вагона-платформи. До уваги прийнято поступальні переміщення вагона-платформи відносно вертикальної осі – коливання підскакування, як найбільш поширений тип коливань вагона у експлуатації. Розрахунок здійснено на прикладі вагона-платформи моделі 13-401. Враховано, що вагон-платформа склдається з чотирьох тіл: рама, два візки та вантаж, розміщений на рамі. Вантаж розглянуто як умовний з використанням повної корисної вантажопідйомності вагона-платформи. При проведенні розрахунків враховано, що колія має пружні характеристики. Розв’язок математичної моделі здійснено в програмному комплексі MathCad. Результати проведених розрахунків довели, що використання сендвіч-панелей у якості складових конструкції вагона-платформи сприяє зменшенню її динамічної навантаженості на 7,2% у порівнянні з типовою конструкцією. Прискорення, які діють на вантаж, розміщений на вагоні-платформі, на 10,2% нижче за ті, що діють на нього з урахуванням типової схеми сприйняття навантажень.

EN: To reduce the dynamic loading of the flat wagon under operating conditions, it is proposed to use sandwich panels as components of the supporting structure, namely the flooring. A feature of sandwich panels is that they consist of two metal sheets, between which there is an energy-absorbing material with elastic-friction properties. In order to substantiate the proposed improvement, mathematical modeling of the dynamic loading of the supporting structure of the flat wagon was carried out. The translational movements of the flat wagon relative to the vertical axis were taken into account – bouncing oscillations, as the most common type of oscillations of the wagon in operation. The calculation was made on the example of a flat wagon model 13-401. It is taken into account that the flat wagon consists of four bodies: a frame, two bogies and a load placed on the frame. The cargo is considered as conditional using the full payload capacity of the flat wagon. When carrying out calculations, it was taken into account that the path has elastic characteristics. The solution of the mathematical model was carried out in the MathCad software package. The results of the calculations proved that the use of sandwich panels as components of the flat wagon structure helps to reduce its dynamic loading by 7.2% compared to the standard design. The accelerations acting on the load placed on the flat wagon are 10.2% lower than those acting on it, taking into account the typical load perception scheme.