Визначення навантаженості вагона-цистерни при його закріпленні в’язкими стяжками на палубі залізничного порому

Abstract

UA: У статті висвітлено результати визначення навантаженості несучої конструкції вагона-цистерни при його закріпленні в’язкими стяжками на палубі залізничного порому. Розрахунок проведений для залізничного порому «Герои Плевны» з урахуванням гідрометеорологічних параметрів акваторії Чорного моря. Як прототип обрано вагон-цистерну моделі 15-1443-06 побудови ПАТ «Азовмаш». Встановлено, що при використанні між вагоном-цистерною та палубою в’язкого зв’язку можливо знизити величини прискорень, які діють на його несучу конструкцію на 30% у порівнянні з типовою схемою закріплення, тобто ланцюговими стяжками. Важливо зазначити, що при цьому робоча рідина у стяжці повинна мати коефіцієнт в’язкого опору від 1,75 кН·с/м до 4,1 кН·с/м. Проведено розрахунок на міцність несучої конструкції вагона-цистерни. При цьому застосовано метод скінчених елементів, який реалізовано в програмному комплексі SolidWorks Simulation. В якості розрахункового використано критерій Мізеса (IV енергетична теорія). Встановлено, що максимальні еквівалентні напруження в несучій конструкції вагона-цистерни складають близько 258 МПа і зосереджені в зоні радіального приливу вузла закріплення. Отже, отримана величина напружень не перевищує допустимих значень. Важливо сказати, що розраховані напруження на 25% нижчі за ті, що виникають в несучій конструкції вагона-цистерни з урахуванням закріплення типовими ланцюговими стяжками на палубі. Результати проведених досліджень сприятимуть створенню напрацювань щодо проектування сучасних конструкцій вагонів-цистерн, адаптованих до безпечної експлуатації у міжнародному залізнично-водному сполученні та підвищенню ефективності залізнично-поромних перевезень.

EN: Determination of dynamic loads and main indicators of the strength of the supporting structure of the tank car when it is fixed with viscous ties on the deck of the Methodology. To determine the dynamic load of the supporting structure of the tank car when it is fixed on the deck with the help of viscous ties, mathematical modeling was carried out. For this purpose, a mathematical model of the oscillations of a railway ferry with wagons placed on it was created. The obtained acceleration value is taken into account when calculating the strength of the supporting structure of the tank car. Results. It was established that when using a viscous connection between the tank car and the deck, it is possible to reduce the magnitude of the accelerations that act on its supporting structure by 30% compared to the typical fastening scheme. The results of strength calculations showed that the maximum equivalent stresses in the supporting structure of the tank car are about 258 MPa and are concentrated in the area of the radial tide of the node for fastening. It is important to say that the calculated stresses are 25% lower than those occurring in the supporting structure of the tank car, taking into account the fixing with typical chain ties on the deck. Originality. A mathematical model was formed to determine the dynamic loads acting on the supporting structure of the tank car, taking into account its fastening with viscous ties on the deck of the railway ferry. Practical value. The results of the conducted research will contribute to the creation of developments in the design of modern structures of tank cars, adapted to safe operation in international rail-water transport and increasing the efficiency of rail-ferry transportation.