Удосконалення методів технічної адаптації напіввагонів для перевезень контейнерів

Abstract

UA: Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального наукового завдання для залізничного транспорту – удосконалення методів технічної адаптації напіввагонів для перевезень контейнерів. Для можливості залучення напіввагонів до перевезень контейнерів проведено дослідження їх міцності. Встановлено, що міцність несучої конструкції напіввагона при перевезенні в ньому контейнерів із використанням типових схем закріплення, які застосовуються на практиці, не дотримується. У зв’язку з цим, для кріплення контейнерів в напіввагоні запропоновано конструкцію знімного модуля, який виступає проміжним адаптером між несучою конструкцією напіввагона та контейнером. Результати проведених теоретичних розрахунків на міцність підтвердили доцільність застосування такої схеми закріплення. Отримані результати підтверджено експериментальними дослідженнями міцності кришки люка напіввагона, як складової конструкції, що утворює його підлогу. Проведено техніко-економічне обґрунтування запропонованих рішень щодо удосконалення методів технічної адаптації напіввагонів для перевезень контейнерів. Результати розрахунків підтвердили доцільність прийнятих в рамках роботи рішень.

EN: The dissertation is devoted to solving an urgent scientific problem for railway transport – improving the methods of technical adaptation of open wagons for container transportation. To enable the use of open wagons for container transportation, a study of their strength was conducted. Various schemes for securing containers in an open wagon were taken into account, including fitting stops and pneumatic shells. The calculations performed on the strength of the bearing structure of the open wagon and the container did not confirm the feasibility of using such schemes in practice. In this regard, for fastening containers in an open wagon, the design of a removable module that acts as an intermediate adapter between the open wagons bearing structure and the container is proposed. Mathematical and computer models of the longitudinal dynamic load of the bearing structure of an open wagon loaded with containers have been developed. The acceleration is determined as a component of the dynamic load acting on the bearing structure of an open wagon and a container. The developed models were verified by the F-criterion. A modal analysis of the bearing structure of an open wagon loaded with containers was carried out, taking into account the new scheme of their interaction. The design features of a removable module for fastening containers in an open wagon are presented. The strength calculation of the removable module structure when placed in an open wagon is carried out. The strength of the removable module during loading and unloading operations, in particular when it is lifted by the lower corner fittings and the upper ones, was investigated. An experimental study of the strength of the open wagon hatch cover was conducted. Two schemes of loading the hatch cover were taken into account: from the fitting stop of the container; from the removable module loaded with the container. The study was carried out using the method of electrical strain gauging. The results of experimental studies of the hatch cover's strength led to the conclusion that the proposed scheme for fastening containers in an open wagon using a removable module can reduce the stresses that occur in the cover by 3 times compared to the typical scheme of interaction between the container and the open wagon. The economic effect of the use of open wagons for transporting cargo in containers in the empty direction is calculated. The economic effect over the estimated period (10 years) when using 1 CC containers amounted to 88.028 million UAH, and 1AA – 49.376 million UAH. The period of reimbursement of one-time costs of using open wagons for transporting cargo in the empty direction in containers is: 5 years when using 1 CC-type containers and 4 years when using 1AA-type containers. At the same time, the open wagon empty mileage rate decreased by 9%.