Застосування інформаційно-вимірювальних технологій при дослідженні міцності складових конструкцій вагонів

Abstract

UA: Для можливості перевезень контейнерів в напіввагонах запропоновано конструкцію знімного модуля. Модуль кріпиться в напіввагоні через фітингові упори та забезпечує рівномірну передачу навантаження на його підлогу. Оскільки підлога напіввагона може бути утвореною кришками люків, то в рамках дослідження висвітлено особливості експериментального визначення міцності кришки люка при її навантаженні від знімного модуля із застосуванням інформаційновимірювальних технологій. При цьому застосовано метод електричного тензометрування. Його реалізовано на реальній кришці люка в лабораторних умовах. При проведенні випробувань застосовано тензорезистори з базою 10 мм та опором 100 Ом. Перед монтажем тензорезисторів здійснювалось їх тарирування. Монтаж тензорезисторів здійснено за мостовою схемою. Місця розміщення тензорезисторів на кришці люка визначено за полями розподілень напружень в кришці люка, які отримано розрахунковим шляхом. Для імітації закріплення кришки люка на напіввагоні створено спеціальний стенд. Закріплення кришки люка на стенді здійснювалося за її петлі. В петлі встановлювалися металеві пальці. Під запірні кронштейни встановлювалися упори. Передача навантажень на кришку люка здійснювалась через металеву пластину, ширина якої дорівнює ширині повздовжньої балки знімного модуля. Максимальні напруження, зафіксовані в кришці люка, склали близько 105 МПа, що нижче за допустимі. Найбільший відсоток розбіжності між результатами, отриманими теоретичним та експериментальним шляхами склав майже 10 %. Результати проведених досліджень сприятимуть підвищенню ефективності контейнерних перевезень залізничним транспортом та створенню напрацювань щодо проєктування конструкцій модульних транспортних засобів.

EN: A removable module design has been proposed to enable the transportation of containers in open wagons. The module is mounted on an open wagon through fitting stops and ensures uniform load transfer to its floor. Since the floor of the open wagon can be formed by hatch covers, the study highlights the features of experimental determination of the strength of the hatch cover when loaded from a removable module using information and measuring technologies. The method of electrical strain gauge measurement was used. It was implemented on a real hatch cover in laboratory conditions. Strain gauge resistors with a base of 10 mm and a resistance of 100 Ohms were used during the tests. They were calibrated before installing the strain gauge resistors. The strain gauge resistors were installed using a bridge circuit. The locations of the strain gauges on the hatch cover were determined by the stress distribution fields in the hatch cover, which were obtained by calculation. A special stand was created to simulate the fastening of the hatch cover on the open wagon. The hatch cover was fastened to the stand by its hinge. Metal fingers were installed in the hinge. Stops were installed under the locking brackets. The load was transferred to the hatch cover through a metal plate, the width of which is equal to the width of the longitudinal beam of the removable module. The maximum stresses recorded in the hatch cover were about 105 MPa, which is lower than the permissible ones. The largest percentage of discrepancy between the results obtained by theoretical and experimental methods was almost 10 %. The results of the conducted research will contribute to increasing the efficiency of container transportation by rail and creating developments in the design of modular vehicle structures.