Удосконалення несучих конструкцій вантажних вагонів шляхом використання наповнювачів в їх складових

Abstract

UA: Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального наукового завдання для залізничного транспорту – удосконаленню несучих конструкцій вантажних вагонів шляхом використання наповнювачів в їх складових. Для зменшення динамічної навантаженості несучих конструкцій вантажних вагонів запропоновано використання замкнених профілів хребтових балок, заповнених наповнювачем. Результати розрахунків динамічної навантаженості та міцності несучих конструкцій основних типів вантажних вагонів підтвердили доцільність запропонованого удосконалення. Також в роботі наведено результати теоретичного обґрунтування створення концепту несучої конструкції напіввагона з випуклими стінами. Встановлено, що така конфігурація бокових стін дозволяє підвищити корисний об’єм кузова на 8% у порівнянні з вагоном-прототипом. Проведено експериментальне дослідження міцності пустотілих стрижнів замкненого перерізу, а також з наповнювачем. Здійснено техніко-економічне обґрунтування запропонованих рішень щодо удосконалень несучих конструкцій основних типів вантажних вагонів. Отримані результати розрахунків підтвердили доцільність прийнятих рішень.

EN: The thesis is devoted to the solution of the urgent scientific problem for railway transport, i.e. how to improve the bearing structure of a freight car by applying filler in its components. The study proposes the application of filler for the closed profiles of the center sill in order to decrease the dynamic loading on the bearing structure of a freight car. The calculation was made for main types of freight cars and included elastic, viscous, and elastic-viscous fillers. The results of calculation demonstrated that the application of viscous or elastic-viscous fillers is the most efficient technological solution regarding lower dynamic loading and better performance of a freight car. With viscous filler applied the maximum accelerations to the bearing structure of an open car were 36.8 m/s2 . This value is 4% lower than that obtained for the bearing structure without filler. The research also deals with the computer modeling of the dynamic loading on an open car with filler in the bearing structure. The calculation was made with the finite element method in SolidWorks. It was found that the maximum accelerations were concentrated in the middle part of the open car frame; they were about 38 m/s2. The models of dynamic loading on an open car with filler in the bearing structure were verified.