http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/13205 2026-08-02T22:14:00Z http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/33182 Title: Аналіз напружено-деформованого стану кришок розвантажувальних люків напіввагонів при скиданні вантажу Authors: Мартинов, Ігор Ернстович; Труфанова, Альона Володимирівна; Шовкун, Вадим Олександрович; Дмитренко, Максим Володимирович; Martynov, I. E.; Trufanova, A. V.; Shovkun, V. O.; Dmytrenko, M. V. Abstract: UA: В статті наведено результати аналізу відмов та пошкоджень основних вузлів універсальних напіввагонів різних моделей та виробників власності АТ «Укрзалізниця». Визначено, що понад 70 % відчеплень напіввагонів на шляху прямування викликано пошкодженням кузовів. Проведено аналіз причин пошкоджень суцільнометалевих кузовів, що призводять до необхідності позапланового відновлення їх працездатності. Встановлено, що понад 80% усіх випадків припадає на несправності кришок люків, а також тріщини й злами поперечних балок рами. Різниця в кількості відчеплень у різних моделей напіввагонів українського виробництва знаходиться в межах статистичної похибки. Основний вплив на виникнення тріщин балок та пошкодження люків мають не конструктивні особливості конкретної моделі напіввагона, а способи розвантаження (використання грейферів тощо). Досвід експлуатації свідчить, що при скиданні вантажу з висоти, відбувається нерівномірний розподіл ударних навантажень на поверхню люків. Особливо небезпечним є падіння окремих крупногабаритних кусків (глиб) вантажу, яке супроводжується локальними перевантаженнями, що значно перевищують розрахункові статичні значення. У результаті цього виникають пластичні деформації, вм'ятини, тріщини в зоні зварних з'єднань, а також передчасне руйнування елементів конструкції люка. З метою дослідження напружено-деформованого стану конструкції люка напіввагона при дії ударного навантаження у роботі використано чисельне моделювання. Геометрична модель кузова універсального напіввагона та вантажу була розроблена в середовищі АNSYS. Для підвищення ефективності обчислювального процесу було застосовано підхід локалізації розрахункової області. Чисельне моделювання процесу ударної взаємодії глиби вантажу з конструкцією люка напіввагона виконувалось із використанням явної схеми інтегрування рівнянь руху. За результатами чисельного моделювання процесу падіння глиби вантажу на люк напіввагона отримано розподілення напружень і деформацій для різних сценаріїв навантаження, які відрізняються висотою падіння та зоною прикладання удару. Аналіз напружено-деформованого стану показав, що характер розподілу еквівалентних напружень є суттєво неоднорідним і залежить як від геометрії конструкції, так і від місця прикладання ударного навантаження. Максимальні напруження локалізуються в зоні контакту глиби вантажу з поверхнею люка та в елементах, що забезпечують передавання навантаження до рами вагона.; EN: The article presents the results of the analysis of failures and damage to the main components of universal gondolas of various models and manufacturers owned by JSC Ukrzaliznytsia. It was determined that more than 70% of gondola decouplings on the route are caused by damage to the bodies. An analysis of the causes of damage to all-metal bodies with subsequent unscheduled restoration of operability was performed. The vast majority are malfunctions of hatch covers, cracks and fractures of the frame crossbeams (more than 80% of the total number). The difference in the number of decouplings in different models of gondolas of Ukrainian production is within the statistical error. The main influence on the occurrence of beam cracks and damage to hatches is not the design features of a specific gondola model, but the methods of unloading (use of grabs, etc.). An analysis of the causes of damage to all-metal bodies with subsequent unscheduled restoration of operability was performed. The vast majority are malfunctions of hatch covers, cracks and fractures of the frame crossbeams (more than 80% of the total number). The difference in the number of decouplings in different models of gondolas of Ukrainian production is within the statistical error. The main influence on the occurrence of beam cracks and damage to hatches is not the design features of a specific gondola model, but the methods of unloading (use of grabs, etc.). Operating experience shows that when dropping cargo from a height, there is an uneven distribution of shock loads on the surface of the hatches. The fall of individual large-sized pieces (lupm) of cargo is especially dangerous, which is accompanied by local overloads that significantly exceed the calculated static values. As a result, plastic deformations, dents, cracks in the area of welded joints, as well as premature destruction of hatch structural elements occur. In order to study the stress-strain state of the gondola hatch structure under impact load, numerical modeling was used in the work. The geometric model of the universal gondola body and cargo was developed in the ANSYS environment. To improve сотриtational efficiency, an approach based on localization of the calculation domain was applied. Numerical simulation of the impact interaction between a cargo lump and the hatch structure was carried out using an explicit time integration scheme for the equations of motion. According to the results of numerical modeling of the process of falling of the cargo lump onto the hatch of a gondola car, the distribution of stresses and strains was obtained for various loading scenarios, which differ in the height of the fall and the area of impact application. Analysis of the stress-strain state showed that the nature of the distribution of equivalent stresses is significantly heterogeneous and depends both on the geometry of the structure and on the place of application of the impact load. The maximum stresses are localized in the area of contact of the cargo lump with the hatch surface and in the elements that ensure the transfer of the load to the car frame. 2026-01-01T00:00:00Z http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/33181 Title: Математичне моделювання макродинаміки рейкового рухомого складу з багатодвигунним тяговим електроприводом Authors: Маслій, Артем Сергійович; Геврасьов, Валентин Анатолійович; Антоненко, Роман Миколайович; Якубовський, Ярослав Володимирович; Maslii, A. S.; Gevrasov, V. A.; Antonenko, R. M.; Iakubovskyi, I. V. Abstract: UA: Стаття присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної проблеми підвищення точності та достовірності математичного моделювання макродинаміки тягового рухомого складу. Головною метою дослідження є розробка узагальненої математичної моделі руху поїзда, яка здатна комплексно описувати нестаціонарні процеси в тяговому електроприводі та зоні фрикційного контакту «колесо-рейка» в режимах тяги і гальмування. В основі запропонованого рішення лежить інтегрований підхід до опису електромеханічних та фрикційних систем із застосуванням трирівневої архітектури моделювання: мікродинаміка на рівні окремої осі, сумація зусиль на рівні секції або візка та макродинаміка поїзда в цілому. В роботі обгрунтовано доцільність застосування оптимізованої одномасової розрахункової схеми механічної частини тягового електроприводу для задач оцінки енергоефективності, розрахунку гальмівних шляхів та загального руху ділянкою. Вдосконалено комплексну систему диференціальних рівнянь, яка об'єднує підсистеми формування сили тяги, механічного та електричного гальмування, а також опору руху. Суттєво удосконалено математичний опис фрикційної взаємодії шляхом представлення коефіцієнта зчеплення як нелінійної функції одночасно від лінійної швидкості руху екіпажу та швидкості проковзування колісної пари. На основі цього побудовано просторові (3D) характеристики коефіцієнта тертя для різних типів локомотивів. Розроблена модель дозволяє адекватно відтворювати нестаціонарні режими втрати зчеплення (боксування, юз) та перехід від тертя спокою до тертя ковзання в єдиному розрахунковому контурі. Універсальність математичного апарату забезпечує його легке масштабування та адаптацію до маневрових, вантажних, пасажирських та високошвидкісних поїздів з розподіленою тягою, що створює надійне підґрунтя для оптимізації алгоритмів мікропроцесорних систем керування тягою і протиюзним захистом.; EN: This study presents a generalized mathematical model of train movement to accurately simulate non-stationary processes within the traction electric drive and the wheel-rail frictional contact zone during traction and braking. The model employs an integrated three-level architecture: single-axle microdynamics, bogie-level force summation, and overall train macrodynamics. Furthermore, the paper justifies the feasibility of using an optimized single-mass computational scheme for the mechanical part of the traction electric drive, which is particularly effective for evaluating energy efficiency, calculating braking distances, and simulating general train movement along a track section. A novel system of differential equations integrates traction, braking, and motion resistance. Crucially, frictional interaction is refined by defining the adhesion coefficient as a 3D nonlinear function of both linear velocity and wheelset slip. This allows for precise reproduction of adhesion loss (spin and slide) and friction transitions. The framework's scalability ensures adaptability across various train types, providing a robust foundation for optimizing microprocessor-based traction and antiskid control systems. 2026-01-01T00:00:00Z http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/33180 Title: Сучасний стан та удосконалення нормативної бази систем опирання котлів залізничних цистерн Authors: Каграманян, Артур Олександрович; Аракелян, Тигран Артурович; Kahramanyan, A. O.; Arakelyan, T. A. Abstract: UA: У статті розглянуто сучасний стан та визначено ключові напрями удосконалення нормативно-стандартизаційної бази систем опирання котлів залізничних цистерн як одного з критично важливих елементів забезпечення безпеки перевезень рідких та небезпечних вантажів. Підкреслено, що надійність функціонування опорних вузлів безпосередньо впливає на міцність, довговічність і експлуатаційну придатність усього вагона-цистерни, особливо в умовах зростання швидкостей руху, підвищення осьових навантажень та інтенсифікації перевізного процесу. Проведено комплексний аналіз чинних нормативних документів, а також сучасних наукових досліджень, присвячених питанням розрахунку, проєктування та експлуатації несівних конструкцій вагонів-цистерн. Встановлено, що існуюча нормативна база в багатьох аспектах є застарілою та не повною мірою враховує сучасні досягнення в галузі матеріалознавства, комп'ютерного моделювання та цифрових технологій моніторингу техніч ного стану. Виявлено відсутність єдиного підходу до оцінки втомної міцності вузлів опирання, а також недостатню деталізацію вимог до якості зварних з'єднань і процедур технічного діагностування. Проаналізовано відмінності між північноамериканською та європейською системами стандартизації, що дозволило визначити основні тенденції розви тку нормативного регулювання, зокрема перехід від жорстко регламентованих параметричних вимог до підходів, заснованих на результатах випробувань і розрахунків. Особливу увагу приділено впровадженню цифрових технологій, зокрема систем телематики та моніторингу навантажень, які забезпечують можливість прогнозування відмов і підвищення рівня безпеки експлуатації. Визначено, що інтеграція таких систем потребує відповідного нормативного забезпечення, включаючи стандартизацію місць встановлення датчиків та параметрів контролю. Також встановлено, що гармонізація національних стандартів із міжнародними вимогами є необхідною умовою забезпечення конкурентоспроможності вітчизняного вагонобудування на світовому ринку. У результаті дослідження сформульовано основні напрями вдосконалення нормативно-стандартизаційної бази, серед яких: уточнення розрахункових схем навантаження опорних вузлів з урахуванням динамічних впливів; впровадження критеріїв оцінки втомної довговічності; розширення вимог до експериментальних випробувань; удосконалення стандартів якості зварних з'єднань; а також розвиток гібридних підходів до нормування, що поєднують прескриптивні та перформансні вимоги. Запропоновано концептуальні підходи до створення адаптивної нормативної системи, здатної оперативно реагувати на технологічні зміни та інновації. Доведено, що модернізація нормативної бази систем опирання котлів залізничних цистерн є необхідною передумовою підвищення рівня безпеки перевезень, зниження ризику аварійних ситуацій та продовження терміну служби рухомого складу. Отримані результати можуть бути використані при розробленні нових стандартів, удосконаленні існуючих нормативних документів, а також у практиці проєктування та експлуатації вантажних вагонів. Перспективи подальших досліджень пов'язані з вивченням роботи інноваційних матеріалів, зокрема композитів, у складі систем опирання та їх нормативного забезпечення.; EN: The article examines the current state and identifies the key directly to the improvement of the regulatory and standardization base of the spiracle boiler systems of salvage tanks as one of the critically important elements of ensuring the safety of transportation of rare and unsafe items. It is emphasized that the reliability of the functioning of the supporting assemblies directly affects the value, durability and serviceability of a tank car, especially in the production of liquids. movement, displacement of axial directions and intensification of the transportation process. A comprehensive analysis of official regulatory documents, as well as current scientific research related to food distribution, design and operation of non-cistern structures of tank cars was carried out. It has been established that the current regulatory framework in many aspects is both outdated and not entirely incompatible with current advances in the field of material science, computer modeling and digital technologies for monitoring the technical industry. It was revealed that there is no single approach to assessing the intrinsic value of the helical nodes, as well as insufficient detail to the extent of all welded connections and technical diagnostic procedures. The differences between the modern American and European standardization systems were analyzed, which made it possible to identify the main trends in the development of regulatory regulation, including the transition from strictly regulated parametric systems to approaches based on the results of testing and development. Particular attention is paid to the advancement of digital technologies, including telematics systems and monitoring, which are essential to ensure the ability to predict events and improve operational safety. It is noted that the integration of such systems will require consistent regulatory support, including standardization of the installation site of sensors and control parameters. It has also been established that the harmonization of national standards with international benefits is a necessary intellectual guarantee for the competitiveness of the domestic railcar industry in the light market. As a result of the research, the main aspects of the regulatory and standardization base were formulated, including: clarification of the structural schemes for the attachment of support nodes with the alignment of dynamic inflows; Improving the criteria for assessing long-term durability; expansion to experimental testing; improving the quality standards ofwelded meats; as well as the development of hybrid approaches to normalization, which will combine prescriptive and performative benefits. Conceptual approaches have been proposed to create an adaptive regulatory system designed to quickly respond to technological changes and innovations. It has been proven that the modernization of the regulatory framework of spirable boiler systems for liquid tanks is a necessary change in improving the level of transportation safety, reducing the risk of emergency situations and extending the service life of dry warehouses. The results can be obtained with the development of new standards, the improvement of existing regulatory documents, as well as the practice of design and operation of vans. The prospects for further research are related to the development of innovative materials, composite composites, and the storage of spiral systems and their regulatory security. 2026-01-01T00:00:00Z http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/33170 Title: Аналіз ефективності залізнично-водних логістичних ланцюгів на основі стохастичного моделювання: методика та експериментальні дослідження Authors: Ломотько, Денис Вікторович; Ільчишин, Василь Михайлович; Арсененко, Данило Володимирович; Ломотько, Микола Денисович; Лючков, Дмитро Степанович Abstract: Стаття присвячена дослідженню ефективності залізнично-водних виробничо-транспортних логістичних ланцюгів (ВТЛЛ) в умовах сучасних викликів, зокрема воєнних ризиків та екстремальних затримок. У роботі запропоновано удосконалену стохастичну модель функціонування ВТЛЛ, яка базується на методі Монте-Карло та враховує випадковий характер ключових параметрів: кількість вагонів від виробників, час доставки у нормальному та експрес-режимах, витрати на простої вагонів і суден, а також продуктивність портових механізмів. Модель інтегровано у систему підтримки прийняття рішень для оперативних працівників-логістів, що дозволяє обґрунтовано вибирати оптимальний режим доставки залежно від рівня ризику та інфраструктурних обмежень. У статті проведено аналіз сучасних тенденцій розвитку інтермодальних перевезень, зокрема проблеми демереджу як одного з найвагоміших факторів витрат у морських логістичних ланцюгах. Показано, що зростання штрафів за простій та скорочення безкоштовного часу зберігання контейнерів формують довгострокову тенденцію, яка потребує впровадження цифрових платформ комунікації та оптимізації транспортних маршрутів. Окрему увагу приділено впливу воєнних ризиків, що зумовлюють асиметрію розподілу часу доставки та потребують використання логнормального чи Вейбуллівського розподілу для моделювання екстремальних затримок. Розроблена модель дозволяє оцінювати загальні витрати системи, включаючи транспортні тарифи, витрати на очікування вагонів, роботу портових кранів та демередж суден. На основі симуляційних експериментів визначено критичні пороги параметрів системи та зони оптимальності для різних сценаріїв ризику (низький, помірний, високий). Це забезпечує можливість формування змішаних стратегій доставки, що поєднують нормальний та експрес-режими, з метою мінімізації витрат і підвищення стійкості логістичних ланцюгів. Практична значущість дослідження полягає у створенні інструменту для оперативних логістів, який дозволяє адаптувати стратегії перевезень до умов невизначеності та екстремальних ризиків. Результати можуть бути використані під час планування інтермодальних перевезень, оптимізації роботи портів та залізничних станцій, а також у розробці цифрових платформ управління логістичними процесами. Дослідження заповнює наявну прогалину у науковій літературі, оскільки комплексно враховує вплив воєнних факторів, інфраструктурних обмежень та варіативності часу доставки на ефективність ВТЛЛ. 2026-01-01T00:00:00Z