Аналіз навантаженості несучої конструкції напіввагона при перевезенні в ньому гусеничної техніки

Abstract

UA: В матеріалах статті проводиться дослідження можливості застосування напіввагонів для перевезень гусеничної техніки. На першепочатковому етапі авторським колективом проведено математичне моделювання повздовжньої навантаженості напіввагона при перевезенні в ньому гусеничної техніки. До уваги прийнято рух вагона у складі поїзда при розрахунковому режимі “ривок”. При цьому враховано, що на передній упор автозчепу діє повздовжнє навантаження у 2,5 МН. На підставі проведених розрахунків встановлено, що максимальне значення прискорення складає 24,4 м/с2 . Отримана величина прискорення врахована при визначенні міцності несучої конструкції напіввагона. Розрахунок реалізовано за методом скінчених елементів в програмному комплексі SolidWorks Simulation. Для цього створено просторову модель несучої конструкції напіввагона 12-753- 01. При створенні просторової моделі враховані елементи конструкції, які жорстко взаємодіють між собою зварюванням або заклепками. Графічні роботи відтворені у SolidWorks. Створення скінченоелементної моделі здійснено з використанням ізопараметричних просторових тетраедрів. Результати розрахунків несучої конструкції напіввагона на міцність встановили, що максимальні напруження складають 276,3 МПа та майже на 30% перевищують допустимі. Дані напруження виникають в зоні розміщення кріпильних скоб. Максимальні переміщення в несучій конструкції напіввагона склали 5,74 мм. Отже перевезення гусеничної техніки за такою схемою є недопустимим. Проведені дослідження сприятимуть підвищенню ефективності експлуатації залізничного транспорту та стануть корисними напрацюваннями при проєктуванні сучасних концептів транспортних засобів багатофункціонального призначення.

EN: In the materials of the article, a study of the possibility of using open wagon for the transportation of tracked machinery is carried out. At the initial stage, the author's team carried out mathematical modeling of the longitudinal load of an open wagon when transporting tracked machinery in it. The movement of the wagon as part of the train is taken into account in the "jerk" calculation mode. At the same time, it is taken into account that a longitudinal load of 2.5 MN acts on the front stop of the auto coupling. Based on the calculations, it was established that the maximum acceleration value is 24.4 m/s2 . The obtained acceleration value is taken into account when determining the strength of the bearing structure of the open wagon. The calculation was implemented using the finite element method in the SolidWorks Simulation software complex. For this, a spatial model of the bearing structure of the open wagon 12-753-01 was created. When creating a spatial model, structural elements that rigidly interact with each other by welding or rivets are taken into account. Graphic works are reproduced in SolidWorks. The finite element model was created using isoparametric spatial tetrahedra. The results of strength calculations of the bearing structure of the open wagon established that the maximum stresses are 276.3 MPa and almost 30% exceed the allowable ones. These stresses occur in the area where the fastening brackets are placed. The maximum displacements in the supporting structure of the open wagon amounted to 5.74 mm. Therefore, the transportation of tracked machinery according to such a scheme is inadmissible. The conducted research will contribute to the improvement of the efficiency of railway transport operation and will be a useful experience in the design of modern concepts of multi-purpose vehicles.