Удосконалення конструкції залізничних піввагонів з метою зниження матеріалоємності

Abstract

UA: Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-практичної задачі – поліпшення техніко-економічних показників піввагонів вітчизняного виробництва за рахунок удосконалення їх конструкції на основі використання нових підходів та методів для їх проектування. Науково обґрунтовано перспективні напрямки удосконалення конструкції піввагонів вітчизняного виробництва. Запропоновано формалізоване описання конструкції сучасних піввагонів на основі використання принципів ієрархічності та декомпозиції. Розроблено метод визначення структури матеріалоємності піввагонів на основі блочно- ієрархічного описання конструкції. Сформульовано задачу оптимізаційного проектування конструктивних елементів піввагонів за критерієм мінімальної матеріалоємності. Розроблено розрахунково- експериментальний метод визначення резервів зниження матеріалоємності елементів конструкції піввагонів. Обґрунтовано варіант удосконалення конструкції піввагонів моделі 12-9745 виробництва ДП«Укрспецвагон». Запропоновано нові патентозахищені конструкції залізничних піввагонів. Показано, що впровадження запропонованих технічних рішень дозволить суттєво зменшити матеріалоємність та поліпшити технологічність виготовлення вітчизняних піввагонів. RU: Диссертационная работа посвящена решению актуальной научно- практической задачи – улучшение технико-экономических показателей полувагонов отечественного производства за счет усовершенствования их конструкции на основе использования новых подходов и методов для их проектирования. В диссертационной работе научно обоснованы перспективные направления усовершенствования конструкции полувагонов отечественного производства, к которым отнесено использование новых подходов и методов для их проектирования по критерию минимальной массы. Предложен новый подход к формализованному описанию конструкции современных полувагонов на основе использования принципов иерархичности и декомпозиции исследования механических систем. Оба принципа полностью отражены в предложенной блочно-иерархической схеме конструкции полувагона. Разработан метод определения структуры материалоемкости полувагонов на основе блочно-иерархического описания конструкции. Данный метод предусматривает разработку блочно-иерархического описания формирования материалоемкости конструкции полувагона и исследование структуры материалоемкости на соответствующих иерархических уровнях созданного описания. Сформулирована задача оптимизационного проектирования конструктивных элементов полувагонов по критерию минимальной материалоемкости, как задачи многомерной оптимизации с ограничениями. Выбраны: главный критерий оптимизации, параметрические и функциональные ограничения. Разработан расчетно-экспериментальный метод определения резервов снижения материалоемкости элементов конструкции полувагонов. Он включает разработку и проверку на адекватность расчетной конечно-элементной модели полувагона, моделирование напружено-деформированного состояния конструкции, определение расчетных запасов прочности конструктивных элементов, которые характеризуются как соотношение действующих максимальных эксплуатационных эквивалентных напряжений с их допустимыми значениями. Обоснован вариант усовершенствования конструкции полувагонов модели 12- 9745 производства ГП«Укрспецвагон». Предложены две новые патентозащищенные конструкции железнодорожных полувагонов, внедрение технических решений описанных в которых позволит существенно уменьшить материалоемкость и улучшить технологичность изготовления этих полувагонов. Оценка экономической эффективности рекомендаций по усовершенствованию конструкции лишь стены торцевой полувагонов модели 12-9745 производства ГП «Укрспецвагон» показала, что внедрение предложенных решений обеспечит месячный экономический эффект в размере 571715,4грн. EN: Dissertational work is devoted to the solution of an actual scientifically-practical problem – improvement of tekhnyko-ekonomycheskykh indexes of railways freight gondolas of domestic production due to the improvement of their construction on the basis of the use of new approaches and planning methods. Perspective directions of improvement of construction of railways freight gondolas domestic production are scientifically grounded. New approach is offered to the formalized description of construction of modern railways freight gondolas on the basis of the use of principles of hierarchicalness and dekompozytsyy of research of the mechanical systems The method of determination structure of materyaloemkosty railways freight gondolas is developed on the basis of sectionally-hierarchical description of construction. The task of the optimization planning of structural elements of railways freight gondolas is formulated on the criterion of minimum materyaloemkosty. The calculation-experimental method of determination of backlogs of decline of materyaloemkosty of elements of construction of railways freight gondolas is developed. The variant of improvement of construction of freight gondolas of model a 12-9745 made by SF «Ukrspetsvagon» is grounded. Two new patentozakhyschennye constructions of railways poluvagonov are offered, introduction of technical decisions of described in which will allow substantially to decrease materyaloemkost and to improve technologicalness of making of freight gondolas.