Оценка напряжённо-деформированного состояния рамы тележки дизель-поезда ДПКр-2 при действии расчётных и эксплуатационных нагрузок
Loading...
Date
2019
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
RU: Цель. Обеспечение безопасности эксплуатации, увеличение прочности и долговечности наиболее нагруженных несущих элементов подвижного состава – тележек, в частности тележек дизель-поезда ДПКр-2. Методика. Для оценки прочности конструкции опытного варианта тележки построена пространственная твердотельная 3D-модель. С применением программного комплекса, реализующего метод конечных элементов, на основе теории Пальмгрена–Майнера–Мизеса определены наиболее нагруженные узлы рамы тележки. При проведении конечно-элементного моделирования учтены особенности работы кон-струкции в эксплуатации, действие статических нагрузок и соответствующих динамических добавок. Результаты расчёта были использованы для разработки схемы размещения тензодатчиков на раме тележки при проведении ходовых прочностных испытаний. По их результатам дана оценка усталостной прочности опытного варианта рамы тележки при действии эксплуатационных нагрузках и сделан вывод о необходимости усиления её конструкции. Конструкторское управление ПАО «Крюковский вагоностроительный завод» предложило вариант усиления опытного образца рамы тележки. Результаты. Основываясь на результатах теоретических и экспериментальных исследований, была произведена модернизация конструкции опытного варианта тележки дизель-поезда ДПКр-2, что позволило уменьшить напряжения в наиболее нагруженных узлах и значительно увеличить её долговечность. Выполнены расчёты на прочность и ходовые прочностные испытания дизель-поезда с модернизированными тележками. Научная новизна. Впервые построена пространственная конечно-элементная модель тележки дизель-поезда нового поколения и произведен расчёт на прочность при действии нормативных нагрузок. Построенная модель позволила выбрать вариант модернизации опытного образца рамы, который удовлетворяет условиям усталостной прочности. Проведенные экспериментальные исследования показали эффективность модернизации, в частности увеличение прочности и долговечности конструкции. Практическая значимость. Комплекс расчётно-экспериментальных работ по оценке напряжённо-деформированного состояния рамы тележки дизель-поезда ДПКр-2 при действии расчётных и эксплуатационных нагрузок позволил создать конструкцию, которая удовлетворяет как эксплуатационным требованиям, так и требованиям прочности и долговечности. Разработанная конструкция рамы тележки дает возможность увеличить безопасность эксплуатации и может быть использована в дизель-поездах следующих поколений.
UK: Мета. Підвищення безпеки експлуатації, збільшення міцності й довговічності найбільш навантажених несних елементів рухомого складу – візків, зокрема візків дизель-поїзда ДПКр-2. Методика. Для оцінки міцності конструкції дослідного варіанта візка побудована просторова твердотільна 3D-модель. Із застосуванням програмного комплексу, що реалізує метод скінченних елементів, на основі теорії Пальмгрена–Майнера–Мізеса визначені найбільш напружені вузли рами візка. Під час проведення скінченно-елементного моделювання враховані особливості роботи конструкції в експлуатації, дія статичних навантажень і відповідних динамічних добавок. Результати розрахунку були використані для розробки схеми роз-міщення тензодатчиків на рамі візка під час проведення ходових випробувань на міцність. За їх результатами дано оцінку втомної міцності дослідного варіанта рами візка в разі дії експлуатаційних навантажень і зроблено висновок про необхідність посилення її конструкції. Конструкторське управління ПАТ «Крюків-ський вагонобудівний завод» запропонувало варіант посилення дослідного зразка рами візка. Результати. Ґрунтуючись на результатах теоретичних та експериментальних досліджень, було проведено модернізацію конструкції дослідного варіанта візка дизель-поїзда ДПКр-2, що дозволило зменшити напру-ження в найбільш навантажених вузлах і значно збільшити її довговічність. Виконано розрахунки на міц-ність і ходові випробування на міцність дизель-поїзда з модернізованими візками. Наукова новизна. Упер-ше побудовано просторову скінченно-елементну модель візка дизель-поїзда нового покоління і проведено розрахунок на міцність під час дії нормативних навантажень. Побудована модель дозволила вибрати варіант модернізації дослідного зразка рами, який задовольняє умови втомної міцності. Проведені експериментальні дослідження показали ефективність модернізації, зокрема збільшення міцності й довговічності конструкції. Практична значимість. Комплекс розрахунково-експериментальних робіт з оцінки напружено-деформованого стану рами візка дизель-поїзда ДПКр-2 в разі дії розрахункових та експлуатаційних наван-тажень дозволив створити конструкцію, яка задовольняє як експлуатаційні вимоги, так і вимоги міцності й довговічності. Розроблена конструкція рами візка дає можливість підвищити безпеку експлуатації й може бути використана в дизель-поїздах наступних поколінь.
UK: Мета. Підвищення безпеки експлуатації, збільшення міцності й довговічності найбільш навантажених несних елементів рухомого складу – візків, зокрема візків дизель-поїзда ДПКр-2. Методика. Для оцінки міцності конструкції дослідного варіанта візка побудована просторова твердотільна 3D-модель. Із застосуванням програмного комплексу, що реалізує метод скінченних елементів, на основі теорії Пальмгрена–Майнера–Мізеса визначені найбільш напружені вузли рами візка. Під час проведення скінченно-елементного моделювання враховані особливості роботи конструкції в експлуатації, дія статичних навантажень і відповідних динамічних добавок. Результати розрахунку були використані для розробки схеми роз-міщення тензодатчиків на рамі візка під час проведення ходових випробувань на міцність. За їх результатами дано оцінку втомної міцності дослідного варіанта рами візка в разі дії експлуатаційних навантажень і зроблено висновок про необхідність посилення її конструкції. Конструкторське управління ПАТ «Крюків-ський вагонобудівний завод» запропонувало варіант посилення дослідного зразка рами візка. Результати. Ґрунтуючись на результатах теоретичних та експериментальних досліджень, було проведено модернізацію конструкції дослідного варіанта візка дизель-поїзда ДПКр-2, що дозволило зменшити напру-ження в найбільш навантажених вузлах і значно збільшити її довговічність. Виконано розрахунки на міц-ність і ходові випробування на міцність дизель-поїзда з модернізованими візками. Наукова новизна. Упер-ше побудовано просторову скінченно-елементну модель візка дизель-поїзда нового покоління і проведено розрахунок на міцність під час дії нормативних навантажень. Побудована модель дозволила вибрати варіант модернізації дослідного зразка рами, який задовольняє умови втомної міцності. Проведені експериментальні дослідження показали ефективність модернізації, зокрема збільшення міцності й довговічності конструкції. Практична значимість. Комплекс розрахунково-експериментальних робіт з оцінки напружено-деформованого стану рами візка дизель-поїзда ДПКр-2 в разі дії розрахункових та експлуатаційних наван-тажень дозволив створити конструкцію, яка задовольняє як експлуатаційні вимоги, так і вимоги міцності й довговічності. Розроблена конструкція рами візка дає можливість підвищити безпеку експлуатації й може бути використана в дизель-поїздах наступних поколінь.
Description
С. Кострица: ORCID 0000-0002-7922-0975, С. Молчанов: ORCID 0000-0002-2568-158, М. Крамаренко: ORCID 0000-0001-6686-8556, А. Гречкин: ORCID 0000-0003-4618-5525, Д. Лактионов: ORCID 0000-0001-6877-2814
Keywords
прочность конструкции, долговечность, несущий элемент, тележка дизель-поезда, усиление конструкции, міцність конструкції, довговічність, несучий елемент, візок дизель-поїзда, посилення конструкції, design strength, durability, supporting element, diesel train bogie, design reinforcement, КБМ
Citation
Кострица С. А., Молчанов С. Ю., Крамаренко М. В., Гречкин А. А., Лактионов Д. В. Оценка напряжённо-деформированного состояния рамы тележки дизель-поезда ДПКр-2 при действии расчётных и эксплуатационных нагрузок. Наука та прогрес транспорту. 2019. № 1 (79). С. 128–138. DOI: 10.15802/stp2019/160653.