Теоретичні та експериментальні дослідження міцнісних якостей хребтової балки вантажного вагона
| dc.contributor.author | Недужа, Лариса Олександрівна | uk_UA |
| dc.contributor.author | Швець, Анжела Олександрівна | uk_UA |
| dc.date.accessioned | 2018-03-27T08:14:13Z | |
| dc.date.available | 2018-03-27T08:14:13Z | |
| dc.date.issued | 2018 | |
| dc.description | Л. Недужа: ORCID 0000-0002-7038-3006; А. Швець: ORCID 0000-0002-8469-3902 | uk_UA |
| dc.description.abstract | UK: Мета. Головною метою даної роботи є аналіз результатів теоретичних та експериментальних досліджень міцнісних якостей рухомого складу; пошук засобів проектування, моделювання, вибору, обґрунтування продовження терміну служби вантажних вагонів та їх елементів. Методика. В роботі застосовано метод скінченних елементів (МСЕ), який дозволяє практично повністю автоматизувати розрахунок механічних систем, проте, як правило, вимагає виконання значно більшого числа обчислювальних операцій у порівнянні з класичними методами механіки. Сучасний рівень розвитку обчислювальної техніки відкриває широкі можливості для впровадження МСЕ в інженерну практику. МСЕ реалізовано в багатьох відомих й широко розповсюджених програмних продуктах, що забезпечують міцнісний розрахунок моделей машин, механізмів, конструкцій, у тому числі рухомого складу залізниць. Результати. У статті представлено аналіз проведених теоретичних та експериментальних досліджень міцнісних якостей елементів рухомого складу на прикладі хребтової балки вантажних вагонів; розрахунки виконано з використанням сучасного пакету прикладних програм. Представлений приклад використання запропонованого підходу засвідчив його працездатність та ефективність, а також правильність спрямування відповідних науково-дослідних робіт. Запропонований підхід може бути використаний при вирішенні подібних оптимізаційних задач у науково-дослідній та дослідно-конструкторській практиці транспортного машинобудування. Наукова новизна. Авторами запропонований метод визначення показників надійності та розв’язання науково-прикладної проблеми розрахунку елементів вантажних вагонів із урахуванням особливостей експлуатації та впливу режиму навантаження, що дає можливість визначати їх довговічність ще на стадії проектування. Розроблено та досліджено модель хребтової балки вантажного вагона, на основі якої отримані залежності, що характеризують напружено- деформований стан її елементів. Були отримані науково-обґрунтовані результати з оцінки міцнісних якостей хребтових балок вантажних вагонів залежно від їх конструктивного виконання. Розглянуті аспекти, пов’язані з сучасним станом й перспективами розвитку залізничного транспорту, використанням програмного комплексу при проектуванні та розрахунках рухомого складу в залізничній галузі. Практична значимість. Теоретичні та експериментальні дослідження міцнісних якостей елементів рухомого складу розглянуто на прикладі хребтової балки вантажного вагону; розрахунки виконано з використанням сучасного пакету програм. Застосування отриманих результатів сприяє підвищенню безпеки руху вантажних вагонів та дозволить покращити техніко-економічні показники роботи залізничного транспорту. | uk_UA |
| dc.description.abstract | RU: Цель. Главной целью данной работы является анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований прочностных качеств подвижного состава; поиск средств проектирования, моделирования, выбора, обоснования продления срока службы грузовых вагонов и их элементов. Методика. Работа основана на методе конечных элементов (МКЭ), позволяющему практически полностью автоматизировать расчет механических систем, хотя, как правило, требует выполнения значительно большего числа вычислительных операций по сравнению с классическими методами механики. Современный уровень развития вычислительной техники открывает широкие возможности для внедрения МКЭ в инженерную практику. МКЭ реализовано во многих известных и широко распространенных программных продуктах, которые обеспечивают прочностной расчет моделей машин, механизмов, конструкций, в том числе подвижного состава железных дорог. Результаты. В статье представлен анализ проведенных теоретических и экспериментальных исследований прочностных качеств элементов подвижного состава на примере хребтовой балки грузовых вагонов; расчеты выполнены с использованием современного пакета прикладных программ. Представленный пример использования предложенного подхода показал его работоспособность и эффективность, а также правильность направления соответствующих научно-исследовательских работ. Предложенный подход может быть использован при решении подобных оптимизационных задач в научно-исследовательской и опытно-конструкторской практике транспортного машиностроения. Научная новизна. Авторами предложен метод определения показателей надежности и решения научно-прикладной проблемы расчета элементов грузовых вагонов с учетом особенностей эксплуатации и влияния режима нагрузки, что позволяет определять их долговечность еще на стадии проектирования. Разработана и исследована модель хребтовой балки грузового вагона, на основе которой получены зависимости, характеризующие напряженно- деформированное состояние ее элементов. Получены научно обоснованные результаты оценки прочностных качеств позвоночных балок грузовых вагонов в зависимости от их конструктивного исполнения. Рассмотрены аспекты, связанные с современным состоянием и перспективами развития железнодорожного транспорта, использованием программного комплекса при проектировании и расчетах подвижного состава в железнодорожной отрасли. Практическая значимость. Теоретические и экспериментальные исследования прочностных качеств элементов подвижного состава рассмотрены на примере хребтовой балки грузового вагона; расчеты выполнены с использованием современного пакета программ. Применение полученных результатов будет способствовать повышению безопасности движения грузовых вагонов и позволит улучшить технико- экономические показатели работы железнодорожного транспорта. | ru_RU |
| dc.description.abstract | EN: Purpose. The purpose of this paper is to analyze the results of theoretical and experimental studies of the strength properties of rolling stock; search for design tools, modeling, selection, justification of the service life extension of freight cars and their elements. Methodology. The article is based on the finite element method (FEM). It makes possible to completely automate the calculation of mechanical systems, although, as a rule, it requires a much larger number of computational operations than the classical methods of mechanics. The modern level of development of computer technology opens wide opportunities for the introduction of FEM into engineering practice. FEM is implemented in many well-known and widely distributed software products that provide strength analysis of models of machines, mechanisms, structures, including the rolling stock of railways. Findings. The article presents an analysis of the theoretical and experimental studies of the strength properties of rolling stock elements on the example of the spine beam of freight cars; calculations were performed using a modern application program package. The presented example of use of the offered approach has shown its operation capacity and efficiency, as well as correctness of the research direction. The offered approach can be used when solving similar optimization tasks in research and developmental practice of transport mechanical engineering. Originality. The authors proposed method of determining the reliability indicators and solving scientific and applied problem of calculating the elements of freight cars, taking into account the operation features and the loading mode impact. This allows determining their durability at the design stage. There were developed and investigated the models of the spine beam of a freight car, on the basis of which the dependences characterizing the stress-strain state of its elements were obtained. Scientifically substantiated results of the evaluation of strength properties of spine beams of freight cars were obtained depending on their design. The aspects related to the current state and development prospects of railway transport, the use of the software complex in the design and calculation of rolling stock in the railway industry are considered. Practical value. The theoretical and experimental studies of the strength properties of rolling stock elements were considered on the example of a spine beam in a freight car. Calculations were performed using a modern software package. The application of these results will contribute to increase the safety of freight cars and improve the technical and economic performance of railway transport. | en |
| dc.identifier | DOI: 10.15802/stp2018/123457 | en |
| dc.identifier.citation | Недужа, Л. О. Теоретичні та експериментальні дослідження міцнісних якостей хребтової балки вантажного вагона / Л. О. Недужа, А. О. Швець // Наука та прогрес транспорту. – 2018. – № 1 (73). – С. 131–147. – doi: 10.15802/stp2018/123457. | uk_UA |
| dc.identifier.issn | 2307–3489 (Print) | |
| dc.identifier.issn | 2307–6666 (Online) | |
| dc.identifier.uri | http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/10465 | en |
| dc.identifier.uri | http://stp.diit.edu.ua/article/view/123457/120420 | en |
| dc.identifier.uri | http://stp.diit.edu.ua/article/view/123457 | en |
| dc.language.iso | uk_UA | uk_UA |
| dc.publisher | Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро | uk_UA |
| dc.subject | метод скінченних елементів | uk_UA |
| dc.subject | міцність елементів рухомого складу | uk_UA |
| dc.subject | напруження в хребтовій балці вагона | uk_UA |
| dc.subject | рухомий склад | uk_UA |
| dc.subject | хребтова балка вантажного вагона | uk_UA |
| dc.subject | метод конечных элементов | ru_RU |
| dc.subject | прочность элементов подвижного состава | ru_RU |
| dc.subject | напряжение в хребтовой балке вагона | ru_RU |
| dc.subject | подвижной состав | ru_RU |
| dc.subject | хребтовая балка грузового вагона | ru_RU |
| dc.subject | finite element method | en |
| dc.subject | strength of rolling stock | en |
| dc.subject | stress in spine beam of car | en |
| dc.subject | spine beam of freight car | en |
| dc.subject | КТБМ | uk_UA |
| dc.title | Теоретичні та експериментальні дослідження міцнісних якостей хребтової балки вантажного вагона | uk_UA |
| dc.title.alternative | Теоретические и экспериментальные исследования прочностных качеств хребтовой балки грузового вагона | ru_RU |
| dc.title.alternative | Theoretical and Experimental Research of Strength Properties of Spine Beam of Freight Cars | en |
| dc.type | Article | en |