Please use this identifier to cite or link to this item: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/3803
Title: Дослідження міцності контейнера-цистерни удосконаленої конструкції при комп’ютерному моделюванні експлуатаційних умов
Other Titles: Исследование прочности контейнера-цистерны усовершенствованной конструкции при компьютерном моделировании эксплуатационных условий
Research of a Tank-Container Strength of Improved Construction Using the Computer Simulation of Operating Conditions
Authors: Ловська, А. О.
Фомін, Олексій Вікторович
Окороков, Андрій Михайлович
Окороков, Андрей Михайлович
Okorokov, Andriy M.
Мельничук, О. М.
Keywords: контейнер-цистерна
удосконалена несуча конструкція
впровадження круглих труб
напружено-деформований стан
оптимізація
контейнер-цистерна
усовершенствованная несущая конструкция
внедрение круглых труб
напряженно-деформированное состояние
оптимизация
tank-container
improved supporting construction
introduction of round pipes
stress-deformed state
optimization
КВВГ
КУЕР
Issue Date: 2015
Publisher: Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Citation: Ловська А. О., Фомін О. В., Окороков А. М., Мельничук О. М. Дослідження міцності контейнера-цистерни удосконаленої конструкції при комп’ютерному моделюванні експлуатаційних умов. Наука та прогрес транспорту. 2015. № 2 (56). С. 180– 188. doi: 10.15802/stp2015/42177.
Abstract: UK: Мета. В роботі проводиться висвітлення результатів та особливостей проведеного комп’ютерного дослідження міцності контейнера-цистерни удосконаленої (шляхом впровадження до несучої системи труб круглого перерізу) конструкції в умовах експлуатації. Методика. Для досягнення зазначеної мети досліджено умови експлуатації контейнера-цистерни типової конструкції. У процесі дослідження міцності контейнера-цистерни в умовах експлуатації побудовано його просторову геометричну модель. Визначені максимальні еквівалентні напруження, які виникають в його несучій конструкції при дії найбільш несприятливих експлуатаційних режимів навантажень. Розрахунки проведено з використанням методу скінчених елементів. Встановлено, що запас міцності типової конструкції контейнера-цистерни складає близько 2. Для зменшення матеріалоємності контейнера-цистерни пропонується провести удосконалення його несучої системи шляхом заміни труб квадратного перерізу, які використовуються у типовій конструкції, на круглі труби (при забезпеченні умов міцності та експлуатаційної надійності). Результати. Розроблено удосконалену несучу конструкцію контейнера-цистерни для перевезення нафтопродуктів. Для отримання оптимальної конструкції його каркасу проведені оптимізаційні дослідження за критерієм мінімальної матеріалоємності. Наукова новизна. Запропоновано модель міцності контейнера-цистерни, котра надає можливість визначення еквівалентних напружень у його несучій конструкції при співударянні, як найбільш несприятливому випадку навантаження. Розроблено удосконалену конструкцію контейнера-цистерни з використанням оптимізаційного моделювання. Ця конструкція контейнера-цистерни розрахована на всі види навантажень, які зазначені у нормативних документах. Практична значимість. Результати розрахунку на міцність показали, що напруження в удосконаленій несучій конструкції контейнера-цистерни при основних режимах експлуатаційних навантажень не перевищують допустимі. Техніко-економічне обґрунтування впровадження запропонованих технічних рішень несучої конструкції контейнера-цистерни показало, що можливо досягти суттєвого економічного ефекту вже при їх виробництві. Отримані результати досліджень доводять, що впровадження круглих труб в несучі конструкції вантажних вагонів, а також інших засобів транспортного машинобудування є перспективним напрямком наукових досліджень.
RU: Цель. В работе проводится изложение результатов и особенностей проведенного компьютерного исследования прочности контейнера-цистерны усовершенствованной (путем внедрения в несущую систему труб круглого сечения) конструкции в условиях эксплуатации. Методика. Для достижения поставленной цели исследованы условия эксплуатации контейнера-цистерны типовой конструкции. В процессе исследования прочности контейнера-цистерны в условиях эксплуатации построена его пространственная геометрическая модель. Определены максимальные эквивалентные напряжения, которые возникают в его несущей конструкции при воздействии наиболее неблагоприятных эксплуатационных режимов нагрузок. Расчеты проведены с использованием метода конечных элементов. Установлено, что запас прочности типовой конструкции контейнера-цистерны составляет около 2. Для уменьшения металлоемкости контейнера-цистерны предлагается проведение усовершенствования его несущей системы путем замены труб квадратного сечения, которые используются в типовой конструкции, на круглые трубы (при обеспечении условий прочности и эксплуатационной надежности). Результаты. Разработана усовершенствованная несущая конструкция контейнера-цистерны для перевозки нефтепродуктов. Для получения оптимальной конструкции его каркаса проведены оптимизационные исследования по критерию минимальной материалоемкости. Научная новизна. Предложена модель прочности контейнера-цистерны, которая дает возможность определения эквивалентных напряжений в его несущей конструкции при соударении, как наиболее неблагоприятном случае при погрузке. Разработана усовершенствованная конструкция контейнера-цистерны с использованием оптимизационного моделирования. Эта конструкция контейнера-цистерны рассчитана на все виды нагрузок, которые указаны в нормативных документах. Практическая значимость. Результаты расчета на прочность показали, что напряжения в усовершенствованной несущей конструкции контейнера-цистерны при основных режимах эксплуатационных нагрузок не превышают допустимых. Технико-экономическое обоснование внедрения предложенных технических решений в несущую конструкцию контейнера-цистерны показало, что возможно достижение существенного экономического эффекта уже при их производстве. Полученные результаты исследований доказывают, что внедрение круглых труб в несущую конструкцию грузовых вагонов, а также других средств транспортного машиностроения является перспективным направлением научных исследований.
EN: Purpose. This article highlights the сoverage of the results and characteristics of computer research of tankcontainer construction strength in operation that was improved by using round pipes as supporting constructions. Methodology. To achieve this aim, operation conditions of the typical tank-container construction were investigated. To study the strength of the tank-container in operation the spatial geometric model was constructed. The maximum equivalent stresses that occur in its supporting structures under the action of the most adverse operating conditions load were defined. Calculations were carried out using the finite element method. It was found that the margin of safety of the standard design container is about 2. For the metal content contraction of the tank-container it is proposed the improvement of its supporting construction by replacing round pipes instead of square pipes, which are used in typical design (providing in terms of durability and operational reliability). Findings. The improved supporting structure of the tank-container for transporting the petroleum products was developed. For the optimal design of its frame optimality research were conducted on the criterion if minimum material consumption. Originality. A model of strength tank-container which provides the possibility to determine the equivalent stresses in its supporting structure by encountering as the most unfavorable case of load was offered. The improved supporting structure of a tank-container using simulation optimization was developed. The improved construction of a tankcontainer is designed for all types of loads specified in the regulations. Practical value. The results of strength calculation showed that the tension of an improved supporting construction of a tank-container in the main modes of operating does not exceed the allowable values. Technical and economic feasibility of the proposed engineering solutions to the supporting construction showed that it was possible to make substantial economic effect during their production. The obtained results prove that the introduction of round pipes as the supporting constructions of freight cars and other means of transport engineering is a promising direction of a scientific research.
Description: А. Ловська: ORCID 0000-0002-8604-1764; О. Фомін: ORCID 0000-0003-2387-9946; A. Окороков: ORCID 0000-0002-3111-5519; О. Мельничук: ORCID 0000-0001-5029-1940
URI: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/3803
http://stp.diit.edu.ua/article/view/42177/42089
http://stp.diit.edu.ua/article/view/42177
Other Identifiers: doi: 10.15802/stp2015/42177
Appears in Collections:Статті КВВГ
№ 2 (56)
Статті КУЕР

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
13.pdf722,26 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.