Оцінка міцності надресорних балок візків вантажних вагонів
Loading...
Date
2006
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Державний науково-дослідний центр залізничного транспорту України, Київ
Abstract
UK: В статті проведено аналіз можливих шляхів удосконалення конструкції , а також технології виготовлення надресорної балки візка ЦНИИ-Х3 моделі 18-100. При аналізі був проведений розрахунок напружено - деформованого стану надресорних балок візків моделі 18-100 виготовлених за допомогою технології литва та зварювання попередньо деформованих та вирізаних листів, так звана штампозварна конструкція. Розрахунок проводився використовуючи метод кінцевих елементів (МКЕ). При аналізі були враховані всі сили у відповідності з нормативними документами для вагонів колії 1520 мм та схем обпирання вагону на надресорну балку. Відповідно до нормативних документів та схем обпирання було побудовані схеми та визначені значення сил для стандартного напіввагона. Самі розрахунки виконані в програмному комплексі MSC Nastran for Windows шляхом розбиття побудованої в ньому твердотільної моделі на кінцеві елементи. Також при аналізі був знайдений та розрахований оптимальний розмір елемента, який для нашого випадку склав 25 мм.
В результаті розрахунків та аналізу отриманих значень напружень в найбільш небезпечних зонах надресорної балки було встановлено, що конструкція надресорної балки зі сферичним підп’ятником та ковзунами з постійним контактом є менш навантаженою, а отже більш надійною.
Також в статті запропоновано провести натурні випробування після проведення теоретичних досліджень, що дало б змогу більш глибоко та вірно оцінити можливість та доцільність запровадження штампозварної конструкції надресорної балки з сферичним підп’ятником.
RU: В статье проведен анализ возможных путей усовершенствования конструкции, а также технологии изготовления надрессорной балки тележки ЦНИИ-Х3 модели 18-100. При анализе был проведен расчет напряженно - деформированного состояния надрессорных балок тележек модели 18-100 изготовленных с помощью технологии литья и сварки предварительно деформированных и вырезанных листов, так называемая штампосварная конструкция. Расчет был проведен используя метод конечных элементов (МКЭ). При анализе были учтены все силы в соответствии с нормативными документами для вагонов колеи 1520 мм и схем опирания вагона на надрессорную балку. Согласно нормативным документам и схем опирания были построены схемы и определены значения сил для стандартного полувагона. Сами расчеты выполнены в программном комплексе MSC Nastran for Windows путем разбития построенной в нем твердотельной модели на конечные элементы. Также при анализе был найден и рассчитан оптимальный размер элемента, который для нашего случая составил 25 мм. В результате расчетов и анализа полученных значений напряжений в наиболее опасных зонах надрессорной балки было установлено, что конструкция надрессорной балки со сферическим подпятником и скользунами с постоянным контактом менее нагруженной, а следовательно более надежной. Также в статье предложено провести натурные испытания после проведения теоретических исследований, позволило бы более глубоко и более точно оценить возможность и целесообразность введения штампосварных конструкций надрессорной балки со сферическим подпятником.
EN: In the article analyzed the possible ways of improvement of a construction, and also production techniques of a bogie bolster of the ZNII-X3 (ЦНИИ-Х3) of model 18-100. In the analysis is calculated the stressed-deformed state of the bogie bolsters of model 18-100 manufactured by means of casting and welding technology of previously deformed and cut out sheets, a so-called pressed and welded construction. The calculation has been carried out using the finite-element method (FEM). In the analysis have been considered all forces according to normative documents for cars of a track of 1520 mm and schemes of a support of the car on a bogie bolster. According to normative documents and schemes of a support are constructed the schemes and are defined values of forces for the standard open railroad freight car. The calculations are executed in the program complex MSC Nastran for Windows by breaking the constructed in it solid model on final elements. Also in the analysis has been found and calculated the optimum size of an element which for our case has made 25 mm. As a result of the calculations and the analysis of the received stress values in the most dangerous zones of a bogie bolster it has been established that a construction of a bogie bolster with a spherical truck central bearing and side radial blocks with constant contact is less stressed and consequently more reliable. Also in article it is offered to carry out natural tests after carrying out theoretical researches, would allow more deeply and more precisely to estimate a possibility and expediency of introduction the pressed and welded constructions of a bogie bolster with a truck central bearing.
RU: В статье проведен анализ возможных путей усовершенствования конструкции, а также технологии изготовления надрессорной балки тележки ЦНИИ-Х3 модели 18-100. При анализе был проведен расчет напряженно - деформированного состояния надрессорных балок тележек модели 18-100 изготовленных с помощью технологии литья и сварки предварительно деформированных и вырезанных листов, так называемая штампосварная конструкция. Расчет был проведен используя метод конечных элементов (МКЭ). При анализе были учтены все силы в соответствии с нормативными документами для вагонов колеи 1520 мм и схем опирания вагона на надрессорную балку. Согласно нормативным документам и схем опирания были построены схемы и определены значения сил для стандартного полувагона. Сами расчеты выполнены в программном комплексе MSC Nastran for Windows путем разбития построенной в нем твердотельной модели на конечные элементы. Также при анализе был найден и рассчитан оптимальный размер элемента, который для нашего случая составил 25 мм. В результате расчетов и анализа полученных значений напряжений в наиболее опасных зонах надрессорной балки было установлено, что конструкция надрессорной балки со сферическим подпятником и скользунами с постоянным контактом менее нагруженной, а следовательно более надежной. Также в статье предложено провести натурные испытания после проведения теоретических исследований, позволило бы более глубоко и более точно оценить возможность и целесообразность введения штампосварных конструкций надрессорной балки со сферическим подпятником.
EN: In the article analyzed the possible ways of improvement of a construction, and also production techniques of a bogie bolster of the ZNII-X3 (ЦНИИ-Х3) of model 18-100. In the analysis is calculated the stressed-deformed state of the bogie bolsters of model 18-100 manufactured by means of casting and welding technology of previously deformed and cut out sheets, a so-called pressed and welded construction. The calculation has been carried out using the finite-element method (FEM). In the analysis have been considered all forces according to normative documents for cars of a track of 1520 mm and schemes of a support of the car on a bogie bolster. According to normative documents and schemes of a support are constructed the schemes and are defined values of forces for the standard open railroad freight car. The calculations are executed in the program complex MSC Nastran for Windows by breaking the constructed in it solid model on final elements. Also in the analysis has been found and calculated the optimum size of an element which for our case has made 25 mm. As a result of the calculations and the analysis of the received stress values in the most dangerous zones of a bogie bolster it has been established that a construction of a bogie bolster with a spherical truck central bearing and side radial blocks with constant contact is less stressed and consequently more reliable. Also in article it is offered to carry out natural tests after carrying out theoretical researches, would allow more deeply and more precisely to estimate a possibility and expediency of introduction the pressed and welded constructions of a bogie bolster with a truck central bearing.
Description
Keywords
вантажні вагони, надресорні балки, твердотільні моделі, напружено – деформований стан, грузовые вагоны, надрессорные балки, твердотельные модели, напряженно – деформированное состояние, freight wagons, bogie bolsters, solid models, the stressed-deformed state, КРС (ЛФ)
Citation
Терещак, Ю. В. Оцінка міцності надресорних балок візків вантажних вагонів / Ю. В. Терещак // Залізничний транспорт України. – 2006. – № 6. – С. 62–64.