Определение динамической нагруженности несущей конструкции вагона-хоппера с фактическими размерами конструкционных элементов
| Jazyk: | angličtina |
|---|---|
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: |
динамічна навантаженість
transport mechanics вагон-хопер несуча конструкція ресурс эксплуатации транспортная механика ресурс експлуатації транспортна механіка несущая конструкция supporting structure залізничний транспорт динамическая нагруженность dynamic loading hopper wagon railway transport service life железнодорожный транспорт |
| Zdroj: | Technology audit and production reserves; Vol. 1 No. 1(57) (2021): Industrial and technology systems; 6-11 Technology audit and production reserves; Том 1 № 1(57) (2021): Виробничо-технологічні системи; 6-11 Technology audit and production reserves; Том 1 № 1(57) (2021): Производственно-технологические системы; 6-11 |
| ISSN: | 2664-9969 2706-5448 |
| Popis: | The object of research is the supporting structure of the pellet wagon with the actual dimensions of the supporting elements. One of the most problematic areas is the determination of the indicators of dynamics and strength of the supporting structure of the hopper wagon with the actual dimensions of the structural elements. A study of the dynamic loading of the supporting structure of the hopper wagon was carried out. At the same time, the actual dimensions of the structural elements were determined by means of field studies. Mathematical modeling of the dynamic loading of the load-carrying structure of a hopper wagon with the actual dimensions of structural elements was carried out by means of mathematical modeling. The studies were carried out in a flat coordinate system. The presence of three degrees of freedom of the supporting structure of the hopper wagon was taken into account: vibrations of twitching, bouncing and galloping. Differential equations were solved in the MathCad software package. In doing so, they were reduced to the Cauchy normal form, and then integrated using the Runge-Kutta method. It was found that the maximum value of the acceleration acting on the supporting structure of the hopper wagon is 38.5 m/s2, which is 2.7% higher than the acceleration of the supporting structure with nominal dimensions. Computer simulation of the dynamic loading of the supporting structure of the hopper wagon was carried out. The calculation was carried out using the finite element method in the SolidWorks Simulation (CosmosWorks) software package. It was found that the maximum accelerations are concentrated in the middle part of the supporting structure of the hopper wagon and amount to 36.2 m/s2. The F-criterion was used to verify the developed model. The calculations showed that the calculated value of the criterion is Fc = 1.09 and is less than the table value Ft = 3.29. The adequacy hypothesis is not rejected. The natural frequencies and vibration modes of the hopper wagon supporting structure were determined. It has been established that the values of natural vibration frequencies of the hopper wagon bearing structure with the actual dimensions of the structural elements are within the permissible limits. The research will contribute to the creation of relevant developments to extend the service life of wagons that have exhausted their standard resource, as well as to increase the efficiency of railway transport operation. Объектом исследования является несущая конструкция вагона-окатышевоза с фактическими размерами несущих элементов. Одним из самых проблемных мест является определение показателей динамики и прочности несущей конструкции вагона-хоппера с фактическими размерами конструктивных элементов. Проведено исследование динамической нагруженности несущей конструкции вагона-хоппера. При этом определены фактические размеры конструкционных элементов путем натурных исследований. Проведено математическое моделирование динамической нагруженности несущей конструкции вагона-хоппера с фактическими размерами конструкционных элементов путем математического моделирования. Исследования проведены в плоской системе координат. К вниманию принято наличие трех степеней свободы несущей конструкции вагона-хоппера: колебания подергивания, подпрыгивания и галопирования. Решение дифференциальных уравнений осуществлено в программном комплексе MathCad. При этом они сводились к нормальной форме Коши, а затем интегрировались с помощью метода Рунге-Кутта. Установлено, что максимальная величина ускорения, действующего на несущую конструкцию вагона-хоппера составляет 38,5м/с2, что выше на 2,7% чем ускорение несущей конструкции с номинальными размерами. Проведено компьютерное моделирование динамической нагруженности несущей конструкции вагона-хоппера. Расчет проведен по методу конечных элементов в программном комплексе SolidWorks Simulation (CosmosWorks). Установлено, что максимальные ускорения сосредоточены в средней части несущей конструкции вагона-хоппера и составляют 36,2м/с2. Для верификации разработанной модели использован F-критерий. Проведенные расчеты показали, что расчетное значение критерия составляет Fр=1,09 и является меньше табличного значения Ft=3,29. Гипотеза об адекватности не отклоняется. Определены собственные частоты и формы колебаний несущей конструкции вагона-хоппера. Установлено, что значения собственных частот колебаний несущей конструкции вагона-хоппера с фактическими размерами конструкционных элементов находятся в пределах допускаемых. Проведенные исследования будут способствовать созданию соответствующих наработок по продлению срока службы вагонов, исчерпавших свой нормативный ресурс, а также повышению эффективности эксплуатации железнодорожного транспорта Об'єктом дослідження є несуча конструкція вагона-окатишевоза з фактичними розмірами несучих елементів. Одним з найбільш проблемних місць є визначення показників динаміки та міцності несучої конструкції вагона-хопера з фактичними розмірами конструкційних елементів. Проведено дослідження динамічної навантаженості несучої конструкції вагона-хопера. При цьому визначено фактичні розміри конструкційних елементів шляхом натурних досліджень. Проведено математичне моделювання динамічної навантаженості несучої конструкції вагона-хопера з фактичними розмірами конструкційних елементів шляхом математичного моделювання. Дослідження проведені в плоскій систем координат. До уваги прийнято наявність трьох ступенів вільності несучої конструкції вагона-хопера: коливання посмикування, підскакування та галопування. Розв’язання диференціальних рівнянь здійснено в програмному комплексі MathCad. При цьому вони зводилися до нормальної форми Коші, а після цього інтегрувалися за допомогою метода Рунге-Кутта. Встановлено, що максимальна величина прискорення, яке діє на несучу конструкцію вагона-хопера складає 38,5м/с2, що вище на 2,7% за прискорення несучої конструкції з номінальними розмірами. Проведено комп’ютерне моделювання динамічної навантаженості несучої конструкції вагона-хопера. Розрахунок проведений за методом скінчених елементів в програмному комплексі SolidWorks Simulation (CosmosWorks). Встановлено, що максимальні прискорення зосереджені в середній частині несучої конструкції вагона-хопера та складають 36,2м/с2. Для верифікації розробленої моделі використаний F-критерій. Проведені розрахунки показали, що розрахункове значення критерію складає Fр=1,09 та є меншим за табличне значення Ft=3,29. Гіпотеза про адекватність не відхиляється. Визначено власні частоти та форми коливань несучої конструкції вагона-хопера. Встановлено, що значення власних частот коливань несучої конструкції вагона-хопера з фактичними розмірами конструкційних елементів знаходяться в межах допустимих. Проведені дослідження сприятимуть створенню відповідних напрацювань щодо подовження строку служби вагонів, які вичерпали свій нормативний ресурс, а також підвищенню ефективності експлуатації залізничного транспорту. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|