ОЦІНКА НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ РАМИ ВІЗКА ДИЗЕЛЬ-ПОЇЗДА ДПКР-2 ПІД ЧАС ДІЇ РОЗРАХУНКОВИХ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ НАВАНТАЖЕНЬ

Autor: Kostrytsia, S. A., Molchanov, S. Y., Kramarenko, M. V., Hrechkin, A. A., Laktionov, D. V.
Jazyk: ruština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport; № 1(79) (2019); 128-138
Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта; № 1(79) (2019); 128-138
Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту; № 1(79) (2019); 128-138
ISSN: 2307-3489
2307-6666
Popis: Purpose. The article is aimed to ensure the operation safety, increase in the strength and durability of the most loaded supporting elements of rolling stock – bogies, in particular the bogies of the DPKr-2 diesel train. Methodology. In order to assess the design strength of the bogie prototype, a spatial solid-state 3D model was constructed. Using the software package implementing the finite element method, the most loaded nodes of the bogie frame are determined based on the Palmgren–Miner–Mises theory. During the finite element modeling, the peculiarities of the design work in operation, the action of static loads and the corresponding dynamic additives are taken into account. The results of calculation were used to develop the layout diagram of the strain gauges on the bogie frame during the running strength tests. According to their results, the fatigue strength of the bogie frame prototype under the action of operating loads was estimated and a conclusion was made about the need to strengthen its design. The design management of the PJSC «Kryukov Railway Car Building Works» proposed the variant of enhancing the bogie frame prototype. Findings. Based on the results of theoretical and experimental studies, the prototype design of the DPKr-2 diesel train was modernized, which made it possible to reduce stresses in the most loaded nodes and significantly increase its durability. Strength calculations and running strength tests of diesel trains with modernized bogies were carried out. Originality. For the first time, a spatial finite element model of the new generation diesel train was constructed and the strength calculation was carried out under the action of design loads. The constructed model made it possible to choose the variant of modernizing the frame prototype that satisfies the fatigue strength conditions. The conducted experimental studies have shown the efficiency of modernization, in particular the increase in strength and durability of the design. Practical value. The complex of design and experimental work on the assessment of the stress-strain state of the bogie frame of the DPKr-2 diesel train under the action of design and operating loads allowed creating a design that satisfies both the operational requirements and the requirements of strength and durability. The developed design of the bogie frame makes it possible to increase the operation safety and can be used in the next generation diesel trains.
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 конструкции 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.
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 розміщення 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 «Крюківський 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 напруження в найбільш навантажених вузлах і значно збільшити її довговічність. Виконано розрахунки на міцність і ходові випробування на міцність дизель-поїзда з модернізованими візками. Наукова новизна. Уперше 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 навантажень 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.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: