ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК [629.463:629.4.023.1]:[531.391+539.4]

Технічна механіка, 2023, 2, 91 - 104

МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ЕЛЕМЕНТІВ ВАНТАЖНОГО ВАГОНА ЗІ ЗМІННИМ КУЗОВОМ ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ НАВАНТАЖЕННЯХ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2023.02.091

Соболевська М. Б., Горобець Д. В.

Соболевська М. Б.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Горобець Д. В.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

      Новим напрямком у сфері залізничних транспортних послуг є використання вантажних вагонів зі змінними кузовами. Екіпажною частиною таких вагонів є платформа для змінних кузовів, яка складається з рами, ходових частин, автозчіпного, автогальмівного обладнання та пристроїв кріплення змінних кузовів. В разі потреби, наприклад при сезонній зміні вантажів, можуть бути використані одні й ті самі платформи, в той час як порожні кузови одного призначення відокремлюються від платформ, замінюються змінними кузовами іншого призначення. Отримані таким чином нові вантажні вагони далі експлуатуються як спеціалізовані. Перевагою технології перевезень вантажів вагонами зі змінними кузовами є те, що вона дозволяє знизити витрати на придбання і утримання рухомого складу за рахунок ефективної експлуатації платформи як найбільш вартісної частини вагона, уникнути простою вагонів при сезонних коливаннях відправки вантажів, а при пошкодженні кузовів забезпечити їх швидку заміну. Технологію вантажних перевезень доцільно впровадити на вітчизняних залізницях, використовуючи світовий досвід розробки конструкцій вагонів зі змінними кузовами. В статті розглянуто залізничний вагон зі змінним кузовом, екіпажною частиною якого є вагон-платформа для контейнерних перевезень. Метою досліджень, викладених в статті, є математичне моделювання напружено-деформованого стану (НДС) елементів вантажного вагона зі змінним кузовом при нормативних навантаженнях згідно з ДСТУ EN 12663-2:2018. Наукову новизну мають розроблені скінченно-елементні моделі для дослідження НДС елементів вагона-платформи з 45-футовим контейнером, а також вантажного вагона зі змінним кузовом при нормативних навантаженнях з урахуванням особливостей кріплення змінного кузова до рами екіпажної частини вагона та наявності зазорів в елементах кріплень. За допомогою розроблених скінченно-елементних моделей проведено дослідження НДС елементів розглянутих конструкцій при дії нормативних навантажень. Відповідно до вимог ДСТУ EN 12663-2:2018 дано оцінку міцності елементів конструкції рами вагона-платформи при різних режимах навантажень. Встановлено, що міцність досліджуваної конструкції рами вагона-платформи з 45-футовим контейнером відповідає нормативним вимогам, а міцність конструкції рами екіпажної частини вагона зі змінним кузовом не відповідає вимогам ДСТУ EN 12663-2:2018. Виконані дослідження свідчать про необхідність посилення елементів кріплення змінного кузова до екіпажної частини вагона та удосконалення самої конструкції рами екіпажної частини вагона.
     

вантажний вагон зі змінним кузовом, елементи кріплення кузова до екіпажної частини, скінченно-елементне моделювання, напружено-деформований стан, міцність конструкції

1. Національна економічна стратегія 2030. URL: https://nes2030.org.ua/#rec246067109 (дата звернення: 08.05.2023).

2. Постанова Кабінету Міністрів України від 03 березня 2021 р. № 179 Про затвердження Національної економічної стратегії на період до 2030 року. URL: https://www.kmu.gov.ua/npas/pro-zatverdzhennya-nacionalnoyi-eko-a179 (дата звернення: 08.05.2023).

3. Орлова А. В чем отличия и преимущества сменных и съемных кузовов грузовых вагонов. URL: https://wagon-cargo.ru/news/v-chem-otlichiya-i-preimushchestva-smennykh-i-semnykh-kuzovov-gruzovykh-vagonov/ (дата звернення: 30.11.2021).

4. Давидан А. Сменный кузов вагона – перспективная инновация в сфере транспортных услуг. URL: https://spec.rzd-partner.ru/page16921814.html (дата звернення: 30.11.2021).

5. Давидан А. Е. Бороненко Ю. П. Сменный кузов вагона – перспективная инновация в сфере транспортных услуг. URL: http://%D0%BC%D0%BE%D1%8F%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D1%8F1520 .%D1%80%D1%84/new/7411/ (дата звернення: 30.11.2021).

6. Вагоны со сменными кузовами. URL: https://www.uniwagon.com/multimedia/media_about_us/vagony-so-smennymi-kuzovami/ (дата звернення: 30.11.2021).

7. SECU-Box for Better utilization of Load Capacity. Advantage Environment – 2009. URL: http://advantage-environment.com (дата звернення: 08.05.2023).

8. Innofreight. InnoWaggon – No base, no go. URL: https://www.innofreight.com/en/logistics-solutions/inno-waggon/ (дата звернення: 08.05.2023).

9. Innovations WASCOSA flex freight system® with timber cassette swap body. URL: https://www.wascosa.ch/wagenpark/pdf/en/innovationen/inno_wascosa_flex_freight_system_timber_swap_body.pdf (дата звернення: 08.05.2023).

10. Innovations WASCOSA flex freight system® with E-type swap body. URL: https://www.wascosa.ch/wagenpark/pdf/en/innovationen/inno_wascosa_flex_freight_system_e_type_swap_body.pdf (дата звернення: 08.05.2023).

11. Wascosa introduces the Wascosa flex freight system for transporting chemical products. URL: https:// tanknewsinternational.com/wascosa-introduces-the-wascosa-flex-freight-system-for-transporting-chemical-products/ (дата звернення: 08.05.2023).

12. TransANT: инновационные грузовые вагоны. URL: https://www.railway.supply/transant-innovaczionnye-gruzovye-vagony/ (дата звернення: 08.05.2023).

13. В Австрии изготовлена первая партия инновационных модульных грузовых вагонов. URL: https://logist.today/dnevnik_logista/2019-11-23/v-avstrii-izgotovlena-pervaja-partija-innovacionnyh-modulnyh-gruzovyh-vagonov/ (дата звернення: 08.05.2023).

14. Шестиосный вагон-платформа сочлененного типа со сменными кузовами, модель 13-9994*. URL: http://%D0%B2%D1%80%D0%B5%D0%BC%D1%8F%D0%BE%D0%B2%D0%BA.online/view/wagons/13-9994/ (дата звернення: 30.11.2021).

15. ПАТ “Крюківський вагонобудівний завод”. Вагон-платформа модель 13-7133 і 13-7133-01. URL: https://www.kvsz.com/index.php/ua/produktsiya/vantazhne-vagonobuduvan nya/vagoni-platformi/item/2415-vahon-platforma-model-13-7133-i-13-7133-01 (дата звернення: 08.05.2023).

16. ДСТУ ISO 668:2015 (ISO 668:2013, IDT) Вантажні контейнери серії 1. Класифікація, розміри та номінальні характеристики. URL: http://csm.kiev.ua/nd/nd.php?b=1&l=3776 (дата звернення: 08.05.2023).

17. ДСТУ EN 12663-2:2018 (EN 12663-2:2010, IDT) Залізничний транспорт. Конструкційні вимоги до кузовів залізничних транспортних засобів. Частина 2. Вантажні вагони. URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=81572 (дата звернення: 08.05.2023).

18. ДСТУ 7598:2014 Вагони вантажні. Загальні вимоги до розрахунків та проектування нових і модернізованих вагонів колії 1520 мм (несамохідних). URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html? id_doc=73763 (дата звернення: 08.05.2023).

19. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. 541 с.

20. Александров А. В., Потапов В. Д. Основы теории упругости и пластичности. М.: Высшая школа, 1990. 400 с.

21. Каплун А. Б. Ansys в руках инженера. М.: Едиториал УРСС, 2003. 272 с.

Copyright (©) 2023 Соболевська М. Б., Горобець Д. В.

Copyright © 2014-2023 Технічна механіка