автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Анализ нагруженности и совершенствование конструкции шкворневого узла трамвайного вагона

На правах рукописи

КОЛЯСОВ КОНСТАНТИН МИХАЙЛОВИЧ

АНАЛИЗ НАГРУЖЕННОСТИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ШКВОРНЕВОГО УЗЛА ТРАМВАЙНОГО ВАГОНА

Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2005

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС)».

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

БАЧУРИН Николай Сергеевич

• Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ГЛУШКО Марат Иванович

кандидат технических наук ГОРЯЧЕВ Сергей Александрович

Ведущая организация - Государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения»

Защита диссертации состоится « 25 » ноября 2005 г. в 14:00 на заседании диссертационного совета Д 218.013.01 при «Уральском государственном университете путей сообщения» по адресу: 620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66, ауд. 283. Тел./факс: (343) 358-55-02

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан «24» октября 2005г.

Отзыв на автореферат в 2-х экземплярах, заверенных гербовой печатью организации, просим направлять в адрес Ученого совета университета.

Ученый секретарь

диссертационного совета, профессо АСАДЧЕНКО В.Р.

20Р£-4 19243

3

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В городском транспорте многих городов России эксплуатируются трамвайные вагоны серии Т-3, около 90 % из которых уже выработали свой ресурс. Сложившаяся экономическая ситуация в России не позволяет обновлять быстрыми темпами подвижной состав городского электротранспорта. Поэтому существует проблема продления срока службы трамвайных вагонов и сокращения затрат на их ремонт. Среди комплекса мероприятий, направленных на решение этой задачи, важное значение имеют вопросы совершенствования конструкций узлов на основе применения современных методов расчета и проектирования.

Опыт эксплуатации показывает, что значительная доля отказов кузовов трамваев связана с низкой надежностью шкворневых узлов. Из эксплуатации и ремонта трамваев известно, что у 30% трамвайных вагонов основная неисправность шкворневого узла - это трещины в зонах сварных швов.

Совершенствование конструкции шкворневого узла, а следовательно и повышение долговечности кузова трамвайного вагона становится одной из важнейших задач современного городского электротранспорта. Поэтому в диссертации рассматриваются вопросы создания конструкции шкворневых узлов, позволяющей снизить его повреждаемость и за счет этого существенно повысить его долговечность.

Цель диссертационной работы состоит в разработке уточненной методики оценки нагруженности и выработке рекомендаций по совершенствованию конструкции шкворневого узла трамвайного вагона.

Методологической основой работы является современное представление о прочности и долговечности конструктивных элементов трамвайных вагонов. Общая методика исследований построена на использовании численных методов анализа, виртуального трехмерного моделирования, эксплуатационных испытаний.

«С. НАЦИОНАЛЬНА с ; БИБЛИОТЕКА

¿■даау'

-и X

Научная новизна

1. Предложена уточненная методика определения нагруженности шкворневого узла трамвайного вагона с учетом случайного процесса нагружения и характеристик сопротивления материала конструкции, позволяющая с достаточной точностью оценить его напряженно-деформированное состояние и долговечность.

2. Разработана расчетная модель кузова трамвайного вагона, основанная на использовании сочетания объемных, оболочечных и стержневых конечных элементов, позволяющая учесть совместную работу элементов конструкции трамвая и имитировать различные комбинации нагрузок, действующих на трамвайный вагон в эксплуатации.

3. Выполнен анализ технического состояния и определены показатели надежности шкворневых узлов трамвайных вагонов Т-3 на основе статистических данных об отказах в эксплуатации.

Практическая ценность

1. Разработанная в диссертации уточненная методика расчета нагружен-ности шкворневого узла трамвайного вагона позволяет на стадии проектирования производить выбор его рациональных параметров.

2. На основе проведенных исследований были даны рекомендации по совершенствованию технологии ремонта и технического обслуживания шкворневых узлов трамвайных вагонов.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на следующих конференциях и семинарах: научно-технической конференции «Молодые ученые транспорту», УрГУПС, 2001; III научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты», ПГУПС, 2003; Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта», УрГУПС, 2003; научно-технической конференции «Научные исследования на службе транспорта», г. Н. Тагил, 2004; региональной научно-практической конференции «Новейшие

достижения науки и техники на железнодорожном транспорте», ЧИПС, 2004; международной научной конференции, посвященной 75-летию РГУПС «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические», РГУПС, 2004; научно-технической конференции «Молодые ученые транспорту», УрГУПС, 2004; заседаниях кафедры «Вагоны» УрГУПС, 2002-2005.

Публикации. По результатам исследований, выполненных в диссертационной работе, опубликовано 6 работ.

Струстура и объем работы: диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы, состоящий из 94 наименований, и приложений. Содержит 139 страниц машинописного текста, 48 рисунков, 7 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение посвящено актуальности выбранной темы исследования, сформулирована цель работы и задачи, составившие предмет исследования.

В первой главе дан обзор исследований по оценке нагруженности подвижного состава, произведен анализ методов оценки прочности вагонных конструкций.

Большой вклад в разработку методов расчета, испытаний, проектирования и оптимизации подвижного состава внесли ученые П.С. Анисимов, Ю.Н. Аксенов, В.Р. Асадченко, Н.С. Бачурин, C.B. Беспалько, И.В. Бирюков, A.A. БитюцкиЙ, Е.П. Блохин, Г.И. Богомаз, М.М. Болотин, Ю.П. Бороненко, В.М. Бубнов, Г.П. Бурчак, И.А. Буше, М.Ф. Вериго, C.B. Вершинский, В.М. Винокуров, H.H. Воронин, М.И. Глушко, В.Н. Данилов, В.Д. Данович, В.А. Двухгла-вов, С.А. Другаль, Г.Б. Дурандин, Р.И. Зайнетдинов, В.А. Ивашов, В.Г. Иноземцев, И.П. Исаев, A.A. Камаев, С.Н. Киселев, A.C. Киселев, В.В. Кобищанов, А.Я. Коган, А.Д. Конюхов, H.A. Костенко, В.Н. Котуранов, А.Д. Кочнов, В.А. Лазарян, В.В. Лукин, Л.А. Манашкин, М.Н. Овечников, Г.И. Петров, В.Е. Попов, О.М. Савчук, М.М. Соколов, A.B. Смольянинов, П.А. Устич, В.Н. Филип-

пов, В.Д. Хусидов, И.И. Челноков, Ю.М. Черкашин, JT.A. Шадур, С.М. Шудрак,

A.B. Юрченко, В.Ф. Яковлев и другие.

Обширные исследования по созданию и совершенствованию шкворневых узлов подвижного состава провели ученые: Гамиров В.И., Пашарин С.И., Юдин

B.А., Дерябин Л.И., Блохин Е.П., Юрченко A.B., Даценко В.Н., Зайнетдинов Р.И., Тененбаум Б.Я., Михайлов С.И. и др. В работах этих исследователей решены многие вопросы конструирования и выбора оптимальных параметров шкворневых узлов.

Однако существующие методики численного анализа прочности либо не в полной мере учитывают особенности работы узлов, либо осложнены необходимостью сбора и анализа большого количества статистических данных о характере и количестве отказов конструкции. Наиболее часто используемыми конечно-элементными моделями для исследования напряженно-деформированного состояния кузовов вагонов являются пластинчато-стержневые и пластинчатые модели. Основные допущения, используемые при разработке этих моделей, не позволяют с требуемой точностью получить распределение напряжений по объему материала элементов конструкции и уровней локальных напряжений в местах концентрации.

Проведенный анализ современного состояния вопроса позволил сформулировать задачи исследования:

1. Разработать уточненную методику и алгоритм расчета нагруженное™ шкворневого узла трамвайного вагона с учетом случайного процесса нагруже-ния, характеристик сопротивления материала конструкции и особенностей его эксплуатации;

2. Оценить влияние конструктивных особенностей и условий нагружения шкворневого узла трамвайного вагона на его напряженно-деформированное состояние и долговечность;

3. Разработать рекомендации по совершенствованию конструкции шкворневых узлов трамвайного вагона и исследовать их эффективность в ходовых испытаниях.

Решение поставленных задач производилось путем комбинирования экспериментальных и теоретических исследований с применением методики планирования эксперимента, метода конечных элементов (МКЭ) и ЭВМ.

Во второй главе выполнен анализ технического состояния и оценка показателей надежности шкворневого узла трамвайного вагона. Разработана схема причинно-следственных связей, показывающая влияние различных факторов на работоспособность подвижного состава.

Одним из основных несущих узлов трамвайного вагона является шкворневой узел. Опыт эксплуатации показывает, что этот узел является наиболее повреждаемой сборочной единицей кузова трамвая. Что подтверждается выполненным анализом распределения отказов трамвайных вагонов Т-3. Из диаграммы, представленной на рис. 1, видно, что 29 % вагонов имеют отказ шкворневого узла. На основании выполненного анализа шкворневые узлы трамвайных вагонов были выбраны в качестве объектов исследования.

Неисправности

тормозного оборудования 8%

Неисправности ходовых частей 10%

Коррозия обшивы кузова 14%

Неисправности шкворневого узла 29%

Неисправности электрооборудования

Рис. 1. Диаграмма отказа узлов трамвайных вагонов

Информация об отказах сварных узлов кузова и рамы, получаемая с ремонтных предприятий, как правило, является недостаточно полной и объективной, поскольку в ней фиксируются только отказы. Поэтому была разработана

методика сбора и обработки данных об отказах шкворневого узла трамвайного вагона в условиях эксплуатации.

В результате обследования было выявлено, что наиболее характерным видом отказа шкворневого узла являются трещины, развивающиеся по металлу шва и околошовной зоне. На долю сварных швов второго по ходу движения шкворневого узла приходилось 72 % от общего числа отказавших узлов. Большое число отказов сварных швов второго шкворневого узла объясняется большей нагруженностью этого узла.

Были выявлены сварные швы, в которых наиболее часто наблюдалось появление трещин. Из диаграммы распределения отказов сварных швов шкворневого узла, представленной на рис. 2, следует, что наиболее подвержены повреждению два сварных шва. Первый шов соединяет верхний лист шкворневой балки со шкворнем. На его долю приходится около 47 % всех обнаруженных трещин. Второй шов соединяет боковой и верхний листы шкворневой балки, на долю которого приходится около 31 % от всех обнаруженных трещин.

Проведенное обследование позволило выявить недостатки при ремонте и техническом обслуживании шкворневых узлов трамвая. Одним из вариантов улучшения технического состояния сварных узлов является снижение уровня производственной дефектности при ремонте вагонов. Часто встречались такие дефекты как наплывы и неровности на поверхности, кратера, поры .и др. Являясь концентраторами напряжений, эти дефекты способствуют инициированию и развитию усталостных трещин.

Вероятность безотказной работы шкворневых узлов, определенная по статистическим данным об отказах узлов в эксплуатации, составила 0,85, что свидетельствует о низкой надежности узла. Для определения причин высокой повреждаемости шкворневых узлов трамвайного вагона и выработке рекомендаций по повышению надежности узлов в дальнейшем была разработана методика оценки их нагруженности.

Соединение боковых листов Соединение верхнего и боко-

шкворневой и хребтовой балок во го листа хребтовой балки

Рис. 2. Распределение отказов сварных швов шкворневого узла трамвайного вагона Т-3

Третья глава посвящена разработке уточненной методики оценки нагру-женности шкворневых узлов кузова трамвайного вагона.

В настоящей работе была использована объемно-пластинчато-стержневая модель (рис. 3). Несущие элементы кузова реализованы объемными конечными элементами (рис. 4,а), обшива боковых и торцевых стен, крыши - аппроксимировалась оболочечными элементами (рис. 4,6), а стойки, продольные и поперечные балки крыши моделировались балочными конечными элементами (рис. 4,в). Такой подход позволяет получить более точную картину распределения напряжений в зонах сочленения несущих элементов конструкции.

Сочетание оболочечных и объемных конечных элементов было реализовано через объединение узлов конечно-элементной сетки и использование

уравнений связи, устанавливающих отношения между вращательными и поступательными степенями свободы.

Рис. 3. Конечно-элементная модель кузова трамвайного вагона

кузова трамвайного вагона: а - для аппроксимации рамы кузова; б - для аппроксимации обшивы кузова; в - для аппроксимации стоек, поперечны и продольных балок стен и крыши

В расчетной модели сварные соединения между элементами конструкции реализованы в шкворневом узле, другие сочленения элементов конструкции имеют общие узлы объемной конечно-элементной сетки по поверхностям соприкосновения. Расчетная модель кузова трамвая имеет конечно-элементную сетку с уменьшением размеров конечных элементов в зонах возможной концентрации напряжений, а также в зависимости от геометрических размеров элементов конструкции.

По «Нормам для расчета и проектирования механической части новых вагонов трамвая колеи 1524 мм» действие эксплуатационных нагрузок и их величины определяются двумя расчетными режимами, имитирующими определенный характер работы вагона. В соответствии с этими режимами были сформированы сочетания нагрузок, одновременно действующих на кузов трамвая.

В результате проведенных численных расчетов было установлено, что уровень максимальных напряжений во втором по ходу движения шкворневом узле превышает напряжения в первом в 1,5-2 раза, а также выявлены две характерные зоны концентрации напряжений на шкворневом узле. Первая -зона сварного шва, соединяющего верхний лист шкворневой балки со шкворнем. Следует отметить, что точка концентрации на этом сварном шве меняет свое местоположение по длине шва в зависимости от расчетного сочетания нагрузок. Вторым концентратором напряжений является зона шва соединяющего верхний и боковой листы шкворневой балки.

Проведенный численный расчет подтверждает появление 72% трещин во втором по ходу движения трамвая шкворневом узле, а также наличие двух характерных зон концентрации напряжений, где наиболее часто в эксплуатации появляются трещины, что является свидетельством соответствия разработанной расчетной модели и натурной конструкции.

Также были проведены расчеты шкворневых узлов с усилениями, реализуемыми на ремонтных предприятиях. Для чего были внесены в исходную конечно-элементную модель кузова трамвая соответствующие конструктивные усиления. По результатам расчетов у этих вариантов не наблюдалось снижения общего уровня напряжений в зонах сварных швов. При некоторых сочетаниях нагрузок происходило увеличение напряжений на 30-80 %.

Анализ результатов расчетов показал неэффективность использования предлагаемых ремонтными предприятиями вариантов усиления шкворневого узла, т.к. это не приводит к снижению и перераспределению напряжений в зоне сварных швов.

С целью совершенствования конструкции шкворневого узла трамвая был предложен вариант усиления серийной конструкции, путем установки

конической втулки в зону сварного шва, соединяющего верхний лист шкворневой балки со шкворнем. По результатам расчета данного варианта происходит снижение общего уровня напряжений в зоне наиболее нагруженного шва в 4 раза по отношению к исходной конструкции. Также отсутствуют явные точки концентрации напряжений, т.е. происходит более равномерное распределение напряжений по длине шва.

Шкворневой узел трамвайного вагона испытывает в эксплуатации нагрузки, изменяющиеся во времени. В результате этого происходит накопление усталостных повреждений. Для описания процесса накопления усталостных повреждений используют корректированную линейную гипотезу суммирования повреждений

где ау - сумма относительных усталостных повреждений; N - количество циклов до разрушения при действии динамических напряжений с амплитудой <т„; с1п - приращение числа циклов действующих напряжений с амплитудой аа; Nп _ количество циклов до появления усталостной трещины при заданном харак!тере нагружения.

В качестве числа циклов N до разрушения при действии динамических напряжений с амплитудой аа использовали степенное уравнение кривой усталости

(1)

/

\ш

Ы =

М0 ^^

ПриСТа > <7_/к

/

(2)

приоа < а_1к

где И0 - база испытаний или абсцисса точки перегиба кривой усталости;

ф„ - коэффициент характеризующий влияние асимметрии цикла при замене несимметричного цикла симметричным; о.1к - предел выносливости конструкции; оа - амплитуда динамических напряжений; т - показатель степени кривой усталости Веллера.

Выражение для с1п получали как модуль дифференциала числа выбросов п случайного процесса за наработку г. После подстановки формулы (2) в формулу (1) и некоторых преобразований, получили

Было принято, что интеграл J, входящий в выражение (3), определяется по-разному в зависимости от коэффициента широкополосности i3. Этот

коэффициент определялся по реализации a(t) для случайного процесса динамических напряжений. Схематизация этого процесса выполнялась в соответствии с предложением Гусева A.C. по методу полных циклов.

Характеристики случайных процессов динамических напряжений изменяются с изменением скорости движения. Следовательно, наработка t до появления усталостной трещины относится к скорости движения v, Действительная наработка t, при скорости v„ исходя из наработки до отказа при реальном нестационарном режиме нагружения, вычислялась из произведения вероятности продолжительности эксплуатации при скорости движения v, и суммарной наработки до отказа при реальном нестационарном режиме нагружения.

Поскольку усталостное разрушение при переменных амплитудах напряжений наступает согласно линейной гипотезе, т.е. сумма относительных усталостных повреждений по всем уровням амплитуд достигает единицы, следовательно суммарная наработка /Е до отказа равна

(3)

При известной наработке до отказа Л в часах пробег до отказа £ определяли из соотношения

3600

ч

1к

3600 |/М/£(у>/(у)

Л

Л-1

(5)

где /(у) - плотность распределения вероятностей скоростей движения; /е(х) - зависимость эффективной частоты динамических напряжений от скорости; V* - конструкционная скорость трамвайного вагона.

Средний коэффициент снижения предела выносливости Кл натурной детали по отношению к пределу выносливости гладкого стандартного образца определялся по формуле

(6)

где Ка - коэффицент концентрации напряжений, учитывающий увеличение напряжений в связи с влиянием местного изменения размеров сечений, фррмы сопряжения элементов, наличием и типом сварных швов; К„ - коэффициент, учитывающий неоднородность материала детали; К„ - коэффициент влияния поверхностного упрочнения; - коэффициент влияния размеров детали; Ку- коэффициент влияния шероховатости поверхности детали.

В результате расчета по формулу (6) получено значение Как =3,12-5,77.

Величина предела выносливости шкворневого узла с учетом коэффициента снижения предела выносливости натурной детали по отношению к пределу выносливости гладкого стандартного образца находится в пределах от 31 до 62 МПа.

В исследованиях Савоськина А.Н. установлено, что плотность распределения вероятностей скоростей движения подвижного состава хорошо аппроксимируется законом распределения Пирсона первого типа

/00=Л

( \Ч1 г hj

\Ч2

(7)

l2J

где /о - максимальное значение функции плотности распределения вероятностей скоростей движения; ¡¡, 12 - предельные отклонения аргумента; - показатели степени.

После вычисления параметров выражения (7) и их подстановки была получена расчетная зависимость плотности распределения вероятностей скоростей движения трамвайного вагона

/(v) = 2,6357■ 10~25 (134,384 + v)'° (22,612 - v)2.

(8)

По результатам статистической обработки не стационарных случайных процессов <r(t) в шкворневом узле трамвайного вагона были построены зависимости эффективной частоты динамических напряжений, коэффициента широ-кополосности и средних квадратических отклонений от скорости движения трамвайного вагона, приведенных на рис. 5. Для аппроксимации этих зависимостей были использованы кусочно-линейные функции. В результате получены следующие уравнения:

- для частоты динамических напряжений

0,39 v + 0,53 при 0 < v < 8 0,06 v +2,2 при 8 < v < 14 ■ 0,81 v-3,82 при 14 < v < 18

а)

/е

V, м/с

В)

Рис. 5. Зависимости математического ожидания, построенные для шкворневого узла трамвайного вагона:

а ~/е =т\ б - г* = в-5„ = ад

- для коэффициента широкополосности

-0,88-v + 6,23 при 0 < V < 6

0,16-v + 2,07 при 6 < V < 14 ; (10)

-0,85-v +10,17 при 14 < V < 18

■ для средних квадратических отклонений

-0,5 l-v +1,96 0,,73 -V-1,77 -0,52-v +4,49 0,12-V-0,5

при 0 < V <4 при 4 < V < 8 при 8 < V < 14 при 14 < V < 18

(И)

Постоянными в расчетах были приняты следующие показатели: предельная сумма относительных усталостных повреждений Яу= 1; базовое число циклов нагружения N0 = 107; показатель степени кривой усталости m = 5,07 и коэффициент влияния асимметрии цикла ф„ = 0,62.

Для ускорения процесса вычислений использовались электронные таблицы «Microsoft Excel», позволяющие автоматизировать процесс вычислений при большом количестве изменяющихся входных данных.

Расчеты наработки до отказа шкворневого узла проведены для двух вариантов конструкций - исходной и усиленной конической втулкой в зоне соединения шкворня с верхним листом шкворневой балки. При этом учитывались результаты расчета напряженно-деформированного состояния для обоих вариантов конструкции шкворневого узла. Результаты расчета приведены на рис. 6.

Сравнение полученных результатов показало, что применение усиливающей конической втулки приводит к повышению средней наработки до отказа шкворневого узла. Так при а.и = 30 МПа наработка увеличилась в 1,31 раза, а при а.1, = 50 МПа - в 1,26 раза.

км

4500000 4000000 3500000 3000000 2500000 2000000 1500000 1000000 500000

0 —,—,—,—,-,—,—,-,—,—,-1—,—,-,—,—,—,

30_40__50 ИПа

усиленная конструкция — — исходная конструкция

Рис.6. Зависимость наработки до отказа от среднего предела выносливости шкворневого узла трамвайного вагона

Для подтверждения результатов расчета напряженно-деформированного состояния по МКЭ и получения информации об эксплуатационной динамической нагруженности шкворневых узлов был проведен комплекс стендовых и ходовых испытаний трамвайного вагона.

Четвертая глава содержит результаты экспериментальных исследований характеристик нагруженности и прочности шкворневого узла трамвайного вагона. Экспериментальное исследование проводилось в два этапа. На первом этапе проводился стендовый эксперимент по исследованию и оценке напряжённого состояния сварных соединений шкворневых узлов трамвайного вагона при действии заданных нагрузок, имитирующих основные расчётные эксплуатационные нагрузки. В качестве объекта испытаний принимался шкворневой узел, вырезанный из рамы трамвая Т-3.

Для регистрации деформаций и напряжений в зоне сварных швов в качестве первичных преобразователей использовались одиночные тензорезисторы типа КФ5П1-10-100-А-12 базой 10 мм, которые наклеивались по схеме трехэлементной прямоугольной розетки. В такой розетке датчики распологаются под углом 45° друг к другу. В качестве регистрирующей аппаратуры использовалась измерительная электронная система Spider 8.

В эксперименте моделировались продольные и поперечные нагрузки. По концам шкворневой балки шкворневой узел закреплялся на стенде. Сила, имитирующая боковую нагрузку, прикладывалась через специальную скобу к шкворню. Продольная нагрузка имитировалась по этой же схеме, при этом шкворневой узел поворачивался на стенде на 90°.

Эксплуатационная нагрузка, действующая на шкворневой узел, определялась исходя из продольного ускорения и непогашенного ускорения при движении вагона по кривым участкам пути.

Обработка результатов, полученных в эксперименте, велась по применяемым в инженерной практике формулам. Сравнение результатов эксперимента с теоретическим расчетом модели шкворневого узла показало расхождение между ними в 13 %.

На втором этапе проводились ходовые испытания трамвайного вагона Т-3. Цель данных испытаний - исследование и оценка напряжённого состояния сварных соединений шкворневых узлов трамвайного вагона, а также регистрация и анализ случайных процессов изменения напряжений в элементах сварных узлов при движении трамвая с заданной загрузкой и различными скоростями на характерных участках трамвайного железнодорожного пути.

В качестве объекта испытаний принимался четырехосный трамвайный вагон модели Т-3 производства завода ЧКД Татра-Смихов в Праге (Чешский концерн "ЧКД Прага-Холдинг").

Для регистрации деформаций также были использованы тензорезисторы типа КФ5П1-10-100-А-12 базой 10 мм. Для регистрации ускорений использова-

лись датчики В12/200. Первый датчик ускорения монтировался вдоль продольной оси трамвая и фиксировал продольные ускорения кузова. Второй датчик ускорения монтировался параллельно поперечной горизонтальной оси трамвая и регистрировал поперечные ускорения кузова. Третий датчик ускорения монтировался параллельно вертикальной оси трамвая и регистрировал вертикальные ускорения. Скорость движения фиксировалась бесконтактным индуктивным датчиком ВБИ-М18-86У-2113-3.

Испытания проводились на участках трамвайных путей города Екатеринбурга со скоростями движения от 10 км/ч до конструкционной скорости, при трех режимах загрузки: порожний, с загрузками 50% и 100%. Нагружение осуществлялось мешками с песком весом 350 Н каждый. При загрузке трамвая на 50% мешки с песком укладывались по 700 Н на каждое место для сидения, а остальные раскладывались равномерно вдоль рядов сидений, имитируя стоящих пассажиров. При загрузке трамвая на 100% мешки докладывались равномерно по площади пола.

Уровень вертикальных ускорений, зафиксированных датчиком, составляет 12-13 м/с2, что подтверждает обоснованность учета вертикальных нагрузок в теоретических расчетах с коэффициентом вертикальной динамики 1,375 при движении с конструкционной скоростью. Продольные ускорения, возникающие при аварийном торможении, составляют 3,8 м/с2; при электродинамическом торможении - 0,5-2 м/с2, а при наборе скорости - 1,5-2 м/с2, что соответствует паспортным данным трамвая Т-3. Установлено, что боковые ускорения составляют 1,6 м/с2. Это существенно выше регламентированного нормами непогашенного центробежного ускорения, равного 0,6 м/с2. Поэтому в предыдущих расчетах использовалось непогашенное центробежное ускорение, зафиксированное в эксперименте.

Величины амплитуд динамических напряжений в точках замера характеризуются широким интервалом изменения от 0 до 60 МПа. Теоретические значения фиксировались на расчетной модели в узлах, соответствующих зонам на-

клейки розеток из тензодатчиков. Анализ результатов показал, что полученные экспериментальные величины напряжений качественно и количественно соответствуют результатам расчета по МКЭ. Математическое ожидание относительной погрешности составило 11%.

Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения усовершенствованной конструкции шкворневого узла составил 68110,08 руб. на один трамвайный вагон.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Предложена уточненная методика определения нагруженности шкворневого узла трамвайного вагона с учетом случайного процесса нагружения и характеристик сопротивления материала конструкции, позволяющая с достаточной точностью оценить его напряженно-деформированное состояние и долговечность.

2. Разработана расчетная модель кузова трамвайного вагона, основанная на использовании сочетания объемных, оболочечных и стержневых конечных элементов, позволяющая учесть в одной конечно-элементной модели совместную работу элементов конструкции трамвая, имитировать различные сочетания нагрузок, действующих на трамвай в эксплуатации, адекватность которой натурной конструкции подтверждается соответствием расчетных и экспериментальных данных. Установлено, что расхождение результатов теоретических и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния шкворневого узла трамвайного вагона составило 11%.

3. Разработана схема причинно-следственных связей показателя «работоспособность городского электротранспорта» и выполнен анализ данных об отказах трамваев, которые позволили обоснованно выбрать в качестве объекта исследования шкворневой узел рамы трамвайного вагона.

4. Установлено в поездных испытаниях, что боковые ускорения составляют 1,6 м/с2. Это существенно выше регламентированного «Нормами для расчета и проектирования механической части новых вагонов трамвая колеи 1524 мм» непогашенного центробежного ускорения, равного 0,6 м/с2.

5. Установлено при обследовании технического состояния, что 30% поступающих в ремонт трамваев имеют трещины в зонах сварных швов шкворневого узла. Вероятность безотказной работы шкворневого узла, определенная по статистическим данным об отказах в эксплуатации, составила 0,85, что свидетельствует о его низкой надежности.

6. Выявлены характерные зоны концентрации напряжений, соответствующие наиболее частому возникновению трещин:

- первая - зона сварного шва, соединяющего верхний лист шкворневой балки со шкворнем;

- вторая - зона сварного шва, соединяющего верхний и боковой листы шкворневой балки у пересечения хребтовой и шкворневой балки.

7. Определены рациональные параметры конструкции шкворневого узла трамвайного вагона, позволяющие в 4 раза по отношению к исходной конструкции снизить уровень максимальных напряжений в зоне сварного шва, лимитирующего работоспособность узла в целом, и повысить среднюю наработку до отказав 1,31 раза.

8. Определен ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения разработанной конструкции усиления шкворневого узла, составивший 68110,08 руб. на один трамвайный вагон.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Колясов K.M. Исследование напряженно-деформированного состояния шкворневого узла рельсового транспортного средства. // Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические:

Сборник трудов международной науч. конф. - Ростов-на-Дону: РГУПС, 2004. -С.61-65

2. Колясов K.M. Анализ конструкций шкворневых узлов трамваев. // Молодые ученые транспорту: Труды науч.-технич. конф. - Екатеринбург: Ур-ГУПС, 2001. - С.284-290

3. Бачурин Н.С., Колясов K.M. Методика определения нагруженности шкворневого узла трамвайного вагона. // Безопасность движения, совершенствование конструкций вагонов и ресурсосберегающие технологии в вагонном хозяйстве: Сборник науч. трудов. - Екатеринбург: УрГУПС, 2003. - С.132-134

4. Бачурин Н.С., Колясов K.M. Анализ технического состояния шкворневого узла трамвайного вагона по статистическим данным об отказах в эксплуатации. // Подвижной состав XXI века: Сборник статей III Науч.-технич. конф. -С-Пб: С-ПГУПС, 2005. - С.57-61

5. Бачурин Н.С., Колясов K.M. Анализ напряженно-деформированного состояния шкворневых узлов рельсовых транспортных средств. // Новейшие достижения науки и техники: Сборник статей Региональной науч.-практич. конф. - Челябинск: ЮУЖД, 2004. -С.33-38

6. Бачурин Н.С., Колясов K.M. Нагруженность шкворневых узлов трамвайного вагона // Подвижной состав XXI века: Сборник статей IV Науч.-технич. конф. - С-Пб: С-ПГУПС, 2005. - С.12-14

РНБ Русский фонд

2006-4 19243

»20709

КОЛЯСОВ Константин Михайлович

АНАЛИЗ НАГРУЖЕННОСТИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ШКВОРНЕВОГО УЗЛА ТРАМВАЙНОГО ВАГОНА

05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

Лицензия на издательскую деятельность ИД 03581 от 19.12.2000

Подписано к печати 19.10.2005

Формат бумаги 60x84 1/16 Объем 1,5 п.л.

Заказ № 295_Тираж 100 экз

Типография УрГУПС, 620034, г. Екатеринбург, Колмогорова, 66

ВВЕДЕНИЕ*.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ФОРМУЛИРОВКА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Краткий обзор и анализ исследований в области повышения надежности несущих узлов подвижного состава.

1.2 Формулировка и постановка задач исследования.

2. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ШКВОРНЕВОГО УЗЛА ТРАМВАЙНОГО ВАГОНА.

2.1 Анализ технического состояния сварных конструкций шкворневых узлов трамвайных вагонов.

2.2 Определение показателей надежности шкворневых узлов трамвайных вагонов Т-3.

Выводы.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАГРУЖЕННОСТИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ШКВОРНЕВОГО УЗЛА ТРАМВАЙНОГО ВАГОНА.

3.1 Создание математической модели для исследования напряженно-деформированного состояния кузова трамвайного вагона с использованием сочетания объемных, оболочечных и балочных конечных элементов.

3.2 Исследование влияния условий нагружения и конструктивных параметров шкворневого узла трамвайного вагона на его напряженно-деформированного состояния.

3.3 Разработка методики и исследование долговечности шкворневого узла трамвайного вагона.

Выводы

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАГРУЖЕННО-СТИ ШКВОРНЕВОГО УЗЛА И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ ШКВОРНЕВОГО УЗЛА ТРАМВАЙНОГО

ВАГОНА.

4.1 Стендовые и поездные испытания шкворневого узла трамвайного вагона.

4.2 Технико-экономическое обоснование внедрения усовершенствованной конструкции шкворневого узла трамвайного вагона.

Выводы.!.

Актуальность темы

В городском транспорте многих городов России эксплуатируются трамвайные вагоны серии Т-3, около 90 % из которых уже выработали свой ресурс. Сложившаяся экономическая ситуация в России не позволяет обновлять быстрыми темпами подвижной состав городского, электротранспорта. Поэтому существует проблема продления срока службы трамвайных вагонов и сокращения затрат на их ремонт. Среди комплекса мероприятий, направленных на решение этой задачи, важное значение имеют вопросы совершенствования конструкций узлов на основе применения современных методов расчета и проектирования.

Опыт эксплуатации показывает, что значительная доля отказов кузовов трамваев связана с низкой надежностью шкворневых узлов. Из эксплуатации и ремонта трамваев известно, что у 30% трамвайных вагонов основная неисправность шкворневого узла - это трещины в зонах сварных швов.

Совершенствование конструкции шкворневого узла, а следовательно и повышение долговечности кузова трамвайного вагона становится одной из важнейших задач современного городского электротранспорта. Поэтому в диссертации рассматриваются вопросы создания конструкции шкворневых узлов, позволяющей снизить его повреждаемость и за счет этого существенно повысить его долговечность.

Цель диссертационной работы состоит в разработке уточненной методики оценкц'нагруженности и выработке рекомендаций по совершенствованию конструкции шкворневого узла трамвайного вагона.

Методологической основой работы является современное представление о прочности и долговечности конструктивных элементов трамвайных вагонов. Общая методика исследований построена на использовании численных методов анализа, виртуального трехмерного моделирования; эксплуатационных испытаний.

Научная новизна

1. Предложена уточненная методика определения нагруженности шкворневого узла трамвайного вагона с учетом случайного процесса нагру-жения и характеристик сопротивления материала конструкции, позволяющая с достаточной точностью оценить его напряженно-деформированное состояние и долговечность.

2. Разработана расчетная модель кузова трамвайного вагона, основанная на использовании сочетания объемных, оболочечных и стержневых конечных элементов, позволяющая учесть совместную работу элементов конструкции трамвая и имитировать различные комбинации нагрузок, действующих на трамвайный вагон в эксплуатации.

3. Выполнен анализ технического состояния и определены показатели надежности шкворневых узлов трамвайных вагонов Т-3 на основе статистических данных об отказах в эксплуатации.

Практическая ценность

1. Разработанная в диссертации уточненная методика расчета нагруженности шкворневого узла трамвайного вагона позволяет на стадии проектирования производить выбор его рациональных параметров.

2. На основе проведенных исследований были даны рекомендации по совершенствованию технологии ремонта и технического обслуживания шкворневых узлов трамвайных вагонов. ' .

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на, следующих конференциях и семинарах: научно-технической конференции «Молодые ученые транспорту», УрГУПС, 2001; III научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты», ПГУПС, 2003'/Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы'развития железнодорожного транспорта», УрГУПС, 2003; научно-технической конференции «Научные исследования на службе транспорта», г. Н. Тагил, 2004; региональной научно-практической конференции «Новейшие достижения науки и техники на железнодорожном транспорте», ЧИПС, 2004; международной научной конференции, посвященной 75-летию РГУПС «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические,-региональные, технические», РГУПС, 2004; научно-технической конференции «Молодые ученые транспорту», УрГУПС, 2004; заседаниях кафедры «Вагоны» УрГУПС, 2002-2005.

Публикации. По результатам исследований,, выполненных в диссертационной работе, опубликовано 6 работ.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Предложена уточненная методика определения нагруженности шкворневого узла трамвайного вагона с учетом случайного процесса нагру-жения и характеристик сопротивления материала конструкции, позволяющая с достаточной точностью оценить его напряженно-деформированное состояние и долговечность.

2. Разработана расчетная модель кузова трамвайного вагона, основанная на использовании сочетания объемных, оболочечных и стержневых конечных элементов, позволяющая учесть в одной конечно-элементной модели совместную работу элементов конструкции трамвая, имитировать различные сочетания нагрузок, действующих на трамвай в эксплуатации, адекватность которой натурной конструкции подтверждается соответствием расчетных • и экспериментальных данных. Установлено, что расхождение результатов теоретических и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния шкворневого узла трамвайного вагона составило 11%.

3. Разработана схема причинно-следственных связей показателя «работоспособность городского электротранспорта» й выполнен анализ данных об отказах трамваев, которые позволили обоснованно- выбрать в качестве объекта исследования шкворневой узел рамы трамвайного вагона.

4. Установлено в поездных испытаниях, что боковые ускорения состав

•у ляют 1,6 м/с . Это существенно выше регламентированного «Нормами для расчета и проектирования механической части новых вагонов трамвая колеи 1524 мм» непогашенного центробежного ускорения, равного 0,6 м/с .

5. Установлено при обследовании технического' состояния, что 30% поступающих в ремонт трамваев имеют трещины в зонах сварных швов шкворневого узла. Вероятность безотказной работы шкворневого узла, определенная по статистическим данным об отказах в эксплуатации, составила 0,85, что свидетельствует о его низкой надежности.

6. Выявлены характерные зоны концентрации напряжений, соответствующие наиболее частому возникновению трещин:

- первая - зона сварного шва, соединяющего верхний лист шкворневой балки со шкворнем;

- вторая — зона сварного шва, соединяющего верхний и боковой листы шкворневой балки у пересечения хребтовой и шкворневой балки.

7. Определены рациональные параметры конструкции шкворневого узла трамвайного вагона, позволяющие в 4 раза по отношению к исходной конструкции снизить уровень максимальных напряжений в зоне сварного шва, лимитирующего работоспособность узла в целом, и повысить среднюю наработку до отказа в 1,31 раза.

8. Определен ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения разработанной конструкции усиления шкворневого узла, составивший 68110 руб. на один трамвайный вагон.

1. Нормы для расчета и проектирования механической части новых вагонов трамвая колеи 1524 мм. -М.: ВНИИВ, 1989. 100 с.

2. Расчет вагонов на прочность / C.B. Вершинский и др.; Под ред. Л.А. Ша-дура. Изд. 2-е - М.: Машиностроение, 1971. - 432 с.

3. Вагоны. Учебник для вузов ж.-д. транспорта. / Л.А. Шадур, И.И. Челноков, Л.Н. Никольский и др. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1980. -439 с.

4. Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. -541с.

5. Noor Ahmed К. Books and monographs on finite element technology // Finite El. Anal, and Des., 1985.-Vol. l.-№ l.-P. 101-111.

6. Флин А.П. Матрицы в статике стержневых систем. Л.: Стройиздат, 1966.

7. Смольянинов A.B. Основы метода конечных элементов и его применение к расчету вагонных конструкций: Учеб. пособие. Екатеринбург: 1996. -Ч. 1 -37 с.

8. Богачев А.Ю. Совершенствование сварных узлов полувагона на основе поэтапных конечноэлементных расчетов их нагруженности: Автор, дис. . канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1995. - 24 с.

9. Беспалько C.B. Разработка и анализ моделей повреждающих воздействий на котлы цистерн для перевозки криогенных продуктов; Автор, дис. . докт. техн. наук. М.: МИИТ, 2000. - 47 с.

10. Johnson M.R., Yeung K.S. Application of Finite Element Analysis'to the Study of Railroad Whell Failure Phenomena // In: Track/Train Dynamics and Design. Advanced Techniques. Pergamon Press New York, 1978. - P. 375-385.

11. Павлюков А.Э. Прогнозирование нагруженности ходовых частей грузовых вагонов повышенной грузоподъемности методами имитационного моделирования: Автор, дис. . докт. техн. наук. Екатеринбург: УрГУПС, 2002. -48 с.

12. Шапошников H.H., Волков A.C., Ожерельев В.А. Расчет кузова восьми-осного полувагона как пространственной конструкции // Тр. ин-та / МИИТ -1980.-Вып. 677. -С. 158-168.

13. Волков A.C. Исследование напряженно-деформированного состояния кузовов восьмиосных полувагонов // Тр. ин-та / ДИИТ 1979. - Вып. 205/26. -С. 142-147.

14. Беспалько C.B., Чугунов Г.Ф. Действие открытого пламени на котел железнодорожной цистерны И Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте: Тр. II науч.-практ. конф. М.: МИИТ, 1999. - Книга 1. -С. III.9-III.il.

15. Киселев С.Н., Киселев A.C., Куркин A.C. и др. Современные аспекты компьютерного моделирования тепловых, деформационных процессов и структурообразования при сварке и сопутствующих технологиях // Сварочное производство. -1998.-№ 10.-С. 16-24.

16. Radaj D. Heat Effects of Welding. Temperature Field, Residual Stress, Distortion. Springer-Verlag, Berlin, 1992. - 348 p.

17. Ивашова T.B. Напряженно-деформированное состояние котлов цистерн с учетом воздействия коррозионно-активных грузов: Автор, дис. . канд. техн. наук. Екатеринбург: УрГУПС, 2003. - 22 с.

18. Лапшин В.Ф. Прогнозирование прочности и долговечности вагонов для перевозки коррозионно-активных грузов. Дис. . докт. техн. наук. Екатеринбург: УрГУПС, 2003. - 413 с.

19. Речкалов А.И., Козлов И.В., Азовский А.П. Исследование напряженного состояния кузова четырехосного полувагона из алюминиево-магниевых сплавов: Тр. ин-та / ВНИИВ. Вып. 44. - С. 53-62.

20. Речкалов А.И. Исследование прочности и динамики четырехосного полувагона из алюминиевых сплавов. Автор, дис. . канд. техн. наук. Брянск: БИТМ, 1982.-23 с.

21. Зайиетдинов Р.И. Развитие методов оценки работоспособности несущих конструкций подвижного состава с использованием закономерностей самоорганизации и самоподобия: Дис. . докт. техн. наук. М.: МИИТ, 2000. -435 с.

22. Distributed and Discrete Nonlinear Deformations on Multibody Dynamics / J. Ambrosio, M. Pereira, J. Dias. // Nonlinear Dynamics. 1996. - № 4. - P. 359379.

23. Мяченков В. И., Григорьев И. В. Расчет составных оболочечных конструкций на ЭВМ: Справочник. -М.: Машиностроение, 1981. 216 с.

24. Аксенов Ю.Н., Смирнов В.Ю., Летунов Б.П. Алгоритм расчета долговечности транспортных конструкций на основе конечно-элементного анализа // Проблемы механики ж.д. транспорта: Тез. докл. Всесоюзн. конф. Днепропетровск: ДИИТ, 1988. - С. 86.

25. Аксенов Ю.Н. Экспериментальное исследование характера нагружений сварных швов соединительной балки вагонных тележек при эксплуатации // Сварочное производство. — 1995. № 12. - С. 11—14.

26. Аксенов ТО.Н. Методика трибосопряженйя пятник-подпятник грузовых вагонов с учетом сил контактного взаимодействия при воздействии продольных динамических сил. / Моск. гос. ун-т путей сообщ. (МИИТ) М., 1999. -37 с. - Деп. В ЦНИИТЭИ МПС, № 6239жд.99.

27. Аксенов Ю-.Н. Методика трибосопряжения пятникгподпятник грузовых вагонов с учетом сил контактного взаимодействия при воздействии вертикальных нагрузок / Моск. гос. ун-т путей сообщ. (МИИТ) М., 1999. - 31 с. -Деп. В ЦНИИТЭИ МПС, № 6240жд.99.

28. Юдин В.А. К вопросу расчета на вертикальную нагрузку шкворневого узла рамы полувагона. // Тр. ин-та / МИИТ. 1970. - Вып. 365. - С. 124-137.

29. Пашарин С.И., Юдин В.А., Волков Л.Г. Методика расчета подкреплений в шкворневом узле. // Тр. ин-та / МИИТ. 1974. - Вып. 453. - С. 81-89.

30. Кожевникова Л.Л. Особенности реализации метода конечных элементов при наличии особых точек и зон концентрации напряжений // Вопросы механики полимеров и систем. Свердловск, 1976. - С. 3 - 12.

31. Пригоровский Н.И. Методы и средства определения полей деформаций и напряжений. М.: Машиностроение, 1983. - 248 с.

32. Kirch U. et al. Optimum Design by Partitioning into Substructures. // American Society of Civil Engineers. Proceedings Journal of the Structural Division. 1972. -Vol. 98, 1.-P. 249-267.

33. Карабин Б.Н., Кузьменко А.Г., Овсий В.И. "Принцип микроскопа" в решении контактных задач с помощью МКЭ // .Вопросы исследования надежности и динамики элементов транспортных машин и подвижного состава. -Тула: ТПИ, 1978.-С. 101-106.

34. Савчук О.М., Пастернак М.А. О прочностной оптимизации деталей ходовых частей подвижного состава // Проблемы динамики и прочности железнодорожного подвижного состава. Днепропетровск: ДИИТ, 1983. - С. 31-39.

35. Крахмалева Г.Г. Исследование напряженного состояния кузова рефрижераторного вагона типа трехслойной оболочки в верхней части зоны дверного выреза: Автор, дис. . канд. техн. наук. Брянск, БИТМ, 1982. - 22 с.

36. Фокин И.Н Исследование напряженного состояния и совершенствование конструкций рам тележек маневровых и маневрово-вывозных тепловозов: Автор, дис. . канд. техн. наук. Брянск, БИТМ, 1982. - 18 с.

37. Кругло в В. В. Оценка прочности и надежности сварных узлов шпангоутов восьмиосных цистерн: Автор, дис. . канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1990. -' 24 с.

38. Szabo В.А., Basu P.A. Second Generation Stress Analysis Technology for the Railroad Industry In: Track / Train Dynamics and Design Advanced Techniques. -New York: Pergamon Press, 1978. P. 447-463.

39. Карабин Б.Н., Кузьменко А.Г., Овсий В.И. «Принцип микроскопа» в решении контактных задач с помощью МКЭ // Вопросы исследования надежности и динамики элементов транспортных машин и подвижного состава. -Тула: ТЛИ, 1978.- С. 101-106.

40. Крахмалева Г.Г. Исследование напряженного состояния кузова рефрижераторного вагона типа трехслойной оболочки в верхней части дверного выреза: Автор, дис. . канд. техн. наук. Брянск: БИТМ, 1982. - 22 с.

41. Савчук О.М., Пастернак H.A. О прочностной оптимизации деталей ходовых частей подвижного состава // Проблемы динамики и прочности железнодорожного подвижного состава. Днепропетровск: ДИИТ, 1983. - С. 31-39.

42. Кожевникова JI.JT. Особенности реализации метода конечных элементов при наличии особых точек и зон концентрации // Вопросы механики полимеров и систем. Свердловск, 1978. - С. 3—11.

43. Кобищанов В.В., Холохонова Е.А. Расчет кузовов вагонов по частям на основе метода конечных элементов // Транспортное машиностроение. М.: ЦНИИТЭИ ТЯЖМАШ, 1991. - Вып. 2. - С. 3-6.

44. Шувалов В.Ю. Работоспособность заделок стоек кузова полувагона: Дис. . канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1984. - 200 с.

45. Блохин Е.П., Юрченко А.В., Янгулов Н.П. Метод оценки динамических напряжений в конструкции вагона, возникающих при ударах через автосцепку // Тр. ин-та / ДИИТ. 1980. - Вып. 210/27. - С. 3-13.

46. Williams W.S. Evaluating and Utilizing Computer Service Firms for Railroad Engineering Applications. In: Track / Train Dynamics and Design. Advanced Techniques. New York: Pergamon Press, 1978. - P. 31-45.

47. Chen ICC. Finite Element Analysis and Test Correlation of a Box Car Body Bolster. In: Track / Train Dynamics and Design. Advanced Techniques. New York: Pergamon Press, 1978. - P. 423-445.

48. Даценко В.Н. Влияние упрочняющих накладок на напряженное состояние шкворневого узла вагона-самосвала // Динамическая нагруженность подвижного состава. Днепропетровск:.ДИИТ, 1984. - С. 125-127.

49. Надежность машиностроительной продукции. Практическое руководство, по нормированию и обеспечению. М.: Изд-во стандартов, 1990. - 328 с.

50. ГОСТ 27.001-81. Система стандартов "Надежность в технике". Основные положения. Введ. с 01.01.82; Группа Т5 - 3 с.

51. ГОСТ 27.503-81 (СТ СЭВ 2836-81). Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Методы оценки показателей надежности. Взамен

52. ГОСТ 17509-72. Введ. с 01.07.82; Группа T5 - 55 с.

53. ГОСТ 27.504-84. Надежность в технике. Методы оценки показателей надежности по цензурированным выборкам. Введ с 01.07.85; Группа T5. -42с. •

54. Костенко H.A. Прогнозирование надежности транспортных машин. М.: Машиностроение, 1989. - 240 с.

55. ГОСТ 19232-73. Сварка металлов плавлением. Дефекты сварных соединений. Термины и определения. Введ. с 01.01.75; Группа BOO. - 7 с.

56. ОСТ 24.050.34-78. Проектирование и изготовление стальных сварных конструкций вагонов. Технические требования. М.: Министерство тяжелого и транспортного машиностроения.

57. PTM 32 ЦВ 201-78. Инструкция по сварке и наплавке при ремонте вагонов и контейнеров. М.: Транспорт, 1979. - 200 с.

58. Додж М., Кината К., Стинсон К. Эффективная работа с Microsoft Excel 97: Пер. с англ. СПб.: Питер, 1998. - 1072 с.

59. РД 50-690-89. Методические указания. Надежность, в технике. Методы оценки показателей надежности по экспериментальным данным. Взамен ГОСТ 27.502-83; ГОСТ 27.503-81; ГОСТ 27.504-84. Введ. с 01.01.91. - 134с.

60. Анализ надежности технических систем по цензурированным выборкам / В.М. Скрипкин, А.Е. Назин, Ю.Г. Приходько, Ю.Н. Благовещенский. М.: Радио и связь,-1988. - 184 с.

61. Капур К., Ламберсон JI. Надежность и проектирование систем. М.: Мир, 1980.-608 с.

62. Секулович М. Метод конечных элементов: Пер. с серб. Ю.Н. Зуева / Под ред. В.Ш. Барбакадзе. М.: Стройиздат, 1993. - 664 с.

63. ANSYS Theory Reference. Release 5.6, Edited by Ph.D. Peter Kohnke. -Canonsburg: ANSYS Inc., 1999.

64. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости: Пер. с англ. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1975. - 576 с.

65. Бате К., Вилсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов: Пер. с англ. A.C. Алексеева и др. / Под ред. А.Ф. Смирнова. М.: Строй-издат, 1982.-448 с.

66. Розин. Л.А., Гордон JI.A. Метод конечных элементов в теории пластин и оболочек // Известия ВНИИГидротехники. 1971. - Т.95. - С. 85-97.

67. Сахаров A.C., Кислоокий В.Н., Киричевский В.В. и др. Метод конечных элементов в механике твердых тел. Киев: Вища школа, 1982. - 480 с.

68. Вахитов М.Б., Сафариев М.С., Соловьев С.С. Построение и тестирование изопараметрического четырехугольного конечного элемента для расчета непологих оболочек средней и малой толщины // Изв. вузов. Авиационная техника. 1989. - №1. - С. 17-21.

69. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. -М.: Недра, 1987. -318с.

70. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. М.: Мир, 1986.-318 с.

71. Голованов А.И., Песошин A.B. Новый вариант построения трехмерного конечного элем-ента для анализа произвольных оболочек // Исследования по теории пластин и оболочек. Вып. 22. - Казань: КГУ, 1990. - С. 79-90.

72. Ahmad S., Irons В.H., Zienkiewicz O.C. Analysis of thick and thin shell structures by curver elements. // International Journal for Numerical Methods in Engineering. 1970. - Vol.2.-№3.-P. 419-451.

73. Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела. M.: Наука, 1977. -415 с.

74. Прочность и безотказность подвижного состава железных дорог. / Са-воськин А.Н., Бурчак Г.П., Матвеев А.П., и др.; Под общ. ред. А.Н. Савось-кина. М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.

75. Анисимов П.С., Хохлов A.A., Петров Г.И. Испытания вагонов и методика их проведения. М.: 2002. - 94 с.

76. Паспорт трамвайного вагона Т-3

77. Колясов K.M., Мащенко A.B. Анализ конструкций шкворневых узлов трамваев. // Молодые ученые транспорту: Тр. науч.ттехнич. конф. Екатеринбург: УрГУПС, 2001. - С. 284-290

78. Бачурин H.G., Колясов K.M. Анализ технического состояния шкворневого узла трамвайного вагона по статистическим данным об отказах в эксплуатации. // Подвижной состав XXI века: Сб. статей III Науч.-технич.' конф. СПб: СПбГУПС, 2005. - С. 57-61.

79. Бачурин Н.С., Колясов K.M. Анализ напряженно-деформированного состояния шкворневых узлов рельсовых транспортных средств. // Новейшие достижения науки и техники: Сб. статей Региональной науч.-практич. конф.- Челябинск: ЮУЖД, 2004. С. 33-38.

80. Бачурин Н.С., Колясов K.M. Нагруженность шкворневых узлов трамвайного вагона // Подвижной состав XXI века: Сб. статей IV Науч.-технич. конф.- С-Пб: СПбГУПС, 2005. С. 12-14.