автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Анализ нагруженности и выбор параметров элементов крепления грузов на открытом железнодорожном подвижном составе

На правах рукописи

ВЛАСОВА НАТАЛЬЯ ВАСИЛЬЕВНА

АНАЛИЗ НАГРУЖЕННОСТИ И ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ КРЕПЛЕНИЯ ГРУЗОВ НА ОТКРЫТОМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ

Специальность 05.22.08 - Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2005

РаОота выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Иркутский государственный университет путей сообщения»

Научный руководитель Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие

доктор технических наук, профессор ТУРАНОВ Хабибулла Туранович

доктор технических наук, профессор АНИСИМОВ Петр Степанович

кандидат технических наук, профессор ВАЛЬТ Эрвин Брунович

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения»

Защита диссертации состоится « 17 2005 г. в 14-00 на заседании

диссертационного совета Д.218.013 01 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский государственный университет путей сообщения» по адресу: 620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66, ауд. 283. fax 8-(343)-245-01-90

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

Автореферат диссертации разослан «е£Р» tUQJD'/Ct.2005 г.

Отзыв на автореферат в 2-х экземплярах, заверенный печатью организации, просим направить в адрес ученого совета Университета.

Ученый секретарь диссертационного совета

Асадченко В.Р.

аю^чг тш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Безопасность движения поездов - основное условие эксплуатации железных дорог (ж.-д.), пассажиров и грузов. Все организационные и технические мероприятия на ж.-д. транспорте должны отвечать требованиям безопасного и бесперебойного движения поездов. Безопасность движения поездов обеспечивается не только содержанием в постоянной исправности ж.-д. сооружений, пути, подвижного состава, устройств С ЦБ и связи, но и, в частности, обеспечением надежности крепления грузов.

Расстройства крепления груза даже при незначительных расстояниях перевозок - свидетельство нарушения технологического процесса погрузки (как человеческого фактора), несовершенства существующих методов расчета, изложенных в действующих Технических условиях (ТУ), в которых предусматривается упрощенный расчет крепления грузов без учета условий перевозки. Анализ расстроенных грузов показывает, что из общего числа (100 %) таких грузов на долю неточных расчетов по ТУ приходится 4-5 %, а все остальное -на долю человеческого фактора. Методика расчета крепления грузов по ТУ вызывает сомнения Так, например, при расчете крепления грузов не учитывается совместная работа гибких и упорных элементов креплений различной жесткости при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил.

До настоящего времени не разработана методика непосредственного определения усилий в элементах крепления груза, к которым и приложены одновременно продольные, поперечные и вертикальные силы, как в статической неопределимой системе «груз - крепление - вагон». При закреплении груза от сдвига по продольной оси вагона одновременно с гибкими и упорными элементами крепления, необходимо знать, на каком расстоянии от торца груза следует расположить упорный элемент, чтобы обеспечить совместную работу. Действующая же методика расчета крепежных элементов упорного бруска по ТУ предусматривает выполнение инженерного расчета по определению количества крепежных элементов по значению действия отдельно продольных и поперечных сил, определенных на основе эмпирических формул, и допускаемой нагрузки на крепежный элемент.

Исходя из этого, можно отметить, что совершенствование методики расчета креплений грузов с учетом условий перевозки и совместной работы элементов креплений различной жесткости является актуальной и приоритетной прикладной задачей, имеющей важное значение для железнодорожного транспорта.

Цель работы. Цель диссертационной работы - разработка уточненной методики расчета нагруженности и выбора элементов крепления грузов на открытом железнодорожном подвижном составе.

В соответствии с поставленной в диссертации целью сформулированы следующие задачи:

построить обобщенные расчЬтвМё КЛМЖМДйЫМЯие модели крепления

БИБЛИОТЕКА I

груза с плоским основанием, позволяющие получить аналитические формулы по определению усилий в гибких элементах креплений груза при одновременном действий продольных, поперечных и вертикальных сил;

- построить расчетные и математические модели по определению сил, действующих со стороны груза на упорный брусок по продольной и поперечной осям симметрии вагона,

- произвести вычислительные эксперименты по определению усилий в гибких элементах креплений груза и возможных перемещений груза вдоль и поперек вагона, а так же его поворота вокруг вертикальной оси при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил,

- произвести вычислительный эксперимент по расчету количества крепежных элементов для удержания упорного бруска от сдвига при различных условиях его месторасположения и действия на него продольных сил.

Объект исследования. Груз, закрепленный на открытом подвижном составе элементами крепления различной жесткости (т.е гибкими элементами крепления и упорным бруском).

Предмет исследования. Усилия в гибких элементах крепления в системе «груз - крепление - вагон» с плоским основанием и возможные перемещения груза вдоль и поперек вагона, его поворот вокруг вертикальной оси и количество крепежных элементов упорного бруска в системе «упорный брусок - крепежный элемент - пол вагона».

Методика исследования. Аналитические исследования по определению усилий в гибких элементах крепления груза в системе «груз - крепление -вагон» и количества крепежных элементов упорного бруска в системе «упорный брусок - крепежный элемент - пол вагона» базируются на основные положения прикладной механики с широким использованием инструментальной среды МаШСАО.

Достоверность исследования. Достоверность результатов исследований подтверждается данными сравнительных расчетов усилий в гибких элементах креплений, полученными с применением методик, разработанных авторами и другими исследователями.

Научная новизна работы. Научная новизна диссертации состоит в дальнейшем развитии основ теории размещения и крепления грузов на открытом подвижном составе, дающее научное приращение знаниям в отрасли железнодорожного транспорта, и заключается в том, что:

- разработанный с использованием основных положений общей механики подход к составлению условий равновесия системы «груз - крепление - вагон» с плоским основанием совместно с геометрическими и физическими сторонами статической неопределимой задачи по существу позволил составить обобщенную математическую модель такой системы в виде п уравнений с п неизвестными с двумя дополнительно составленными условиями, не оказывающими влияния на статическую неопределимость системы, но учитывающими характер изменения силы трети.»Такой подход так же дал возможность непосред-

: ч

1 • «п »

4 ф 4

ственно определить неизвестные усилия в гибких элементах крепления и возможные значения сдвигов груза вдоль и поперек вагона при различных значениях коэффициента трения, продольных, поперечных и вертикальных сил. Это, в свою очередь, позволило аналитически обосновать место установки упорных брусков;

- выведенная с использованием основных положений общей механики конечная аналитическая формула для определения количества крепежных элементов позволяет найти искомый параметр в зависимости от геометрических размеров бруска, крепежного элемента и пола вагона, коэффициента трения между ними, а также модуля упругости и предела прочности на смятие материала пола вагона.

Практическая ценность. Практическую ценность представляют:

- составленные программы расчета усилий в гибких элементах крепления и конкретные значения места установки упорных брусков, которые в последующем могут быть использованы грузоотправителями при разработке непредусмотренного техническими условиями (НТУ) рационального способа размещения и крепления грузов на вагоне;

- полученная на основе результатов вычислительных экспериментов рекомендация о том, что упорный брусок следует прикреплять к полу вагона не вплотную к торцу груза, как это делается на практике, а на некотором расстоянии от торца груза в зависимости от его массы и способа крепления.

Все полученные результаты вычислительных экспериментов производят технический эффект; поскольку являются ранее неизвестными в теории размещения и крепления грузов новыми данными.

Реализация результатов работы. Разработанные практические рекомендации приняты к использованию Службой коммерческой работы в сфере грузовых перевозок Восточно-Сибирской железной дороги для контроля проверки разработанных грузоотправителями схем размещения и крепления грузов на открытом подвижном составе. Результаты диссертации могут быть использованы при совершенствовании технологии перевозочного процесса с созданием нормативно-правовой базы, относящейся к разработке непредусмотренного техническими условиями способа размещения и крепления груза, разработкой методики автоматизированного расчета усилий в гибких элементах крепления грузов с широким применением вычислительных средств.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин Надежность-2003» (Самара: СГТУ, 2003 г.), на международной научной конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в технике» (Ростов-на-Дону: Гос. ун-т; 2004 г.), на V международной научной конференции «Кибернетика и технологии XXI века» (Воронеж: ВГТУ, 2004 г.), на научно-технической конференции ИрГУПСа (2004 г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические» (Ростов-на-Дону: РГУПС,

2004 г.), в региональной научно - практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (Самара. Сам-ГАПС, 2004 г) и на заседании кафедр «УЭР» ИрГУПС (Иркутск, 2004 г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 16 работах (5 научных статей написаны автором) в виде научных статей и материалов конференции регионального и международного уровней

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами в каждой из них, общих выводов и рекомендации, списка использованной литературы, включающего 132 наименования, 140 страниц основного текста, 27 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение

Во введении дана общая характеристика работы с обоснованием актуальности темы.

1. Состояние вопроса и задачи исследований

В данном разделе рассмотрена степень обоснованности применения действующего ТУ, сформулированы цель и задачи исследования.

Крепления грузов на вагоне с использованием действующей методики расчета крепления грузов (ТУ) изучены в работах докторов технических наук А.Д Малова, В.К. Бешкето, В.В. Повороженко, П.С. Анисимова, кандидатов технических наукГ.П Ефимова, В.И. Шинкаренко, В.А. Романова, С.А. Егорова и других, а с использованием усовершенствованной методики расчета крепления грузов изучены в работах докторов технических наук В.Б. Зылева и X Т Туранова, проф. В. А. Болотина, кандидатов технических наук Е.Д. Псе-ровской, Д.Ю. Королевой, М.А Зачешигрива, Е.К. Коровяковского, М В. Кор-неева и других.

В выполненных по действующим ТУ расчетах усилий в гибких элементах крепления система «груз - крепления - вагон» принята как статически определимая система, что не соответствует действительности Кроме того, в них не учтены физико-механические характеристики гибких элементов крепления и геометрические размеры и прочностные характеристики крепежных элементов бруска и пола вагона и другие важные параметры крепления груза в системе «брусок - крепежные элементы - пол вагона».

2. Теоретические предпосылки к определению усилий в гибких элементах крепления груза с плоским основанием при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил

В данной главе рассмотрены основные положения усовершенствованной методики расчета непосредственного определения усилий в гибких элементах крепления (растяжках и обвязках) груза, как в статической неопределимой системе «груз - крепление - вагон» с плоским основанием, от одновременного

приложения на них продольных, поперечных и вертикальных сил с использованием возможности вычислительной среды Ма&САБ. Разработанная методика по существу представляет собой обобщенную математическую модель системы «груз - крепление - вагон» с плоским основанием с симметричным его расположением относительно продольных и поперечных осей симметрии вагона.

2.1. Аналитическое исследование по определению усилий в гибких элементах крепления груза с плоским основанием Обобщенную динамическую схему размещения и закрепления груза с плоским основанием, как абсолютно жесткого тела, с симметричным расположением центра массы относительно центра пересечения осей платформы представим в ввде, показанном на рис. 1.

Рис. 1. Обобщенная динамическая схема размещения и закрепления груза

На расчетной схеме показаны силы: продольная Фх=Ф*, возникающая при маневровых соударениях и при движении поезда, как по прямой, так и по кривым участкам пути, поперечная Фу=Ф* возникающая от бокового относа; вертикальная Ф2=Ф^, возникающая от подпрыгивания при прохождении волны неровностей пути. Кроме этого, к грузу дополнительно прикладывается ветровая нагрузка, действующая как по боковой стороне (РГ), так и по лобовой (Ж). Равнодействующая сила трения Г и нормальная реакция связи А^ приложены в точке с координатами Ху и у

Подготовка исходных данных в виде геометрических размеров гибких элементов креплений и координаты точки их закрепления к стоечным скобам ваго-

на и монтажным петлям груза для определения неизвестных усилий в гибких элементах крепления $ (например, г = 1 20 - количество гибких элементов крепления), кН, нормальной реакции связи N и силы трения И кН, которые приложены к точкам с координатами - и у , м, также подлежащими нахождению, совместно с отыскиваемыми значениями малых, но возможных перемещений груза АхиАу соответственно по оси Ох и Оу, м и его поворота Аф вокруг оси Ог, рад являются неотъемлемыми составляющими при описании уравнения равновесия в статически неопределимой системе «груз - крепление - вагон» с плоским основанием, без которых невозможно создать обобщенную математическую модель этой системы

На основе применения общих формулировок и решения статически неопределимых задач по отысканию усилий в креплениях грузов с использованием вышеприведенных обозначений составлены соотношения, необходимые для нахождения усилий в гибких элементах креплений груза, по существу представляющих обобщенную математическую модель системы «груз - крепление -вагон» с плоским основанием-

сдвигающая сила по оси Ох

(отметим, что данное условие представляет собой физическую сторону статической неопределимой системы «груз - крепление - вагон» с плоским основанием);

сумма проекций сил на ось Ох:

20

(1)

сила трения по оси Ох:

¿V = п* > о, ПТХ < /ы,-тх-/ы\0);

(2)

(3)

2Х + (Ф, + Фцб + е - Ю-3Л^8Ш е = ту >

(4)

1=1

сила трения по оси Оу :

= 1/(М > 0,1/(Ту < /Ы-Ту-т,0)

(5)

(отметим, что данное условие также представляет собой физическую сторону статической неопределимой системы «груз - крепление - вагон» с плоским основанием);

сумма проекций сил на ось Оу:

Ту + Рш= 0; (6)

проекции сип на ось Ог.

20 1=1

сумма моментов сил вокруг оси Ох:

(8)

(9)

fXx + JXi-AO-fciy+ФЦ6)2С COS0 +

1=1 1=5,10,15,20

+ Wy sin 00,5^ + Fmh + NyN = 0;

сумма моментов сил вокруг оси Оу:

fx*. + Z5^ +[(ф,+фпб)хс

i=l 1=5,10,15,20

+10"3 Mg cosвхс - Nx, - ФХ2С +Frpxh- Wxzwx = 0; сумма моментов сил вокруг оси Oz:

"ЗД + К- + Фцб )хс + wyxw ]cos G -103 Mg sin Qxc -'=' _ (10) + ^rpyXN ~ ^трхУм '

деформационные соотношения:

20 20 д 20 20 д 20 /

1=1 1=1 1=1 1=1 1=1 йА

где Б , - проекции на координатные оси отыскиваемых значений усилий в растяжках 5 (/= 1. .20 - количество гибких элементов крепления), кН\

з* = сова, сое р^; Б у, = сов а, вт (3^,; = 5>та, (12)

или поскольку

п Ах . _ Ау . Аг

сов а, соэ = -у^. сова.втр^-^-. вша, = (13)

полученные выражения проекции усилий в гибких элементах креплений груза можно также представить и в таком виде:

^ = ^ = та, =5,^-. (14)

В выражениях (12) и (13) а и Р^ - углы наклона гибких элементов креплений на плоскость Оху и плоскости элементов креплений на ось Ох, рад., Ах , Лу(, Дг - проекции элементов креплений на координатные оси Од;, 0>;, (9г, м; Фц6 - центробежная сила инерции, кН; й и Ь - высота груза и поперечное расстояние между петлями для крайних растяжек (например, с номерами 5, 10, 15,20), м; Ах, Ду, Аф - отыскиваемые значения малых перемещений груза по оси Ох, Оу, м и его поворота вокруг оси Ог, рад.; ЕА и / - физико-геометрическая характеристика, кН и длина элемента крепления в м; хс, хн, г(, г^ г - координаты точек приложения продольной, поперечной и вертикальной инерционных сил и ветровой нагрузки соответственно по осям Ох и Ог, м; N и х ум - отыскиваемые значения нормальной реакции связи в Н и координаты точки ее приложения, м; 9 - угол, характеризующий возвышение наружного рельса, рад.; х и у -координаты верхних монтажных петель растяжек в м; начальные натяжения растяжек, кН.

Выражения (1)... (11) совместно с физическими сторонами статической неопределимой системы «груз - крепление - вагон» с плоским основанием представляют собой систему в виде 26 уравнений с 26-ю неизвестными. Эти выражения при использовании возможности вычислительной среды МаЛСАЕ) позволяют непосредственно определять, например, усилия в гибких элементах креплений груза от одновременного приложения к ним продольных, поперечных и вертикальных сил, а также место установки упорного бруска относительно торца груза.

3. Аналитические исследование по определению сил, действующих со стороны груза на упорные бруски, и совершенствование методики расчетов крепежных элементов этих брусков

В данной главе приведены основные результаты аналитического исследования по определению количества крепежных элементов, необходимых для закрепления упорных брусков в системе «брусок - крепежные элементы - пол вагона», которые базируются на результаты исследований раздела 2. Ниже приведем лишь результаты исследований по определению поперечных сил, действующих на упорный брусок.

3.1. Аналитическое исследование по определению силы, действующей со стороны груза на упорный брусок по поперечной оси вагона

Для определения поперечной силы, возникающей при взаимодействии закрепленного гибкими элементами крепления груза и упорного бруска при движении поезда по кривым участкам пути, рассмотрим расчетную схему, приведенную на рис.2.

На расчетной модели пол вагона наклонен к горизонту под углом

е = агсэт А где й < 0.015 - возвышение наружного рельса относительно

1к

внутреннего, м; 1к ~ 1.6- расстояние между осями головок рельсов, м. На рис. 2

обозначены Q - вес груза (10'3 Mg), кН; Фф - центробежная сила инерции, приложенная к центру масс груза и воспринимаемая связями (гибкими элементами крепления), кН; Ф. - поперечная сила инерции груза, кН; W — ветровая нагрузка, кН; Ф - переносная сила инерции груза по вертикальной оси, кН; N-нормальная реакция связи, кН; Fp-сила трения, кН; д.-точка приложения нормальной реакции связи относительно поперечной оси вагона, м На рисунке также показаны' обобщенная (эквивалентная) жесткость гибких элементов крепления по поперечной оси вагона, кН/м; S, S, S_ - проекции на координатные оси усилий в гибких элементах креплений S, кН; а, Рпр и (Зп - углы наклона гибких элементов креплений на плоскость Оху и плоскости растяжек на ось Ох и Оу, рад.

Рассматривая вынужденные относительные колебания груза при кинематическом возбуждении, предположили, что причиной боковых колебаний груза служат переносные поперечные колебания точки крепления груза с вагоном с заданным законом в виде y(t).

Конечная аналитическая формула для определения силы, действующей со стороны груза на упорный брусок поперек вагона, имеет вид'

Ry = -с^уУ -JN+(Фцб+и;) cosе -1 о-3Mgsinе+ф; , (i5)

где сЦу - обобщенная жесткость гибких элементов креплений при движении груза по направлению оси Оу, кН/м; у = Ау - пока неизвестное расстояние от торца груза до упорного бруска (в п 2 1 это расстояние обозначено в виде Ау, подлежащее определению по формулам (1 ) и (11), как значения малого перемещения груза по оси Оу), м; N - нормальная реакция связи, кН, которая может быть так же непосредственно определена по формулам (1 )-(11 ) численным способом (например, методом итерации) с использованием возможности вычислительной среды MathCAD

В диссертации так же получена аналогичная формула, позволяющая определить силу, действующую со стороны груза на упорный брусок R по продольной оси вагона.

3.2. Разработка методики расчета крепежного элемента упорного бруска, удерживающего груз от сдвига Определяя величину силы, приложенной со стороны груза на упорный брусок по продольной оси вагона, предположили, что груз массивный и величина ускорения по вертикальной оси вагона незначительная Допускали, что места пола вагона, куда будут прибиты крепежные элементы, имеют дефекты в виде уширения отверстий от предыдущих выдернутых крепежных элементов

Рассмотрели случай, когда возможно смещение бруска совместно с крепежным элементом относительно своего первоначального положения. При этом часть крепежного элемента прижата полом вагона, равномерно распределенным по его диаметру (d) и толщине пола вагона (5) давлением - q (рис 3, а, б),

равным пределу прочности пола вагона (дерево поперек волокон) (q = o =а = = (40 .150)102-кПа).

На рис. 3 обозначены: Rx - сила, действующая со стороны груза на упорный брусок вдоль вагона, кН; Я - расстояние от пола вагона до точки приложения силы Rx, м\ А - точка пересечения плоскости пола вагона и оси крепежного элемента; b и h - ширина и высота бруска, м; б - толщина пола вагона, м.

Рис. 3 Схема приложения сил к системе «брусок - крепежный элемент - пол вагона» и характер смятия пола (дерево поперек волокон) вагона крепежным элементом

Кроме того, возможно одновременное смятие только определенной части толщины пола вагона (8) поперек волокон, например, до сечения а-а, равного кх8 (0 < к:< 0 6) Характер смятия определенной части толщины пола вагона (дерево поперек волокон) крепежным элементом показан на рис. 3, б На рис 3, а обозначен- В - точка приложение реакции связи пола на упорный брусок

Учитывая, что в упорном бруске крепежный элемент прибит к полу вагона, рассекаем его по нижней поверхности бруска. При этом в сечении гвоздя возникнут перерезывающая сила Q (равная по величине силе трения между поверхностью бруска и полом вагона Fmpl и сумме двух нормальных реакций связи N,2 и N42) и изгибающий момент М (рис.4, а,б).

Рис 4 Схема приложения сил на рассеченные части крепежного элемента

Допускаем, что крепежный элемент совместно с полом вагона полностью гасит внешнюю силу Н и он в прижатом к упорному бруску положении останавливается. При этом возникают силы трения между поверхностью бруска и полом вагона Р а также между крепежным элементом и полом вагона РтрГ

В первом приближении предположили, что реакция связи М41 приложена в точке В, расположенной на к-й части ширины бруска, т.е АВ = кЬ(к = 0.1... О 3).

Применяя известные подходы общей механики, опуская при этом промежуточные математические выкладки, после решения уравнения второй степени вывели конечную аналитическую формулу для определения количества крепежных элементов, необходимых для закрепления упорного бруска:

ПгЛ.2 =

ап

(16)

где а Ь и с - постоянные коэффициенты, имеющие размерность кН-м:

«О = /2™смЩ1-0,75*,)

ст„

''дер

-(0,56 )

V ' ш/

К =

[о,25 - ОД 25(&, )2]б --0,25/2(1-*,М +

+—(0,5-0,

.с0={Н~КЬ)Я Л

Исходя из этого, количество крепежных элементов следует определить по условию: пп < п .

Анализируя выведенную формулу для данного случая действия силы Я можно отметить, что количество крепежных элементов зависит от предела прочности на смятие материала пола вагона стьм и его ширины 6цо ширины упорного бруска Ь, коэффициента трения между соприкасающимися поверхностями этого бруска и пола вагона а также диаметра крепежных элементов (1, Кроме того, количества крепежных элементов также зависит от модуля его упругости поперек волокон Е , коэффициента трения между материалом крепежного эле-

мента и пола вагона (дерево-сталь)^, ординаты приложения Н и значения силы удара груза на брусок:

п й, 5, Ь , о ,Е ,/;,/„ Н, К).

гв ./V > ' ' пол' см' дep'•/l'•/2, ' л/

4. Результаты вычислительных экспериментов по расчету гибких элементов креплений груза при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил

В данной главе приведены результаты вычислительных экспериментов, где осуществлен расчет усилий в гибких элементах крепления груза и сдвигов груза вдоль и поперек вагона (на величины которых и следует закрепить упорные бруски от торцов груза) при одновременном действии на систему «груз - крепление - вагон» продольных, поперечных и вертикальных сил.

4.1 Результаты вычислительных экспериментов по определению усилий в гибких креплениях груза Задача определения усилий в гибких элементах крепления, решена методом итераций с использованием вычислительной среды МаШС АБ, согласно которому вначале присвоены начальные значения искомых параметров, а затем введена в блок функций С/геи-Лий? система уравнений.

В результате проведенных вычислительных экспериментов по определению усилий в креплениях груза получены следующие результаты сила трения, нормальная реакция связи, кН и координаты точки ее приложения, м -

АН = 0,12; V - 100; Як = 800;/= 0,55; Фх = 97,119; Фу= 155,979; Ф = 388,476; Ф я = 57,876; = 9,555"; \У = 1,25; О = 588,6;

2 ' ' цб »5у??х>>><. ? ?

¥тро=У® = 323,73; Т = 50,307; Ту = 161,783; N = 569,076; ^ = 312,992; N/0 = 0,967; хС = 4.55; хЫ = 4,388; уЫ = 0,217;

перемещения груза по продольной и поперечной осям вагона в м, а также поворот вокруг вертикальной оси, град. -

Ах = 0,018; Ду = 0,0068; Дф = 0,002; Дф-180/л = 0,118;

усилия в гибких элементах крепления, работающих на растяжение по продольной оси Ох, кН -

84 = 24,495; БЗ = 25,152; Б6 = 27,724; Б7 = 30,01; 810 = 39,209; 814 = 20,469; 813 = 20,965; 816 = 19,195; 817 = 21,238, 820 = 23,226; 14 = 2,162; 13 = 2,172; 16 = 2,181; 17 = 2,254; 110 = 2,717;

усилия в гибких элементах крепления, работающих растяжение по поперечной оси Оу, кН -

Б4 = 24,495; БЗ = 25,152; = 19,218; Б2 = 16,499, Б5 = 10,316;

Б9 = 22,562; Б8 = 21,842; Б6 = 27,724; 87 = 30,01; Б10 = 39,209;

14 = 2,162; 13 = 2,172; 11 = 2,181; 12 = 2,254; 15 = 2,717;

Анализируя результаты вычислительных экспериментов, можно отметить, что обнаружено явление поворота груза вокруг вертикальной оси по направлению оси отсчета (на 0,118 град.) при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил, что за счет перераспределения усилий в гибких элементах при перемещении груза по продольной (18 мм) и поперечной (7 мм) осям симметрии вагона. Особо отметим, что именно на эти расстояния от торцов груза и следует расположить упорные бруски для удержания груза от дальнейших сдвигов. Таким образом, появилась возможность заранее определить места установки упорных брусков в зависимости от конкретной массы и принятого способа крепления груза.

Кроме того, установлено, что значение нормальной реакции связи N больше значения веса груза (Э на 0,967 раз. Это объясняется тем, что груз «приподнят» от пола вагона из-за действия вертикальной силы инерции максимального значения, равной согласно исходным данным 388,476 кН (38,85 тс), хотя груз дополнительно прижат к полу вагона усилиями предварительного натяжения гибких элементов креплений. Кроме того, при смещении груза из первоначального положения из-за действия динамических продольных и вертикальных сил инерции в гибких элементах креплений возникают дополнительные динамические усилия, которые так же будут способствовать дополнительному прижатию груза к полу вагона. Результатами вычислительных экспериментов установлено, что уменьшение значение вертикального переносного ускорения (т. е. при аег < 0,66g) приводит к увеличению величины нормальной реакций связи. При этом также установлено, что координаты приложения нормальной реакции связи х = 4,388 м ид, = 0,217 м не совпадают с координатами центра масс груза хс = 4,55 м и у = 0.

Анализ полученных результатов по определению усилий в гибких элементах крепления, работающих по продольной оси, показывает, что при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил усилия возникают в основном в креплениях, расположенных со стороны действия поперечных сил. При этом усилие в гибком элементе крепления 10, имеющем большую длину сравнительно с длинами других креплений, при заданных значениях исходных данных (т.е. при а. = 0,165& а = 0,265# и аг = 0,66g), оказалось равным 39,209 кН (3,92 тс), т.е. допустимому значению. Причем, при увеличении длинны крепления, усилия в них больше. Такие результаты объясняются возможным поворотом груза вокруг вертикальной оси по направлению положительного отсчета углов. Крепления, расположенные с противоположной стороны груза, практически не несут нагрузку, т.е. провисают (514, 516, 517, 5'20). Они либо незначительно превышают, либо меньше, чем заданные значения усилий предварительных натяжений 50| гибких элементов креплений (20,11 кН).

Полученные результаты в точности совпадают с данными, полученными проф В.Б Зылевым, где проекции на продольную ось вагона суммарного усилия для пары пологих гибких элементов креплений (растяжках) больше, чем у крутых (см пример расчета усилий от продольной силы инерции по формуле (1) и по данным П8.1 ТУ). Полученные результаты так же полностью совпадают с данными, полученными проф. X Т. Турановым, к.т.н. Е.Д. Псеровской и Д Ю Королевой, которые исследовали распределения усилий в растяжках от действия только продольных сил инерции.

Анализ полученных результатов по определению усилий в гибких элементах крепления груза, работающих по поперечной оси, показывает, что усилие в крутых креплениях (тес большим углом наклона на плоскость пола вагона) больше, чем в пологих Полученные результаты совпадают с данными, полученными проф. Х.Т Турановым и к т.н. М.А Зачешигривы Аналогичный характер распределения усилий в креплениях получен проф В.Б. Зылевым (см. пример расчета усилий от поперечной силы инерции по формуле (3) и по данным П 8.1 ТУ).

Разработанный подход непосредственного определения усилий в гибких элементах крепления с использованием возможностей инструментальной среды MathCAD позволил провести вычислительные эксперименты при вариациях радиуса кривой пути, значений массы груза, коэффициента трения, продольных, поперечных и вертикальных ускорений. Результаты этих исследований, в частности, показали, что как увеличение массы груза, так и уменьшение коэффициента трения между грузом и полом вагона привели к увеличению усилий в гибких элементах крепления.

В диссертации так же рассмотрены частные случаи аналитического исследования по непосредственному определению усилий в гибких элементах крепления грузов с использованием выражений (1)-(11) от действия как продольных и вертикальных, так и поперечных и вертикальных сил Анализ полученных результатов исследований показал, что при соударениях вагонов при роспуске с горки, где значения продольного ускорения может достигать 1.0 g, проекции усилий на продольную ось в гибких элементах крепления 10 и 20 достигают 111,1 кН (11,1 тс), что в 2,8 раза больше допустимого. Груз при этом смещается на 146 мм. Действия усилия такой величины приводит к разрыву гибких элементов крепления. Полученные результаты так же совпадают с данными, полученными проф. В Б Зылевым, где проекции на продольную ось вагона суммарного усилия для пары пологих растяжек больше, чем крутых.

Анализ полученных результатов по определению усилий в гибких элементах крепления, работающих на растяжение по поперечной оси вагона, показал, что при значении поперечного ускорения, превышающего 0,3075g, усилия в них больше, чем допустимое. Груз при этом смещается более чем на 67 мм. Действия усилия такой величины могут привести к моментальному разрыву всех гибких элементов крепления. Так же проведены вычислительные эксперименты при движении поезда по кривым участкам пути при различных значениях возвышения наружного рельса и радиусов кривых.

Результаты вычислительных экспериментов по определению усилий в гибких элементах крепления дали возможность установить, что при одновременном действии на груз продольных, поперечных и вертикальных сил несущая способность крепления меньше, чем при действии продольных и поперечных сил в отдельности.

5. Результаты вычислительных экспериментов по расчету упорных элементов креплений груза при действии продольных и вертикальных сил

В данной главе приведены результаты расчетов сил, действующих со стороны груза на упорный брусок, и количества крепежных элементов упорного бруска, необходимого для удержания груза от сдвига. Для примера рассмотрено действие на систему «брусок - крепежный элемент - пол вагона» продольных сил.

5.1. Результаты вычислительных экспериментов по определению сил, действующих на упорный брусок, и количество крепежных элементов Результаты вычисления продольной силы, действующей со стороны груза на упорный брусок, в зависимости от перемещения груза, приведены на рис. 5.

сОх = 2.609 ж 103 1" = 0.55 = 1.25 Фех = 4"0.88 Фег = 388.4~6 ЯОх(хО) := -сОх-хО - 1"-К0(х0) - +■ Фех х0 = ЯОх(хО) =

322.662 400

Мх(хО 1 300

200

193.586 100

0 322.662

5 10-5 305 528

001 290 393

0015 274.259

0 02 258 124

0 025 241 99

0 03 225.855

0 035 209 72

0 04 193 585

Рис.5. Графическая зависимость продольной силы, действующей со стороны груза на брусок, от перемещения груза

Анализ полученных результатов показывает, что сила, действующая со стороны груза на брусок, в зависимости от перемещения груза уменьшается по линейно-убывающему характеру. С учетом увеличения восстанавливающей силы гибких элементов крепления груза и силы трения, и действия ветровой нагрузки.

Так же проведены вычислительные эксперименты по определению силы, действующей со стороны груза на брусок, при вариации массы груза и коэффициента трения между поверхностями пола вагона и груза, результаты которых приведены на рис.6.

м =

ШМ) =МЬ'М) ШН(М) =Я0-ЧМ5 =ВЛ4(М) =

2 2 13' 64 233 62 249 30 2М 1777 3-3791

2 4 15* 106 29 74 2П 422Я5 10 25 21 754

2 510« 11831? ЗбЗвЗ 5429 22277 -0737

2 310* 130344 88 331 56 317 34 304 2 29

3 1" 142371 '10 358 7 3 344 41 ¡г\ 14 :г

< 211* 1*4 ЗЭ8 "22 385 30 371 58 35« 26 345

¿410" 166426 -34 412 102 398 70 385 заз'2

3 51:- 452 '40 439 114 42:5 82412 50 399

зз ю* 190479 1«®466 12? 4 94 43& г 2 42'

410« 202 506 170 493 138 479 кемв 74 453

4 2 1.« 214533 182 52 150 5С7 118 495 33 43

4 4 1" 228 55 <94 547 152 6^4 13С 52 98 507

4Г.1Г4 218 587 206 574 174 561 142 547 110 534

4 8 1С" 2» 614 218 601 «6588 1*4 574 122561

5 К* 2М642 230 628 1ЮЕ1Е 156 691 134 588

5 2 1С« 274569 242 655 210642 178 628 146615

Рис. б. Графическая зависимость силы, действующей на брусок, от вариации массы груза

Анализ данной графической зависимости показывает, что с увеличением массы груза значения силы, действующей со стороны груза на упорный брусок, увеличивается При заданных исходных данных в зависимости от массы груза для удержания груза от действия продольных сил, кроме гибких элементов креплений в работу может включиться и брусок. Так, например, при установке упорного бруска вплотную к торцевой грани груза и на расстоянии от 5 до 25 мм происходит совместная работа гибких элементов крепления и упорного элемента При расположении упорного бруска на расстояние 30 мм от торцевой грани груза происходит совместная работа гибких элементов крепления и упорного элемента, начиная с массы груза 2,4-104 кН (24 тс)

При расположении же упорного бруска на расстояние 40 мм от торцевой грани груза происходит совместная работа гибких элементов крепления и упорного элемента, начиная с массы груза 2,8-104 кН (28 тс).

Таким образом, по результатам исследований так же можно сделать важную для практического использования рекомендацию о том, что брусок должен прикрепляться к полу вагона не вплотную к торцу груза, как это делается на практике, а на некотором расстоянии от него в зависимости от его массы и принятого способа крепления.

5.2 Результаты вычислительных экспериментов по определению количество крепежных элементов, необходимых дчя закрепления бруска Анализ данных, рассчитанных по формуле (16) показывает, что количество крепежных элементов зависит от предела прочности и модуля упругости деревянного пола вагона Эти физико-механические характеристики дерева, в зна-

чительной степени зависят от его влажности, т.е. от изменения климатических условий перевозки груза. Поэтому вычислительные эксперименты были проведены при различных значениях предела прочности и модуля упругости деревянного пола вагона. Результаты вычислительных экспериментов по определению количества крепежных элементов, необходимых для закрепления упорного бруска в зависимости от его месторасположения вдоль вагона, вычисленные по формуле (16), приведены на рис. 7.

хО = пгв1(х0)

п:з1(х0| • • •

0 37.479

5 10-2 36 885

0.01 35.305

0 015 35.741

0.02 35.195

0 025 34 669

0.03 34 163

0 035 33 68

0.04 33 22

Рис.7. Зависимость количества крепежных элементов от перемещения груза

Анализ результатов вычислительных экспериментов показал, что количество крепежных элементов, необходимых для закрепления упорного бруска, уменьшается пропорционально увеличению расстояния до груза.

Так же были проведены вычислительные эксперименты по определению количества крепежных элементов в зависимости от вариации доли смятой крепежным элементом части толщины пола вагона и коэффициента, учитывающего смещение точки приложения реакции связи пола вагона с бруском.

Анализ полученных данных показал, что увеличение этих коэффициентов приводит к увеличению количества крепежных элементов для удержания упорного бруска от сдвига и выворачивания. Увеличение значений этих коэффициентов показывает наличие отклонений условий перевозок. Например, ухудшилось состояние поверхности между полом и грузом, которое учитывается коэффициентом трения между поверхностями груза и пола вагона и влажностью среды.

Так же приведены результаты вычислительных экспериментов по определению количества крепежных элементов при вариации коэффициентов трения между поверхностями упорного бруска и пола вагона/, и крепежными элементами и полом вагона/, которые позволили установить, что их увеличение или уменьшение приводит соответственно к уменьшению или увеличению крепежных элементов упорного бруска.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Полученные исходные данные в виде геометрических размеров гибких элементов креплений и координаты точки их закрепления к стоечным скобам вагона и монтажным петлям груза являются неотъемлемыми составляющими при описании уравнения равновесия в статической неопределимой системе «груз - крепление - вагон» с плоским основанием, без которых невозможно создать обобщенную математическую модель системы.

2. Предложенный подход к подготовке исходных данных, являясь одним из ответственных этапов вычислительных экспериментов, в последующем упро-

* щает составление математической модели и ее реализации на ЭВМ, применение которой позволяет автоматизировать расчет по определению усилий в элементах крепления грузов.

3. Разработанный с использованием основных положений общей механики подход к описанию условий равновесия системы «груз - крепление - вагон» совместно с геометрическими и физическими сторонами статической неопределимой задачи по существу позволил составить обобщенную математическую модель системы «груз - крепление - вагон» с плоским основанием в виде п уравнений с п неизвестными с двумя дополнительно составленными условиями, не оказывающими влияния на статическую неопределимость системы, но учитывающий характер изменения силы трения

4 Составленная обобщенная математическая модель системы «груз - крепление - вагон» с плоским основанием в виде систем п уравнений дала возможность непосредственно определить п неизвестных усилий в п гибких элементах крепления и возможные значения сдвигов груза вдоль и поперек вагона при различных значениях коэффициента трения, продольных, поперечных и вертикальных сил Это дало возможность аналитически обосновать расположение элементов креплений в виде упорных брусков от торца груза при совместном его закреплении гибкими и упорными элементами.

5 Выведенная с использованием основных положений общей механики конечная аналитическая формула для определения количества крепежных элементов позволила отыскать искомый параметр в зависимости от геометрических размеров бруска, крепежного элемента и пола вагона, коэффициента трения между ними, а также модуля упругости и предела прочности на смятие матери-

( ала пола вагона.

6. Результаты вычислительных экспериментов позволили обнаружить явление поворота груза вокруг вертикальной оси по направлению оси отсчета на

* 0,118 град, при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил, что за счет перераспределения усилий в гибких элементах при перемещении груза по продольной (18 мм) и поперечной (7 мм) осям симметрии вагона. Особо отметим, что именно на эти расстояния от торцов груза и следует прикрепить упорные бруски для удержания груза от дальнейших сдвигов Таким образом, появилась возможность заранее определить расположение упорных брусков от торца груза в зависимости от конкретной массы и принятого способа крепления.

7. Анализ графической зависимости силы, действующей со стороны груза на брусок, от изменения массы груза дал возможность установить, что с увеличением его массы значения силы, действующей от груза на упорный брусок, увеличивается. При заданных исходных данных в зависимости от массы и способа крепления груза для удержания его от действий продольных сил, кроме гибких элементов креплений, в работу может включиться и брусок. Так, например, при расположении упорного бруска на расстояние 40 мм от торцевой грани в зависимости от массы груза происходит совместная работа гибких и упорных элементов креплений, начиная с массы груза 2,8-104 кН (28 тс). Отсюда вытекает важная для практического использования рекомендация о креплении бруска на некотором расстоянии от торца груза в зависимости от его массы и принятого способа крепления, а не вплотную к торцу груза как это делается на практике.

8 Результаты вычислительных экспериментов позволили определить количество крепежных элементов в зависимости от геометрических размеров бруска, крепежных элементов и пола вагона, коэффициента трения между ними, а также модуля упругости и предела прочности на смятие материала пола вагона.

Таким образом, в диссертации изложены научно-обоснованные технические решения и разработки соискателя по совершенствованию методики расчета усилий в гибких элементах креплений и определению возможных значений сдвигов груза вдоль и поперек вагона при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил, а так же количества крепежных элементов, необходимых для закрепления упорного элемента крепления груза, обеспечивающие решение важных прикладных задач, отвечающих основным принципам функционирования железнодорожного транспорта.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих научных работах:

1. Туранов Х.Т., Власова Н.В. Разработка рационального способа размещения элементов крепления перевозимого на вагоне груза при одновременном действий продольных, поперечных и вертикальных сил // Сб. тр. междунар. научн. -техн конф. «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин - Надежность-2003». - М.. Машиностроение, 2003. Т.2, - С. 268-274.

2 Власова Н В О рациональном размещений элементов крепления перевозимого на открытом подвижном составе груза с плоским основанием при действии на него продольных сил//Сб тр междунар научн.-техн конф «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин - Надежность-2003» - М : Машиностроение, 2003 Т.1,-С. 152-158.

3 Власова Н.В. Совершенствование метода расчета усилий в элементах крепления груза в вагоне от действия поперечных сил // Сб. тр междунар. научн.-техн. конф. «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетичес-кихитранспортныхмапшн-Надежность-2003». -М' Машиностроение, 2003. Т.1,-С. 158-164.

4. Туранов Х.Т., Власова Н.В., Корнеев М.В. Моделирование силы удара груза о брусок по продольной оси вагона в системе «груз - крепление - вагон» //Сб.

тр. междунар. научн. - техн конф «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин - Надежность-2003». - М: Машиностроение, 2003. Т.2, - С. 274-280.

5. Туранов Х.Т., Власова Н.В., Корнеев М.В. Моделирование работы сил трения по удержанию бруска в системе «груз - крепление - вагон» // Сб. тр. междунар. научн -техн. конф. «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин - Надежностъ-2003». - М: Машиностроение, 2003. Т.2, - С. 280-286.

6. Корнеев М.В., Власова Н.В., Мурашко К.В., Корень О.В., Метель Н.М. Результаты вычислительных экспериментов по определению числа гвоздей для крепления бруска в системе «груз - крепление - вагон» // Сб. тр. междунар. научн.-техн. конф. «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин - Надежность-2003». - М: Машиностроение, 2003. Т.2, - С. 441-447.

7. Власова Н.В. Результаты вычислительных экспериментов по расчету упорных элементов креплений груза в системе «груз - крепежный элемент - пол вагона» // Матералы междунар. научн.-практич. конф. «Наука, техника, высшее образование: проблемы и тенденции развития». - Ростов на Дону: Изд-во Рост, ун-та, 2004. - С.65-73.

8. Туранов Х.Т., Власова Н.В., Даусеитов Е.Б , Рыстасин Т. Аналитическое определение усилий в гибких элементах крепления груза в системе «груз - крепление - вагон» // Матералы междунар. научн. -практич. конф. «Наука, техника, высшее образование: проблемы и тенденции развития». - Ростов на Дону: Изд-во Рост, ун-та, 2004. - С. 138-148.

9. Власова Н.В. Разработка автоматизированного способа расчета усилий в гибких креплениях груза от действия продольных сил в вычислительной среде Mathcad // Матералы V междунар научн. - конф. «Кибернетика и технологии XXI века». - Воронеж: ВГТУ, 2004. - С. 235-241.

10. Туранов Х.Т., Власова Н.В., Даусеитов Е.Б. Математический метод расчета усилий в гибких креплениях груза в системе «груз - крепление - вагон» // Матералы V междунар научн. - конф. «Кибернетика и технологии XXI века». -Воронеж: ВГТУ, 2004. - С. 251-259.

11. Власова Н.В., Даусеитов Е.Б., Карташова A.B. Математический метод расчета усилий в гибких креплениях груза от действия поперечных сил в вычислительной среде Mathcad // Матералы V междунар. научн. - конф. «Кибернетика и технологии XXI века». - Воронеж: ВГТУ, 2004. - С. 242-249.

12. Чуйкова О.Ю., Корнеев М.В., Власова Н.В., Зачешигрива М.А. Расчет количества крепежных элементов для удержания груза от сдвига при вариации геометрических размеров упорного бруска // Тр. Междун. научн. конф «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические». - Ростов на Дону: РГУПС, 2004. - С.44-45.

13. Туранов Х.Т., ВласоваН.В., Чуйкова О.Ю., ЗачешигриеваМ.А. Математическое моделирование усилий в гибких элементах крепления груза при движении поезда под уклон в режимах служебного торможения и отпуска с применением вычислительной среды Mathcad Н Ма-лы per. - научн.-прак. конф., по-

Р-55 8$

священная 130-летию Куйбышевской ж.-д. «Актуальные проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта», - ч. 1 Самара СамГАПС, К.ж,-д., 2004. - С. 223-226.

14. Туранов Х.Т., Власова Н.В. Моделирование силы, действующей со стороны груза на упорный брусок по поперечной оси вагона // Вестник СГУПСа, № 6 - Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2003. - С. 53-66.

15. Туранов Х.Т., Власова Н.В., Метель Н.М. Совершенствование метода расчета упорного бруска, удерживающего груз от сдвига по поперечной оси вагона / / Вестник СГУПСа, № 6. - Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2003. - С. 67-82.

16. Власова Н.В. Моделирование упорного бруска, как элемента крепления груза от сдвига по поперечной оси вагона // Сб. н^ч. трудов «Транспортные проблемы Сибирского региона», - Иркутск: ИрГУПС, 2003. - Часть 1,166 с, С. 87-99.

АНАЛИЗ НАГРУЖЕННОСТИ И ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ КРЕПЛЕНИЯ ГРУЗОВ НА ОТКРЫТОМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ

Специальность 05.22.08 - Управление процессами перевозок

Лицензия на издательскую деятельность ИД 03581 от 19.12.2000

Сдано в набор 25.03.05 Подписано к печати 25.03.05

Формат бумаги 69x86 1/16 Объем 1,5 п.л. Заказ № 114 Тираж 100 экз.

Типография УрГУПС, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова 66Б

4257

ВЛАСОВА НАТАЛЬЯ ВАСИЛЬЕВНА

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА

КРЕПЛЕНИЯ ГРУЗОВ НА ОТКРЫТОМ ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ.

1.1. О случаях расстройств погрузки и креплении грузов в пути следования.

1.2. Обзор литературных источников по расчёту крепления грузов на вагоне с использованием действующей методики (ТУ).

1.3. Анализ совершенствованной методики расчетов крепления грузов от действия: продольных и вертикальных, поперечных и вертикальных сил в отдельности.

1.4. Цели и задачи исследований.

Выводы по главе.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ

УСИЛИЙ В ГИБКИХ ЭЛЕМЕНТАХ КРЕПЛЕНИЯ ГРУЗА С ПЛОСКИМ

ОСНОВАНИЕМ ПРИ ОДНОВРЕМЕННОМ ДЕЙСТВИИ ПРОДОЛЬНЫХ,

ПОПЕРЕЧНЫХ И ВЕРТИКАЛЬНЫХ СИЛ

2.1. Обоснование необходимости совершенствование методики расчета крепления грузов с плоским основанием.

2.2. Аналитическое исследование по определению усилий в гибких элементах крепления груза с плоским основанием при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил.

2.3 Аналитическое исследование по определению усилий в гибких элементах крепления груза с плоским основанием от действия продольных и вертикальных сил.

2.4 Аналитическое исследование по определению усилий в гибких элементах крепления груза с плоским основанием от действия поперечных и вертикальных сил.

Выводы по главе.

Глава 3. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ СО СТОРОНЫ ГРУЗА НА УПОРНЫЕ БРУСКИ, И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТОВ КРЕПЕЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЭТИХ БРУСКОВ.

3.1 Аналитическое исследование по определению силы, действующей со стороны груза на упорный брусок по продольной оси вагона.

3.2 Аналитическое исследование по определению силы, действующей со стороны груза на упорный брусок по поперечной оси вагона.

3.3 Разработка методики расчета крепежного элемента упорного бруска, удерживающего груз от сдвига

Выводы по главе.

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО РАСЧЁТУ ГИБКИХ ЭЛЕМЕНТОВ КРЕПЛЕНИЙ ГРУЗА ПРИ * ОДНОВРЕМЕННОМ ДЕЙСТВИИ ПРОДОЛЬНЫХ, ПОПЕРЕЧНЫХ И

ВЕРТИКАЛЬНЫХ СИЛ.

4.1. Общие положения по разработке методики расчета гибких элементов креплений, используемых для удержания груза от сдвига груза.

4.2. Результаты вычислительных экспериментов по определению усилий в гибких креплениях груза при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил.

4.3. Результаты вычислительных экспериментов по определению усилий в Щ гибких креплениях груза от действия продольной и вертикальной

4.4. Результаты вычислительных экспериментов по определению усилий в гибких креплениях груза от действия поперечной и вертикальной

Выводы по главе.

Глава 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО

РАСЧЁТУ УПОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КРЕПЛЕНИЙ ГРУЗА ПРИ ДЕЙСТВИИ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ.

5.1. Общие положения по разработке методики расчета гибких элементов креплений, используемых для удержания груза и его сдвига.

5.2. Результаты вычислительных экспериментов по определению сил, действующих на упорный брусок, и количество крепежных элементов.

5.3. Результаты вычислительных экспериментов по определению количество крепежных элементов, необходимых для закрепления бруска.

Выводы по главе.

Актуальность темы. Безопасность движения поездов - основное условие эксплуатации железных дорог (ж.-д.), пассажиров и грузов. Все организационные и технические мероприятия на ж. -д. транспорте должны отвечать требованиям безопасного и бесперебойного движения поездов. Безопасность движения поездов обеспечивается не только содержанием в постоянной исправности ж.-д. сооружений, пути, подвижного состава, устройств СЦБ и связи, но и, в частности, обеспечением надежности крепления грузов. В связи с этим, возникает необходимость решения прикладной задачи по совершенствованию метода расчета элементов крепления перевозимых на открытом подвижном составе грузов, позволяющего обосновать рациональный способ крепления с учетом изменения климатических условий перевозки. В свою очередь, рациональный способ крепления грузов способствует исключению случаев угрозы безопасности движения грузовых поездов, и сохранности перевозимых грузов на открытом подвижном составе в пути следования.

Важность решения такой прикладной задачи так же повышается в связи с реализацией «Стратегической программы обеспечения устойчивого взаимодействия в системе колесо - рельс», в которой предусмотрено повышение веса грузовых поездов до 10 тыс. тс и более. При этом с применением новых криволинейных стрелочных переводов ходовую скорость планируется довести до 80 км/ч, а в перспективе и до 100 км/ч. [1].

Для исключения случаев угрозы безопасности движения грузовых поездов и сохранности перевозимых грузов на открытом подвижном составе (платформы, полувагоны и транспортеры) различных крупногабаритных и тяжеловесных грузов с плоским основанием так же большое значение имеет их рациональное размещение и надежное крепление на этих средствах с учетом изменения климатических условий перевозки.

Расстройства крепления груза даже при незначительных расстояниях перевозок [2] - свидетельство нарушения технологического процесса погрузки (как человеческого фактора), несовершенства существующего метода расчета по действующим Техническим условиям (ТУ) [3], в которых предусматривается упрощенный расчет крепления грузов без учета условий перевозки груза. Анализ расстроенных грузов показывает, что из общего числа (100 %) таких грузов на долю неточных расчетов по ТУ приходится 4 - 5 %, а все остальное - на долю человеческого фактора.

Достоверность разработанного ТУ метода расчёта крепления грузов вызывает сомнения из-за того, что, например, при расчете крепления грузов не учтена совместная работа элементов крепления различной жесткости при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил.

Кроме того, формула (34) ТУ, хотя она и является приближенной, применима в частном случае - только при соударении вагонов во время маневров и роспуске с сортировочных горок. Поскольку именно при этих условиях движения вагона на груз действует только продольная сила инерции. При других условиях движения вагона - в процессе разгона и торможения поезда, при вписывании вагона в кривые и переходные участки пути на груз помимо продольных сил инерции еще будут действовать поперечные и вертикальные силы. При этом следует иметь в виду, что процесс разгона и торможения поезда происходит больше всего при движении поезда на перегоне не только на прямом участке, но и с подъемами и уклонами пути.

Вместе с тем, с использованием этой методики разработаны и разрабатываются схемы крепления грузов, ограничивающие их смещение и опрокидывание вдоль и поперёк вагона при движении поезда, а также при маневрах и роспуске с сортировочных горок [4-8].

В связи с этим, другим недостатком формулы (34) ТУ является то, что она исключает возможность учета одновременного действия на груз продольных, поперечных и вертикальных сил.

К сожалению, до настоящего времени не разработана методика непосредственного определения усилий в элементах крепления груза, к которым и приложены одновременно продольные, поперечные и вертикальные силы, как в статической неопределимой системе «груз — крепление - вагон» с использованием возможности вычислительной среды МаЛСАБ.

При закреплении груза от сдвига по продольной оси вагона одновременно с гибкими элементами креплений и упорными брусками, необходимо знать, на каком расстоянии от груза следует расположить упорный элемент, чтобы обеспечить совместную работу гибких и упорных элементов креплений. Действующая же методика расчета крепежных элементов упорного бруска ТУ предусматривает выполнение инженерного расчета по определению количества крепежных элементов по значению от отдельных действий продольных и поперечных сил, определенных на основе эмпирических формул, и допускаемой нагрузки на крепежный элемент.

Кроме того, в системе «упорный брусок - крепежный элемент - пол вагона» необходимо определить количество крепежных элементов упорного бруска, от действия продольных, поперечных и вертикальных сил в зависимости от геометрических размеров бруска, пола вагона и крепежного элемента, прочностных характеристик материала этого элемента и пола вагона, а также условий перевозки (через коэффициент трения между соприкасающимися поверхностями).

Таким образом, к сожалению, до настоящего времени вовсе отсутствуют какие-либо рекомендации по вопросу - на какое же расстояние следует прибить упорный брусок от торца груза и от каких факторов это зависит?

Исходя из этого, действующие ТУ несомненно подлежат пересмотру, о чем также отмечено в работах А.И. Бутора [9], В.А. Романова [10], В.А. Болотина [11], С.А. Егорова [12], проф. В.Б. Зылева [13; 14], проф. Х.Т. Турано-ва, проф. В.А. Болотина, Е.Д. Псеровской [4], Д.Ю. Королевой [6], М.А. За-шечигрива [8], Е.К. Коровяковского [127], М.В. Корнеева [2], К.В. Мурашко

94; 95], Е.Б. Даусеитова, О.Ю. Чуйковой, A.B. Карташовой [128 - 133], Н.М. Метель [134-136] и других.

В связи с этим, можно отметить, что совершенствование методики расчёта креплений грузов с учетом условий перевозки и совместной работы элементов креплений различной жесткости при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил является актуальной и приоритетной прикладной задачей, имеющей важное прикладное значение для железнодорожного транспорта.

Результаты исследований соответствуют основным направлениям научных исследований в области организации грузовой и коммерческой работы на железнодорожном транспорте в современных условиях, а так же в области совершенствование метода расчета крепления грузов на открытом подвижном составе.

Цель исследования. Цель диссертационного исследования — разработка уточненной методики расчета нагруженности и выбора параметров элементов крепления грузов на открытом железнодорожном подвижном составе.

В соответствии с поставленной в диссертации целью сформулированы следующие задачи:

- построить обобщенные расчетные и математические модели крепления груза с плоским основанием, позволяющие получить аналитические формулы по определению усилий в гибких элементах креплений груза при одновременном действий продольных, поперечных и вертикальных сил;

- построить расчетные и математически модели по определению сил, действующих со стороны груза на упорный брусок по продольной и поперечной осей симметрии вагона;

- произвести вычислительные эксперименты по определению усилий в гибких элементах креплений груза и возможных перемещений груза вдоль и поперек вагона, а так же его поворота вокруг вертикальной оси при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил;

- произвести вычислительный эксперимент по расчету количества крепежных элементов для удержания упорного бруска от сдвига при различных условиях его месторасположения и действия на него продольных сил.

Объект исследования. Груз, закрепленный на открытом подвижном составе элементами крепления различной жесткости (т.е. гибкими элементами крепления и упорным бруском).

Предмет исследования. Усилия в гибких элементах крепления в системе «груз - крепление - вагон» с плоским основанием и возможные перемещения груза вдоль и поперек вагона, его поворот вокруг вертикальной оси и количество крепежных элементов упорного бруска в системе «упорный брусок - крепежный элемент — пол вагона».

Методика исследования. Аналитические исследования по определению усилий в гибких элементах крепления груза в системе «груз - крепление -вагон» и количества крепежных элементов упорного бруска в системе «упорный брусок - крепежный элемент - пол вагона» базируются на основные положения прикладной механики с широким использованием инструментальной среды МаЛСАЭ.

Достоверность исследования. Достоверность результатов исследований подтверждаются данными сравнительных расчетов усилий в гибких элементах креплений, полученными другими методиками, разработанными авторами и другими исследователями.

Научная новизна работы. Научная новизна диссертации состоит в дальнейшем развитии основ теории размещения и крепления грузов на открытом подвижном составе, дающее научное приращение знаниям в отрасли железнодорожного транспорта, и заключается в том, что:

- разработанный с использованием основных положений общей механики подход к составлению условий равновесия системы «груз - крепление -вагон» с плоским основанием совместно с геометрическими и физическими сторонами статической неопределимой задачи по существу позволил составить обобщенную математическую модель такой системы в виде п уравнений с п неизвестными с двумя дополнительно составленными условиями, не оказывающими влияния на статическую неопределимость системы, но учитывающими характер изменения силы трения. Такой подход так же дал возможность непосредственно определить неизвестные усилия в гибких элементах креплений и возможные значения сдвигов груза вдоль и поперек вагона при различных значениях коэффициента трения, продольных, поперечных и вертикальных ускорений и ветровых нагрузок. Это, в свою очередь, позволил аналитически обосновать расположение элементов креплений в виде упорных брусков от торца груза при совместном его закреплении гибкими элементами креплений и упорными брусками;

- выведенная с использованием основных положений общей механики ранее неизвестная в литературных источниках конечная аналитическая формула для определения количества крепежных элементов позволила отыскать искомый параметр в зависимости от геометрических размеров бруска, крепежного элемента и пола вагона, коэффициента трения между ними, а также модуля упругости и предела прочности на смятие материала пола вагона;

- разработанный подход непосредственного определения усилий в гибких элементах крепления с использованием возможности инструментальной среды МаШСАБ позволил установить, что усилия в пологих креплениях больше, чем в крутых;

- результаты вычислительных экспериментов позволили определить количество крепежных элементов при заданном месторасположении упорного бруска относительно груза в зависимости от геометрических размеров бруска, крепежных элементов и пола вагона, коэффициента трения между ними, а также модуля упругости и предела прочности на смятие материала пола вагона.

Практическая ценность. Практическую ценность представляют: составленные программы расчета усилий в гибких элементах крепления и конкретных значений места установки упорных брусков, которые в последующем могут быть использованы грузоотправителями при разработке непредусмотренного техническими условиями (НТУ) рационального способа размещения и крепления грузов на вагоне;

- полученная на основе результатов вычислительных экспериментов рекомендация о том, что упорный брусок следует прикреплять к полу вагона не вплотную к торцу груза, как это делается на практике, а на некотором расстоянии от торца груза в зависимости от его массы и способа крепления (см. С. 140 диссертации).

Все полученные результаты вычислительных экспериментов производят технический эффект, поскольку являются ранее неизвестными в теории размещения и крепления грузов новыми данными, которые вносят весомый вклад в методику расчета элементов крепления грузов с использованием современных вычислительных средств.

Реализация результатов работы. Разработанные практические рекомендации приняты к использованию Службой коммерческой работы в сфере грузовых перевозок Восточно-Сибирской железной дороги для проверки разработанных грузоотправителями схем размещения и крепления грузов на открытом подвижном составе. Результаты диссертации могут быть использованы при совершенствовании технологии перевозочного процесса созданием нормативно - правовой базы, относящейся к разработке не предусмотренных техническими условиями способа размещения и крепления грузов разработкой методики автоматизированного расчета усилий в гибких элементах крепления с широким применением вычислительных средств.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин Надежность - 2003» (Самара: СГТУ, 2003 г.), на международной научной конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в технике» (Ростов - на - Дону: Гос. ун-т, 2004 г.), на V международной научной конференции «Кибернетика и технологии XXI века» (Воронеж: ВГТУ, 2004 г.), на научно - технической конференции ИрГУПСа (2004 г.), во Всероссийской научно - практической конференции «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические» (Ростов - на - Дону: РГУПС, 2004 г.) и в региональной научно - практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (Самара: СамГАПС, 2004 г.) и на заседании кафедр «УЭР» ИрГУПС (Иркутск, 2004 г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 16 работах (5 научных статей написаны автором) в виде научных статей и материалов конференции регионального и международного уровней.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав с выводами в каждой из них, общих выводов и рекомендации, списка использованной литературы, включающего 132 наименований, 140 страниц основного текста, 27 рисунков.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Полученные исходные данные в виде геометрических размеров гибких элементов креплений и координаты точки их закрепления к стоечным скобам вагона и монтажным петлям груза являются неотъемлемыми составляющими при описании уравнения равновесия в статической неопределимой системе «груз - крепление - вагон» с плоским основанием, без которых невозможно создать обобщенную математическую модель системы.

2. Предложенный подход к подготовке исходных данных, являясь одним из ответственных этапов вычислительных экспериментов, в последующем упрощает составление математической модели и ее реализации на ЭВМ, применение которой позволяет автоматизировать расчет по определению усилий в элементах крепления грузов.

3. Разработанный с использованием основных положений общей механики подход к описанию условий равновесия системы «груз - крепление - вагон» совместно с геометрическими и физическими сторонами статической неопределимой задачи по существу позволил составить обобщенную математическую модель системы «груз - крепление - вагон» с плоским основанием в виде п уравнений с п неизвестными с двумя дополнительно составленными условиями, не оказывающими влияния на статическую неопределимость системы, но учитывающими характер изменения силы трения.

4. Составленная обобщенная математическая модель системы «груз -крепление - вагон» с плоским основанием в виде систем п уравнений дала возможность непосредственно определить п неизвестных усилий в п гибких элементах крепления и возможные значения сдвигов груза вдоль и поперек вагона при различных значениях коэффициента трения, продольных, поперечных и вертикальных сил. Это дало возможность аналитически обосновать расположение элементов креплений в виде упорных брусков от торца груза при совместном его закреплении гибкими и упорными элементами.

5. Выведенная с использованием основных положений общей механики конечная аналитическая формула для определения количества крепежных элементов позволила отыскать искомый параметр в зависимости от геометрических размеров бруска, крепежного элемента и пола вагона, коэффициента трения между ними, а также модуля упругости и предела прочности на смятие материала пола вагона.

6. Результаты вычислительных экспериментов позволили обнаружить явление поворота груза вокруг вертикальной оси по направлению оси отсчета (на 0,118 град.) при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил, что за счет перераспределения усилий в гибких элементах при перемещении груза по продольной (18 мм) и поперечной (7 мм) осям симметрии вагона. Особо отметим, что именно на эти расстояния от торцов груза и следует прикрепить упорные бруски для удержания груза от дальнейших сдвигов. Таким образом, появилась возможность заранее определить расположение упорных брусков от торца груза в зависимости от конкретной массы и принятого способа крепления.

7. Анализ графической зависимости силы, действующей со стороны груза на брусок, от изменения массы груза дал возможность установить, что с увеличением его массы значения силы, действующей от груза на упорный брусок, увеличивается. При заданных исходных данных в зависимости от массы и способа крепления груза для удержания его от действий продольных сил, кроме гибких элементов креплений, в работу может включиться и брусок. Так, например, при расположении упорного бруска на расстояние 40 мм от торцевой грани в зависимости от массы груза происходит совместная работа гибких и упорных элементов креплений начиная, с массы груза 2,8-104 кН (28 тс). Отсюда вытекает важная для практического использования рекомендация о креплении бруска на некотором расстоянии от торца груза в зависимости от его массы и принятого способа крепления, а не в плотную к торцу груза как это делается на практике.

8. Результаты вычислительных экспериментов позволили определить количество крепежных элементов в зависимости от геометрических размеров бруска, крепежных элементов и пола вагона, коэффициента трения между ними, а также модуля упругости и предела прочности на смятие материала пола вагона.

Таким образом, в диссертации изложены научно обоснованные технические решения и разработки соискателя по совершенствованию методики расчета усилий в гибких элементах креплений и определению возможных значений сдвигов груза вдоль и поперек вагона при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил, а так же количества крепежных элементов, необходимых для закрепления упорного элемента крепления груза, обеспечивающие решение важных прикладных задач, отвечающих основным принципам функционирования железнодорожного транспорта.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих научных работах:

1. Туранов Х.Т., Н.В. Власова. Разработка рационального способа размещения элементов крепления перевозимого на вагоне груза при одновременном действий продольных, поперечных и вертикальных сил // Сб. тр. междунар. научн. - техн. конф. «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин - Надежность - 2003». - М.: Машиностроение, 2003. Т.2, - С. 268 - 274.

2. Власова Н.В. О рациональном размещений элементов крепления перевозимого на открытом подвижном составе груза с плоским основанием при действии на него продольных сил // Сб. тр. междунар. научн. - техн. конф. «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин - Надежность - 2003». - М.: Машиностроение, 2003. Т.1,

- С. 152- 158.

3. Власова Н.В. Совершенствование метода расчета усилий в элементах крепления груза в вагоне от действия поперечных сил // Сб. тр. междунар. научн. - техн. конф. «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин - Надежность - 2003». - М: Машиностроение, 2003. Т.1, - С. 158 - 164.

4. Туранов Х.Т., Н.В. Власова, М.В. Корнеев. Моделирование силы удара груза о брусок по продольной оси вагона в системе «груз - крепление - вагон» //Сб. тр. междунар. научн. - техн. конф. «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин - Надежность - 2003».

- М: Машиностроение, 2003. Т.2, - С. 274 - 280.

5. Туранов Х.Т., Н.В. Власова, М.В. Корнеев. Моделирование работы сил трения по удержанию бруска в системе «груз - крепление - вагон» // Сб. тр. междунар. научн. - техн. конф. «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин - Надежность-2003». -М: Машиностроение, 2003. Т.2, - С. 280 - 286.

6. Корнеев М.В., Н.В. Власова, К.В. Мурашко, О.В. Корень, Н.М. Метель. Результаты вычислительных экспериментов по определению числа гвоздей для крепления бруска в системе «груз - крепление - вагон» // Сб. тр. междунар. научн. - техн. конф. «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин - Надежность - 2003». - М: Машиностроение, 2003. Т.2, - С. 441 - 447.

7. Власова Н.В. Результаты вычислительных экспериментов по расчёту упорных элементов креплений груза в системе «груз - крепежный элемент -пол вагона» // Материалы междунар. научн. - практич. конф. «Наука, техника, высшее образование: проблемы и тенденции развития». - Ростов на Дону: Изд-во Рост, ун - та, 2004. С.65 - 73.

8. Туранов Х.Т., H.B. Власова, Е.Б. Даусеитов, Т. Рыстасин. Аналитическое определение усилий в гибких элементах крепления груза в системе «груз - крепление - вагон» // Материалы междунар. научн. - практич. конф. «Наука, техника, высшее образование: проблемы и тенденции развития». - Ростов на Дону: Изд - во Рост, ун - та, 2004. С. 138 - 148.

9. Власова Н.В. Разработка автоматизированного способа расчета усилий в гибких креплениях груза от действия продольных сил в вычислительной среде Mathcad // Материалы V междунар. научн. - конф. «Кибернетика и технологии XXI века». - Воронеж: ВГТУ, 2004. - С. 235 - 241.

10. Туранов Х.Т., Н.В. Власова, Е.Б. Даусеитов, A.B. Математический метод расчета усилий в гибких креплениях груза в системе «груз - крепление -вагон» // Материалы V междунар. научн. - конф. «Кибернетика и технологии XXI века». - Воронеж: ВГТУ, 2004. - С. 251 - 259.

11. Власова Н.В., Е.Б. Даусеитов, A.B. Карташова. Математический метод расчета усилий в гибких креплениях груза от действия поперечных сил в вычислительной среде Mathcad // Материалы V междунар. научн. — конф. «Кибернетика и технологии XXI века». - Воронеж: ВГТУ, 2004. - С. 242-249.

12. Чуйкова О.Ю., М.В. Корнеев, Н.В. Власова, М.А Зачешигрива. Расчет количества крепежных элементов для удержания груза от сдвига при вариации геометрических размеров упорного бруска // Тр. Междун. научн. конф «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические». - Ростов на Дону: РГУПС, 2004.-С.44, 45.

13. Туранов Х.Т., Н.В. Власова, О.Ю. Чуйкова, М.А Зачешигриева. Математическое моделирование усилий в гибких элементах крепления груза при движении поезда под уклон в режимах служебного торможения и отпуска с применением вычислительной среды Mathcad // Материалы per. - научн. - прак. конф., посвященная 130-летию Куйбышевской ж.д. «Актуальные проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта», - ч. 1 Самара СамГАПС, К.ж.д., 2004-С. 223-226.

14. Туранов Х.Т., Н.В. Власова. Моделирование силы, действующей со стороны груза на упорный брусок по поперечной оси вагона // Вестник СГУПСа, № 6. - Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2003. - С. 53 - 66.

15 Туранов Х.Т., Н.В. Власова, Н.М. Метель. Совершенствование метода расчета упорного бруска, удерживающего груз от сдвига по поперечной оси вагона // Вестник СГУПСа, № 6. - Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2003. - С. 67 -82.

16. Власова Н.В. Моделирование упорного бруска, как элемента крепления груза от сдвига по поперечной оси вагона // Сб. науч. трудов «Транспортные проблемы Сибирского региона», - Иркутск: ИрГУПС, 2003. - Часть 1, 166 с, С. 87-99.

1. Сб. докл. науч. - практич. конф. «Современные проблемы взаимодействия подвижного состав и пути КОЛЕСО - РЕЛЬС 2003». -Щербинка: Изд-во ООО «Интекст», 2003. - С. 192.

2. Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах. — М.: Юртранс, 2003. — 544 с.

3. Туранов Х.Т., Псеровская Е.Д., Туранова Г.А. Метод расчета крепления грузов /Ж. — д. трансп., 2001, №1. -С.56-57.

4. Королева Д.Ю. Совершенствование метода расчета крепления грузов при соударениях вагонов. Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Новосибирск: 2001. - 23 с.

5. Туранов Х.Т., Псеровская Е.Д., Королева Д.Ю. Расчет крепления грузов при соударениях вагонов / Ж.-д. трансп., 2002, №3. С.43 - 44.

6. Зачешигрива М.А. Совершенствование метода расчета элементов крепления перевозимого груза при симметричном его размещении на вагоне от действия поперечных сил. Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Новосибирск: 2003. - 19 с.

7. Бутор А.И. Предложения по пересмотру ТУ погрузки и крепления грузов // Совершенствование способов перевозки железобетонных конструкций железнодорожным транспортом. Новосибирск: НИИЖТ, 1978. С. 3 — 4.

8. Романов В.А. Исследование и разработка контейнерных способов перевозки асбестоцементных листовых изделий. Автореф. на соискание уч. степ. канд. техн. наук. Новосибирск: НИИЖТ, 1975. - 23 с.

9. Болотин В.А. О поперечной устойчивости груза на железнодорожном подвижном составе. -JI.: ЛИИЖТ, 1981. 16 с.

10. Зылев В.Б. Вычислительные методы в нелинейной механике конструкций. -М.: НИЦ «Инженер», 1999. 145 с.

11. Александров A.B., Зылев В.Б., Соловьев Г.П., Штейн A.B. Численное исследование переходных динамических процессов при соударении вагонов // Строительная механика и расчет сооружений. М.: Стройиздат, 1989. №5 -С. 14-17.

12. Ефимов Г.П. Крепление грузов на открытом подвижном составе. М.: Трансжелдориздат, 1952.- 136 с.

13. Ефимов Г.П. Крепление грузов на открытом подвижном составе. М.: Трансжелдориздат, 1952. - 136 с.

14. Зубарев В.В. Перевозка длинномерных грузов на сцепах вагонов. М.: Транспорт, 1968. - 161 с.

15. Яшин А.Ф., Приходько М.Д., Гаранкин Б.В. Влияние амортизирующих прокладок на сохранность шифера, перевозимого в контейнерах. // Обеспечение сохранности грузов при железнодорожных перевозках. — Новосибирск: НИИЖТ, 1972.- С. 12-23.

16. Яшин А.Ф., Бешкето В.К. Вертикальные давления в стопе шифера при поперечных колебаниях вагона. // Обеспечение сохранности грузов при железнодорожных перевозках. Новосибирск: НИИЖТ, 1972. С. 50 - 60.

17. Баннов С.А. К расчету нагрузки на торцовую дверь полувагона с сыпучим грузом в мягких контейнерах при соударениях. // Вопросы рационального использования вагонов и обеспечения сохранности грузов. -Новосибирск: НИИЖТ, 1980. С. 68 - 75.

18. Романов В.А., Баннов С.А. О продольной устойчивости специальных мягких контейнеров при соударении вагонов // Обеспечение сохранности минеральных удобрений при железнодорожных перевозках. Новосибирск: НИИЖТ, 1976. - С. 75 - 79.

19. Баннов С.А., Монастырный В.М. Исследование воздействий мягких контейнеров на кузов вагона при соударениях // Обеспечение сохранности грузов и рациональное использование вагонов. Новосибирск: НИИЖТ, 1982.-С. 52-58.

20. Баннов С.А., Глотов Н.Е. Экспериментальные исследования нагрузок на крепление и кузов полувагона при трехярусной погрузке контейнеров МК — 1.5. // Рациональное использование вагонов и обеспечение сохранности грузов. Новосибирск, 1979. - С. 53 - 57.

21. Баннов С.А., Монастырный В.М. К расчету усилий в креплениях мягких контейнеров при трехъярусной погрузке // Обеспечение сохранности грузов и улучшение использования вагонов. Новосибирск: НИИЖТ, 1983. - С. 130 -134.

22. Шинкаренко В.Н. Совершенствование условий перевозок листового проката по железным дорогам // Вестник ВНИИЖТ. 1974. № 5. С. 52 - 54.

23. Монастырный В.М. Воздушное сопротивление неоднородного поезда. // Обеспечение сохранности грузов при железнодорожных перевозках. -Новосибирск: НИИЖТ, 1974.-С. 136- 138.

24. Овчинникова Р.Г. Исследование способов размещения и крепления грузов в вагонах. М.: Транспорт, 1970. - С. 102 - 115.

25. Малов А.Д., Овчинникова Р.Г. О транспортировке тарно-штучных грузов в крытых вагонах // Вестник ВНИИЖТ. 1977. № 7. С. 52 - 54.

26. Анисимов П.С., Грачева Л.О. Условия перевозки крупногабаритных и негабаритных грузов на четырехосных платформах. М.: Транспорт, 1977. -40 с.

27. Анисимов П.С., Грачева Л.О., Желании Г.Г. Динамические особенности восьмиосных транспортеров с различным размещением на них тяжеловесных грузов. // Динамика электропоездов, дизель-поездов и грузовых вагонов. -М.: Транспорт, 1974. С. 126 - 144.

28. Анисимов П.С. Оценка устойчивости колеса на рельсе при поперечном смещении центра массы тяжеловесного груза // Тез. докл. третьей научн. -практич. конф. «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте».-М.: МИИТ, 2001. С. IV-5.

29. Совершенствование способов размещения и крепления грузов в вагонах / Под ред. А. Д. Малова. Труды ВНИИЖТ. Вып.421. М.: Транспорт, 1970. -136 с.

30. Малов А.Д. Исследование ускорений и перемещений грузов в вагонах // Вестник ВНИИЖТ. 1979. № 4. С. 50 - 55.

31. Малов А.Д. Обеспечение продольной устойчивости грузов в вагонах // Ж.-д. трансп. 1979.№2. С. 18-22.

32. Малов А. Д. Крепление грузов на открытом подвижном составе для перевозки при высоких скоростях движения / Труды ВНИИЖТ. Вып.294. -М.: Транспорт, 1965. 167 с.

33. Малов А.Д. Методика определения норм крепления грузов // Вестник ВНИИЖТ. 1978. №3. с. 49 53.

34. Малов А.Д. Результаты испытаний способов крепления грузов на транспортерах площадочного типа // Совершенствование способовразмещения и крепления грузов в вагонах. М.: Транспорт, 1970. С. 90 -102.

35. Малов А.Д. Крепление грузов в условиях повышенных скоростей движения поездов // Бюллетень организации сотрудничества железных дорог. 1979. №6.-С. 13-17.

36. Егоров С.А. О расчете поперечных проволочных увязок от продольного сдвига элементов груза в вагоне при многорядной погрузке. // Рациональное использование вагонов и обеспечения сохранности грузов. Новосибирск: НИИЖТ, 1977.-С. 16-24.

37. Егоров С.А. О расчете креплений вертикально погруженных грузов в вагонах с применением пирамид // Рациональное использование вагонов и обеспечения сохранности грузов. Новосибирск: НИИЖТ, 1979. - С. 84 - 91.

38. Егоров С.А. О предварительной затяжке проволочных креплений груза на ОПС. // Вопросы рационального использования вагонов и обеспечения сохранности грузов. Новосибирск: НИИЖТ, 1980. - С. 59 - 67.

39. Егоров С.А., Феденев H.A. Исследование коэффициентов трения скольжения железобетона по различным материалам // Обеспечение сохранности грузов и улучшение использования вагонов. Новосибирск: НИИЖТ, 1983. - С. 67 - 72.

40. Егоров С.А. Расчет крепления от поперечного опрокидывания вертикально установленных штабельных грузов //Обеспечение сохранностигрузов и рациональное использование вагонов. Новосибирск: НИИЖТ, 1985.-С. 97- 105.

41. Егоров С.А. О разработке и расчете креплений штабельных многорядных грузов, устанавливаемых в вагонах вертикально // Рациональное использование вагонов и обеспечение сохранности грузов. Новосибирск: НИИЖТ, 1987.-С. 57-64.

42. Егоров С.А. Расчет элементов инвентарных растяжек для закрепления грузов в вагонах // Совершенствование перевозок грузов по железным дорогам. Новосибирск: НИИЖТ, 1989.- С. 16-23.

43. Егоров С.А. О расчете креплений штабельных цилиндрических грузов на открытом подвижном составе // Совершенствование технологии и условий железнодорожных перевозок. Новосибирск: НИИЖТ, 1995. - С. 81 - 91.

44. Егоров С.А. О распределении нагрузок между распорными элементами и растяжками, закрепляющими грузы в вагонах // Рациональное использование вагонов и обеспечения сохранности грузов. Новосибирск: НИИЖТ, 1977. -С. 34-42.

45. Егоров С.А. Расчет э^ыентов крепления штабельных грузов, размещаемых ярусами по высоте // Совершенствование эксплуатационной работы железных дорог. Новосибирск: НИИЖТ, 2000. - С. 85 - 102.

46. Егоров С.А., Кеда В.Ю. Расчет элементов креплений штабельных грузов, размещаемых ярусами по высоте. // Совершенствование эксплуатационной работы железных дорог. Новосибирск: НИИЖТ, 2000. - С. 85 - 102.

47. Зылев В.Б., Егоров С.А. Расчет элементов креплений в статически неопределимых схемах закрепления груза. // Совершенствование эксплуатационной работы железных дорог. Новосибирск: НИИЖТ, 2000. — С. 103-112.

48. Болотин В.А., Доронин Ф.А. Взаимодействие группы грузов и элементов их креплений с вагоном при маневровых соударениях. Л.,1981. - 21 с.

49. Малов А.Д., Чинарев С.С. Особенности расчета крепления штабелей вертикально установленных грузов // Совершенствование технологии работы грузовых станций. М., 1984. - С. 24 - 28.

50. Бородулин В.И., Аносов Н.И. К вопросу использования упругих элементов для крепления груза и методики расчета характеристик гасителя колебаний // Вестник инженеров электромехаников железнодорожного транспорта. №1. - Самара. СамГАПС, 2003. - С.230 - 232.

51. Bebaden von Güterwagen / Tanicki Türden.// Deine Bahn. DB: Deine Bahn. 1998. - 26, №2. - C. 84 - 85. Нем.

52. Основные принципы и требования по креплению укрупненных грузовых единиц (НРБ) // ЭИ/ ЦНИИТЭИ МПС железнодорожный транспорт за рубежом. Серия: I.-M: 1984. Вып. 2 С.13 17., Вып. 5 -С.6-10.

53. Tumielewiez М. Ladowa nie zabezpieczanie przesyiek miedzynarodowych. Eksplontacija Kiei, 1983. № 10 p.276 282. (Польск.).

54. Bebadetechnik and Ldung Sicherund / Munzert R.// Deine Bahn. - 1998. -26, №6. - C. 345 - 348. - Нем.

55. Richting verladen in Güterwagen/ Dickjobst H. // Deine Bahn. 1995. - 23. № 5.-C. 274-277.-Нем.

56. Хайнекк М. Специальные устройства для крепления грузов в вагонах // Железные дороги мира. 1985. № 8. С. 41 -42.

57. Rousable Bracing Device said to reduce damage // Traffic Manag. 1995. -34, №4. - C. 58 - 59. - Англ.

58. Bulkhead and rail transport System: Пат 5137405 США, МКИ5 В 60 P 7/08/ Klein George. -№ 780900; Заявл. 23.10.91; Опубл. 11.08.92; НКИ 410/94.

59. Львов А.А., Бржезовский А.М., Бржезовская О.Г. Определение запаса поперечной устойчивости железнодорожных транспортеров от опрокидывания. //Современные методы расчета вагонов на прочность, надежность и устойчивость. -М.: Транспорт, 1986. С. 143-151.

60. Гакман Б.Н., Битюцкова М.М. Расчет крепления грузов на персональном компьютере. //Железнодорожный транспорт. 1995. № 3 С. 13.

61. Болотин В.А Автоматизация проведения экспертизы документации на размещение и крепление грузов в вагонах.//Грузовая коммерч. работа. Контейнер, перевозки. ЭИ ЦНИИТЭИ МПС. М: 1994. Вып. 2 - 3. - 48 с.

62. Романенко А.И. Использование программирования для получения рекомендаций по размещению и креплению разнородных грузов в одном вагоне. // Совершенствование эксплуатационной работы железных дорог. -Новосибирск: НИИЖТ, 2000. С. 71 - 85.

63. Туранов Х.Т., Псеровская Е.Д., Туранова Г.А., Королева Д.Ю. Моделирование движений закреплённых на вагоне грузов при трении скольжения при их перевозке на открытом подвижном составе // Вестник СГУПС, Выпуск №3. 2000. С. 119 - 131.

64. Псеровская Е.Д., Королева Д.Ю., Зачешигрива М.А. Моделирование обобщенной жесткости крепления грузов // Тез. докл. научн. практич. конф. «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте». - М.: МИИТ, 2000. - С.22.

65. Псеровская Е.Д., Зачешигрива М.А. Моделирование усилий в креплении грузов при действии на них поперечных сил // Вестник СГУПС. Сборник трудов молодых ученых СГУПСа. Выпуск 2. управление, техника и технология. — Новосибирск 2001г. С.64 - 76.

66. Бондаренко А.Н., Туранов Х.Т., Псеровская Е.Д. Общая формулировка и решение статически неопределимых задач при определении усилий в креплении грузов // Актуальные проблемы транспорта азиатской части России. Новосибирск 2001. - С. 135 - 141.

67. Терзи В.И., Королева Д.Ю. Моделирование продольной качки вагона с грузом // Совершенствование эксплуатационной работы железных дорог. -Новосибирск: СГУПС, 2002. С.46 - 53.

68. Королева Д.Ю. Определение вертикальной силы инерции груза при прохождении поезда по стыкам пути // Совершенствование эксплуатационной работы железных дорог. Новосибирск: СГУПС, 2002. -С.53 - 58.

69. Терзи В.И., Королева Д.Ю., Аптыманов О.Ю., Чуйкова О.Ю. Определение жесткостных характеристик крепления грузов по продольной и вертикальной осям вагона // Совершенствование эксплуатационной работы железных дорог. Новосибирск: СГУПС, 2002. - С.59 - 71.

70. MATHCAD 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчёты в среде Windows 95.Изд. 2-е,-М.: Филинъ, 1997.-712 с.

71. Кудрявцев Е.М. MathCAD 2000 Pro. M.: Пресс, 2001. - 576 с.

72. Дьяконов В.П. MathCAD 2001: учебный курс. СПб.: Питер, - 2001. -624 с.

73. Пановко Я. Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. Л.: Политехника, 1990. - 272 с.

74. Вершинский C.B., Данилов В.Н., Хусидов В.Д. Динамика вагона. М.: Транспорт, 1991. - 360 с.

75. Бидерман В.Л. Прикладная теория механических колебаний. М.: Высшая школа, 1972.-416 с.

76. Бутенин Н. В., Лунц Я. Л., Меркин Д. Р. Курс теоретической механики в двух томах. СПб.: Лань, 1998. - 736 с.

77. Гуляев В.И., Баженов В. А., Попов С. Л. Прикладные задачи теории нелинейных колебаний механических систем. М.: Высшая школа, 1989. -389 с.

78. Коломийченко В.В., Беспалов Н.Г., Сёмин H.A. Автосцепное устройство для подвижного состава. -М.: Транспорт, 1980,- 185 с.

79. Феоктистов И.Б., Ступин Д.А. Поглащающие аппараты грузовых вагонов// Ж. -д. трансп., 2000. № 3. -С.37-39.

80. Туранов Х.Т., Власова Н.В. Моделирование силы, действующей со стороны груза на упорный брусок по поперечной оси вагона // Вестник СГУПСа, № 6.-Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2003.-С. 53 66.

81. Туранов Х.Т., Власова Н.В., Метель Н.М. Совершенствование метода расчета упорного бруска, удерживающего груз от сдвига по поперечной оси вагона // Вестник СГУПСа, № 6. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2003. - С. 67 - 82.

82. Власова Н.В. Моделирование упорного бруска, как элемента крепления груза от сдвига по поперечной оси вагона // Сб. науч. трудов «Транспортные проблемы Сибирского региона», Иркутск: ИрГУПС, 2003. - Часть 1, 166 с, С. 87-99.

83. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. -М.: Наука, 1976. 608 с.

84. Дерягин Б.В. Что такое трение. М.: Изд-во АН СССР, 1963.- 230 с.

85. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука, 1964. - 608 с.

86. Филин А.П. Прикладная механика твердого деформируемого тела. T.I. -М.: Наука., 1975.- 832 с.

87. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь. Учебник для вузов ж. д. трансп. - М.: Транспорт, 1987,- 479 с.

88. Воронков И.М. Курс теоретической механики. М.: Наука, 1966. -596 с.

89. Агафонов A.M. Рациональная технология перевозок лесных грузов железнодорожным транспортом. Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Санкт-Петербург, СПбГУПС, 2004.- 24 с.

90. Коровяковский Е.К. Методические основы размещения и крпеления грузов с плоской опорой на подвижном составе железных дорог. Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Санкт- Петербург, СПбГУПС, 2003. - 24 с.

91. Туранов Х.Т., Даусеитов Е.Б., Метель Н.М. Расчет усилий в гибких элементах крепления груза при маневровых соударениях вагонов с использованием программы COSMOS/M // Вестник Восточноукр. нац. ун та им. В Даля. Луганск, 2004. №7. - С.128 -134.

92. Туранов Х.Т., Даусеитов Е.Б., Метель Н.М. Расчет деформированного состояния груза и подкладок при маневровых соударениях вагонов с использованием программы COSMOS/M // Вестник Восточноукр. нац. ун та им. В Даля. Луганск, 2004. №7. - С. 135- 141.