автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Методика оптимизации несущей системы кузова вагона с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости

Р Г 5 ОД

На правах рукописи

БУЛЫЧЕВ Михаил Анатольевич

МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ НЕСУЩЕЙ СИСТЕМЫ КУЗОВА ВАГОНА С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЙ ПО ПРОЧНОСТИ И СОПРОТИВЛЕНИЮ

УСТАЛОСТИ

Специальность 05.22.07 -"Подвижной состав железных дорог и тяга поездов"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Брянск - 1999

Работа выполнена на кафедре "ВАГОНЫ" Брянского государственно! технического университета.

Научный руководитель : Научный консультант: Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие - ОАО "БМЗ- ВАГОН"

заслуженный деятель науки и техники Р< доктор технических наук, профессор В.П. Лозбинев кандидат технических наук Ф.Ю. Лозбинев

- доктор технических наук, профессор В.И. Сакало

- кандидат технических наук, старший научный сотрудник П.С. Ломаков

- ОАО Брянский машиностроительный заве

Защита состоится «30» ноября 1999г. в 14 часов на заседаш диссертационного совета Д 063.28.01 при Брянском государственна техническом университете (БГТУ) ауд. 220 по адресу. 241035, Брянск-35, бульв; 50 - летая Октября, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Брянскм государственного технического университета.

Автореферат разослан «.28.» октября 1999г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор иХ~/Г п технических наук, профессор 01Д ОС^Х^У В.П. Тихомиров

01ЧЧ-0ЧМШсМб,О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальной задачей при проектировании вагонных конструкций является снижение металлоемкости.

Определенные возможности для решения этой задачи представляет теория оптимального проектирования ^конструкций. Применительно к кузовам вагонов имеются результаты оптимизации параметров несущих элементов при ограничении по прочности. Разработаны алгоритмы и программа, позволяющие более рационально разместить металл несущей конструкции на стадии проектирования. Однако для кузова вагона затраты определятся не только стадией проектирования, но и стадией эксплуатации (в процессе плановых и внеплановых ремонтов). Затраты металла при ремонтах непосредственно зависят от показателя сопротивления усталости конструкции кузова вагона.

Представляется целесообразньм разработать методику оптимизации кузова вагона с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости. Как предполагается - это позволит оптимизировать затраты металла как на стадии производства, так и на стадии эксплуатации. В такой постановке задача оптимального проектирования применительно к кузовам вагонов до настоящего времени не рассматривалась.

Цель диссертационной работы - совершенствование методики параметрической оптимизации несущих элементов кузовов вагонов, разработка алгоритмов и программного комплекса, позволяющих выполнять оптимизацию при ограничении по прочности и сопротивлению усталости.

Общая методика исследований. При разработке теоретической части диссертации использованы современные методы строительной механики, теории упругости и теории оптималь-

ного проектирования конструкций. Основой расчетных исследований принят метод конечных элементов. Разработанные расчетные модели, алгоритмы и программный комплекс проверены с использованием результатов натурных и численных экспериментов.

Научная новизна диссертации. Впервые разработан вариант методики параметрической оптимизации кузовов вагонов с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости, включающий модификацию метода пересчета, алгоритмы и программный комплекс для выполнения оптимизационного расчета на ЭВМ и вариант приближенного расчета параметров сопротивления усталости, удобный для выполнения оптимизации.

Практическая значимость работы и ее внедрение. Разработанные в диссертации алгоритм и программный комплекс являются средством для обеспечения минимальной металлоемкости при проектировании и модернизации кузовов вагонов. С использованием полученных результатов предложена новая конструкция кузова вагона для перевозки легковых автомобилей по дорогам стран Западной Европы и Азии. Упомянутая конструкция принята к внедрению в АО "Вагонавтомаш" (г. Смоленск).

Апробация и публикация результатов работы. Основные положения диссертации докладывались на конференциях профессорско-преподавательского состава БГТУ и заседаниях научно-методических семинаров кафедры "Вагоны" БГТУ в 1998-1999 годах. По результатам диссертационной работы опубликовано четыре статьи.

На защиту выносятся: - общая методика параметрической оптимизации несущих элементов кузовов вагонов с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости;

- алгоритм и программный комплекс оптимизации;

- модифицированный вариант метода пересчета для оптимизации параметров поперечных сечений несущих элементов;

- приближенный вариант расчета параметров сопротивления усталости, удобный в процессе оптимизации;

- рекомендации по формированию расчетных моделей МКЭ кузовов грузовых вагонов при выполнении оптимизации;

- параметры предложенной новой конструкции кузова вагона для перевозки легковых автомобилей.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и двух приложений. Текстовая часть диссертации составляет 144 страниц, включает 42 рисунка и 2 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение содержит обоснование актуальности решаемых задач по разработке методов проектирования оптимальных конструкций кузовов вагонов.

В первой главе содержится описание достигнутого уровня в проработке вопросов по теме диссертации. Большое влияние на развитие проектирования вагонных конструкций оказали работы ВНИИЖТ, ВНИИВ, МГУПС, ПГУПС, БГТУ и других организаций. Толчком к развитию оптимального проектирования вагонных конструкций послужило создание нового метода расчета конструкций - метода конечных элементов (МКЭ) и появление быстродействующих компьютеров.

Развитию теории оптимального проектирования вагонов посвящены труды Лукина В.В., Лозбинева В.П., Лозбинева Ф.Ю., Савчука О.М., Радзи-

ховского А.А., Бипоцкого А.А., Сорокиной C.B., Царапкина В.А., Кульбов ского Я.И., ПодлитоваН.И. и других.

Основной процедурой оптимизации является определение экстремумг функции цели (критерия качества) с учетом ограничений.

Работы по оптимизации применительно к вагонам до недавнего вре мени были направлены на разработку новых методов и уточнение ране« разработанных методик оптимизации вагонных конструкций.

Обзор работ показал, что уровень исследований в данной области является высоким, но все алгоритмы имеют определенные особенности, делающие невозможным их непосредственное использование при учете ограничения по сопротивлению усталости.

В работе были поставлены следующие задачи:

1). Разработать методику оптимизации вагонных конструкций с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости.

2). Разработать алгоритм и программу для проведения оптимизационных расчетов вагонных конструкций.

3). Разработать рекомендации по формированию расчетных моделей кузовов, удобных для процесса оптимизации грузовых вагонов.

4). Выполнить проверку разработанной методики, математической модели и программ оптимизации путем численных экспериментов на тестовых примерах.

5). Произвести анализ влияния различных факторов на результаты оптимизации кузова вагона с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости.

6). Применить разработанную методику для оптимального проектирования специализированного грузового вагона и дать рекомендации о параметрах несущей конструкции кузова вагона нового типа для перевозки легковых автомобилей.

Ввиду сложности задач исследования выполняются при следующих ограничениях.

а). Исследования проводятся в рамках линейной зависимости между напряжениями и деформациями.

б). Расчетные нагрузки принимаются квазистатическими в соответствии с "Нормами проектирования вагонов...".

в). Критерием отказа детали принимается нарушение условия запаса сопротивления усталости.

г). Кривая усталости имеет вид of -Nt = const во всем диапазоне циклов Nj.

д). При суммировании учитывается весь диапазон амплитуд динамических напряжений, при этом используется гипотеза линейного сумми-

00

рования повреждений в виде ]>] "¡/N .

/=1

е). Не учитывается асимметрия циклов динамических напряжений, влияние которой на накопление усталостных повреждений реальных вагонных конструкций мало.

ж). Не производится оптимизация панелей обшивки.

з). Структура конструкции не оптимизируется, оптимизации подвергаются только поперечные сечения элементов конструкции кузовов вагонов.

и). Под понятием "прочность" в оптимизационных расчетах понимается следующее: действующие напряжения не превышают допускаемых.

Во второй главе дается описание разработанных методики и алгоритма, а также программного комплекса.

В работе предложен вариант методики оптимизации вагонных конструкций с учетом двух ограничений: по прочности и сопротивлению усталости.

Ограничение по прочности требует, чтобы максимальные напряжения в любом элементе конструкции при всех вариантах нагрузок не превышали допускаемых.

Ограничение по сопротивлению усталости требует, чтобы расчетная величина амплитуды динамических напряжений условного симметричного цикла, эквивалентная по повреждающему действию реальному режиму случайных эксплутационных напряжений за проектный срок службы детали, была всегда меньше или равна пределу выносливости (по амплитуде) натурной детали при симметричном цикле и установившемся режиме нагру-жения, деленному на коэффициент запаса сопротивления усталости.

Кроме двух выше изложенных ограничений необходимо учесть и конструктивные ограничения, которые можно записать в виде — ^зш ? В данном неравенстве -й,:шЫД:тах- границы параметров сечений, Д - параметры сечений. Для сечений, представленных прямоугольниками, Д, - это ширина и высота прямоугольников, Д:т1аД.тах- соответственно минимальные, максимально возможные значения ширины и высоты прямоугольников.

Для кузова вагона функция цели выбирается в виде объема металла, использованного в конструкции.

Функция цели запишется в виде:

У = (1)

1=1 1=1 /=1

где ^,¡1 - соответственно площадь поперечного сечения и длина 1-й группы несущих элементов;

п - число групп несущих элементов

8},Ъ} - параметры элементов, составляющих поперечное сечение.

В случае переменных по длине размеров поперечных сечений группы под ^ в выражении (1) понимается эквивалентная площадь.

Задача оптимального проектирования для учитываемых ограничений заключается в следующем: необходимо определить параметры поперечных сечений групп элементов, при которых будут выполнены ограничения по прочности, сопротивлению усталости и конструктивные ограничения, причем такие параметры, при которых функция цели (1) будет минимальна.

Метод, предложенный в работе, относится к группе методов направленного поиска, и реализуется в виде итерационного процесса, на каждом шаге которого изменяются параметры исходной конструкции.

Разработанный метод реализуется в виде двойного итерационного цикла. На внешнем цикле осуществляется проверка ограничений и расчет компонентов вектора параметров групп элементов конструкции. Можно также сказать, что метод, предложенный в работе, является симбиозом двух методов: покоординатного и градиентного, отличающегося изменением всех групп элементов конструкции на одной итерации.

На внутренней итерации используется метод наискорейшего спуска.

Приведем математическое описание разработанного метода.

Изменение конструкции осуществляется по следующей зависимости

Х<*+1> = Х<*> + ДГ<*>, (2)

где - вектор параметров к-й итерации;

АХ(Л> - вектор приращений параметров на к-м этапе поиска = (3)

где - вектор, определяющий направление движения

в пространстве параметров на к-м этапе; Р^ - вектор площадей групп на к-м этапе.

^ = (1-1/^2р), (4)

где Л!"огр - коэффициент запаса ведущего ограничения

(учитываются ограничение по прочности и ограничение по сопротивлению усталости).

N (5)

"Р д.шахлр' ^ '

где Nnр - коэффициент запаса по прочности 1-н группы элементов конструкции; [ст,]лр - допускаемые напряжения для несущих элементов

кузова, [МН/м2]; ^.шахлр _ максимальные напряжения для несущих элементов от нагрузок по нормативным расчетным режимам, [МН/м2].

При совместном учете ограничения по прочности и ограничения по сопротивлению усталости на каждой итерации для каждой группы элементов выбирается ведущее ограничение. Так как оба коэффициента ограничений пронормированы, то есть, приведены к сопоставимому уровню, выбор

ведущего ограничения осуществляется по минимальному значению коэффициента запаса ограничения.

Оптимизация поперечных сечений всех элементов выполняется по схеме метода наискорейшего спуска. На каждой итерации параметры рассчитываются для нового поперечного сечения групп, полученного согласно зависимости (2). Поперечные сечения элементов представлены в виде набора прямоугольников. Чтобы в процессе автоматического изменения размеров прямоугольных элементов сечения не произошло наложение частей одних элементов на другие или появления разрывов между ними, то есть чтобы сохранилась структурная целостность поперечного сечения, предусматриваются смещения прямоугольников за счет определения новых координат центров тяжести прямоугольников. Подобная методика предложена в работе Сорокиной C.B. Сформирована библиотека поперечных сечений, наиболее часто встречающихся в вагонных конструкциях.

Для каждого элемента сечения при ограничении по прочности вычисляются компоненты вектора антиградиента, определяющие направление наиболее быстрого уменьшения функции максимальных напряжений. При этом используется конечно-разностная аппроксимация частных производных:

(6)

Ещ - коэффициент приоритетов параметров поперечных

сечений групп элементов; Аст?р - изменение значений максимальных напряжений в

сечении, вызванное вариацией величины параметра i-ro элемента поперечного сечения;

- изменение площади поперечного сечения группы за счет изменения параметра.

Затем каждый параметр всех элементов поперечного сечения группы получает изменение согласно своему £-„рр.

Для каждого элемента сечения при ограничении по сопротивлению усталости вычисляются компоненты вектора антиградиента, определяющие направление наиболее быстрого уменьшения функции запаса сопротивления усталости. При этом используется конечно-разностная аппроксимация частных производных:

4Р=(-/ (7)

где ¿¡у - компоненты вектора, характеризующие изменение

параметров поперечных сечений групп элементов при учете ограничения по сопротивлению усталости;

ДА/,*? - изменение значения коэффициента запаса

сопротивления усталости в сечении, вызванное вариацией параметра ьго элемента поперечного сечения;

- изменение площади поперечного сечения группы за

Д/ггр

I

счет изменения параметра.

Затем каждый параметр всех элементов поперечного сечения группы получает изменение согласно своему .

При выходе параметра элемента поперечного сечения на границу допустимой области по конструктивным ограничениям и при одновременном выполнении условия совпадения направления изменения поперечного сече-

ния и границы допустимой области, процесс изменения параметра прекращается. А именно, если параметр выведен на минимум, и при этом коэффициент запаса ведущего ограничения уменьшался, и наоборот, если параметр выведен на максимум, и при этом коэффициент запаса ведущего ограничения увеличивался, то параметр выключается из процесса расчета компонентов направляющего вектора параметров элементов поперечных сечений.

Кроме этого во второй главе изложена приближенная методика определения параметров сопротивления усталости вагонных конструкций.

При наличии всех исходных данных для проведения оптимизации кузова вагона производится запуск 1 этапа оптимизации. Производится подготовка данных по геометрическим характеристикам исходного варианта и данных по внешним силам. На первой итерации не осуществляется никакого изменения параметров поперечных сечений. Эта итерация целиком посвящена созданию отправной точки оптимизационного процесса.

По окончании каждой итерации осуществляется запись файла для расчета кузова методом конечных элементов и производится расчет кузова.

Дальнейшие итерации включают в себя следующее: производится расчет напряжений по основным режимам "Норм..." и режимам, необходимым для расчетов запаса сопротивления усталости. Определяются максимальные напряжения в конечных элементах и группах, для групп производится расчет коэффициентов запаса по прочности и сопротивлению усталости. Выбирается ведущее ограничение. Осуществляется проверка условия окончания оптимизации для групп поперечных сечений. Для групп, у которых коэффициенты запаса отличаются от допускаемых, производится расчет новых поперечных сечений с приведением их к допустимому уровню. Далее осуществляются действия, аналогичные первой итерации. Процесс оптимизации заканчивается при соблюдении критерия окончания оптими-

зации для всех групп или невозможности дальнейшего процесса по условиям выполнения конструктивных ограничений. Кроме описанных выше действий алгоритм включает в себя часть вспомогательных процедур, облегчающих послеоптимизационную обработку результатов расчета.

В третьей главе диссертации излагаются результаты, связанные с проверкой разработанной методики оптимизации, и произведен анализ влияния на результаты оптимизации различных факторов.

Производился сравнительный анализ результатов испытаний вагона 3021 РС с результатами расчета методом конечных элементов. Сравнение производилось для первого режима, предусмотренного "Нормами...". Напряжения брались для одинаковых точек поперечного сечения и одинаковых по расположению элементов конструкции. Перечень наименований элементов образован исходя из значимости групп элементов в процессе оптимизации.

Сопоставление показывает, что для элементов, принадлежащих к раме и боковым стенам, погрешность не превышает 6%, для элементов крыши погрешность находится в интервале 20-32%, это объясняется аппроксимацией криволинейного поперечного контура крыши линейными участками. По полученным результатам можно сделать вывод о приемлемости принятого подхода к формированию расчетной модели МКЭ кузова вагона для решения поставленных в диссертации задач.

Разработанные алгоритм и программа были использованы для оптимизации вагона открытого типа (полувагона), грузового рефрижераторного вагона.

По результатам оптимизационных расчетов составлена обобщающая таблица.

Таблица 1

Ограничения

Параметры Исходный вариант по прочности и со-

по прочности противлению уста-

лости

Наименова- °"тах> СТтах> Мае са, кг

ние расчета МН/м2 I ре- Масса, кг МНУм2 I ре- Масса, кг % МНУм2 I ре- %

жим жим жим

Контрольная

схема(полу- 192 2115 258.3 701 -87 144.1 2079 -1.7

вагон)

Рефрижераторный вагон 323 3173 272 2896 -9 215 4759 +49

По результатам расчетов можно сделать ряд выводов.

1). Сравнивая результаты оптимизации при учете ограничения по прочности для кузовов полувагона и рефрижераторного вагона можно отметить их практическое совпадение с результатами, полученными ранее другими исследователями по другим методикам.

2). Результаты оптимизации с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости приводят к итоговому варианту конструкции, проверка которого на соответствие требования "Норм..." проектирования вагонов дает положительный эффект.

3). При разном уровне загруженности системы процесс оптимизации с учетом ограничения по сопротивлению усталости протекает двояко:

для рефрижераторного вагона - в сторону увеличения металлоемкости, для

полувагона - в сторону уменьшения металлоемкости. Большое значение на процесс оптимизации оказывает соотношение тары и грузоподъемности. Чем меньше коэффициент тары, тем большее влияние на конечную металлоемкость оказывает ограничение по сопротивлению усталости.

4). Сравнивая металлоемкости при разных ограничениях, можно заметить, что учет ограничений по прочности и сопротивлению усталости приводит к большей металлоемкости, чем учет ограничения по прочности.

5). Итоговый уровень напряжений по нормативным режимам на-гружения значительно выше при оптимизации с учетом ограничения по прочности.

Факторы, влияющие на процесс оптимизации с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости, а также на конечную металлоемкость очень различны и многочисленны. Выделим группу факторов, имеющих наибольшее влияние на процесс оптимизации. К таким факторам можно отнести:

1). Допускаемые напряжения для первого и третьего режимов;

2). Прогиб рессорного подвешивания;

4). Величина предела разрушения сгв;

5). Срок до деповского ремонта;

6). Величина среднесуточного пробега вагона.

Результаты анализа влияния указанных факторов показаны на рисунках.

3). Величина коэффициента Ка

\

Сравнивая полученные данные по влиянию различных факторов на массу системы для кузовов вагонов можно сделать следующие выводы о значимости параметров для процесса оптимизации:

1) Сроки деповских ремонтов - наиболее значительный фактор, имеющий максимальное влияние на массу системы;

2) Коэффициент (Ксг)к имеет второе место по значению на результаты

оптимизации;

3) Остальные параметры имеют примерно одинаковое влияние на процесс оптимизации и на итоговую массу системы.

С учетом полученных результатов можно предложить следующие рекомендации по оптимальному проектированию вагонов.

На начальном этапе оптимального проектирования особое влияние следует уделять подбору профилей несущих элементов. Форма профилей должна быть удобной для соединения элементов, что позволит снизить значения и улучшить итоговые результаты оптимизации.

Важным является этап подбора применяемых материалов, поскольку металлы с более высокими прочностными характеристиками приводят к снижению металлоемкости. Однако окончательный вывод о целесообразности конкретного материала необходимо делать с учетом экономического анализа.

В заключение можно отметить, что выполненные оптимизационные расчеты по оценке влияния на процесс оптимизации отдельных факторов подтверждают работоспособность разработанных в диссертации алгоритма и программного комплекса.

В четвертой главе приводятся результаты оптимального проектирования кузова вагона для перевозки легковых автомобилей.

Проведя предварительно исследования по работоспособности разработанного программного комплекса оптимизации Бхуашог, выполним оптимизацию вагона для перевозки легковых автомобилей в страны Западной Европы и Азии.

Конструкция вагона. Вагон предназначен для перевозки легковых автомобилей из стран, габарит железных дорог которых аналогичен габариту подвижного состава 03-ВМ. Общее число перевозимых машин равно 8. Машины перевозятся как специализированными составами, так и единичными вагонами в составе грузовых поездов. Размеры габарита 03-ВМ наименьшие из возможных, поэтому вагон имеет перегиб рамы и поднимающуюся крышу.

Цель оптимизационного расчета сводится к нахождению параметров поперечных сечений, при которых обеспечивается минимум металлоемкости с учетом конструктивных ограничений и ограничений по допускаемым напряжениям и сопротивлению усталости.

Результаты оптимизации расчетной модели кузова при ограничении по

прочности

Таблица 2

Критерий Состояние (I режим) Масса стержневой системы, кг

До оптимизации 290 6949.28

После оптимизации 276 3657.58

Масса стержневой системы приведена для половины расчетной модели.

Изменение объема стержневой системы в процессе оптимизации

1000000 800000

о

2 600000 5

3 400000

ю

° 200000 о

О 2 4 6 $ 10 12 14 16 итерации

Л -

Рис. 1

Результаты оптимизации расчетной модели кузова при ограничении по прочности и сопротивлению усталости

Таблица 3

Критерий а-т2х,МН1мг Масса стержневой сис-

Состояние (I режим) темы, кг

До оптимизации 290 6949.28

После оптимизации 179 5387.64

Масса стержневой системы приведена для половины расчетной модели. Изменение объема стержневой системы в процессе оптимизации

1000000

800000

ч 600000 £

л 400000 О

200000 0

0 5 10 15 20

Итерации

Рис.2

По приведенным выше результатам оптимизации с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости можно констатировать, что масса системы при оптимизации с учетом сопротивления усталости больше на 32 %. Уровень напряжений при этом меньше на 36%. Оба варианта конструкции находятся в допустимой области по прочности. Срок до деповского ремонта для варианта кузова, полученного оптимизацией с учетом сопротивления усталости, составляет 3 года. Для варианта кузова, полученного в итоге оптимизации с учетом прочности, срок до деповского ремонта составляет 1,5 года.

По результатам оптимизации конструкции кузова вагона для перевозки легковых автомобилей с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости можно сделать ряд выводов:

1). Для конструкций с малым весом брутто определяющими при оптимизации являются продольные нагрузки.

2). Наличие перегиба рамы приводит к значительному (до 40%) увеличению нормальных напряжений, по сравнению с конструкциями без перегиба рамы.

3). В зоне перегиба частично наблюдаются явления искажения контура поперечного сечения за счет распора продольных элементов.

4). Преобразование характеристик элементов поперечных сечений в связи со способом изготовления элементов приводит в среднем к 2-3 % увеличению металлоемкости конструкции.

5). Для улучшения результатов оптимизации целесообразно предусматривать технологическую обработку зон концентрации напряжений.

Рассмотрены вопросы эффективности оптимизации с ограничением по прочности и оптимизации с учетом ограничений по прочности и сопротив-

леншо усталости вагона для перевозки легковых автомобилей. Базовый вариант получен путем традиционного проектирования.

Таблица 4

Наименование расчета Базовый вариант Оптимизация по прочности Оптимизация по прочности и сопротивлению усталости

Экон. эффект, тыс. руб. 47,25 204

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1). Выполненный в диссертации анализ показал целесообразность разработки методики оптимизации кузовов вагонов с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости.

2). Разработаны рекомендации по формированию расчетных моделей МКЭ кузовов грузовых вагонов. Выполненная проверка разработанных расчетных моделей показала их приемлемость для оптимизации кузовов вагонов.

3). Разработан алгоритм параметрической оптимизации кузовов вагонов с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости не сущих элементов. Разработана методика приближенного определения ко эффициента запаса сопротивления усталости для несущих элементов.

4). Разработан программный комплекс для реализации алгоритм; параметрической оптимизации. Комплекс включает: программу ввода \ корректировки данных оптимизационных расчетов, программу оптимиза ции и программы обработки результатов оптимизационных расчетов.

5). Путем численных экспериментов выполнены проверка разрабо тайных алгоритма и программного комплекса, показавшая их достоинства 1 эффективность.

6).. С использованием разработанного программного комплекса выполнен анализ влияния на оптимум отдельных факторов. Установлено, что максимальное влияние на итоговый оптимальный вариант конструкции кузова вагона оказывают сроки деповских ремонтов, а также значение общего коэффициента снижения предела выносливости несущего элемента по отношению к пределу выносливости гладкого стандартного образца. Остальные факторы имеют примерно одинаковое влияние на процесс оптимизации и итоговую массу кузова.

7). С использованием упомянутых выше результатов разработана методика оптимального конструирования кузовов вагонов, предусматривающая последовательность процесса оптимизации с учетом прочности, сопротивления усталости, а также способов изготовления несущих элементов.

8). Разработанная методика оптимального конструирования использована применительно к кузову вагона для перевозки легковых автомобилей. Предложена оригинальная конструкция, отличающаяся высокими технико-экономическими показателями.

9). Результаты параметрической оптимизации кузова вагона для перевозки легковых автомобилей с учетом ограничения по прочности и ограничений по прочности и сопротивлению усталости показывают, что учет дополнительного ограничения по сопротивлению усталости приводит к увеличению итоговой массы кузова на 32 %. Однако при этом значительно сокращаются затраты на ремонт.

10).. Выполненная экономическая оценка результатов оптимизации свидетельствует о целесообразности оптимизации кузовов вагонов по разработанной в диссертации методике с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости. Методика позволяет наиболее рационально разместить металл в конструкции, добиться минимальной металлоемкости при

выполнении требований необходимой прочности и отсутствия отказов ш сущих элементов в период до первого деповского ремонта.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Булычев М.А., Афонина Е.В., Коченкова Н.И. Уточненный спосо( задания исходных данных при расчете по методу конечных элемен тов. Брянск, ЦНТИ, 1998, с. 4.

2. Булычев М.А., Лозбинев В.П. Совершенствование способов расчета i оптимизации несущих элементов кузовов вагонов.//В кн. Механике вагонов, - Брянск, БГТУ, 1998, с. 36-47.

3. Лозбинев В.П., Булычев М.А. Способ приведения распределенное нагрузки к узловой при использовании метода конечных элементе! для расчета стержневых систем. Брянск, ЦНТИ, 1997, с. 4.

4. Лозбинев В.П., Булычев М.А., Афонина Е.В., Коченкова Н.И. Повышение качества проектирования несущих кузовов вагонов на основе использования уточненных математических моделей. Тезисы докл 54~й науч. конферен. проф. - препод, состава: в двух ч. 4.1- Брянск БГТУ, 1998, с. 57-58.

МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ НЕСУЩЕЙ СИСТЕМЫ КУЗОВА ВАГОНА С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЙ ПО ПРОЧНОСТИ И СОПРОТИВЛЕНИЮ УСТАЛОСТЕ

БУЛЫЧЕВ Михаил Анатольевич

Специальность 05.22.07 - "Подвижной состав железных дорог и тяга поездов"

ВВЕДЕНИЕ (актуальность темы диссертации).

1. ДОСТИГНУТЫЙ УРОВЕНЬ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВОПРОСАМ СВЯЗАННЫМ С ТЕМОЙ ДИССЕРТАЦИИ.

1.1. Краткий обзор опубликованных работ по оптимизации кузовов вагонов.

1.2. Методы оптимизации, используемые в смежных отраслях машиностроения.

1.3. Современные методы оценки сопротивления усталости несущих элементов вагонов.

1.4. Постановка задачи исследований. Принятые ограничения.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПТИМИЗАЦИИ НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ КУЗОВОВ ВАГОНОВ С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЙ ПО ПРОЧНОСТИ И СОПРОТИВЛЕНИЮ УСТАЛОСТИ.

2.1. Математическая формулировка задачи.

2.2. Анализ целесообразных методов оптимизации.

2.3. Алгоритм определения оптимальных параметров несущих элементов кузовов вагонов.

2.4. Особенности анализа сопротивления усталости в процессе оптимизации.

2.5. Программа для реализации на ЭВМ алгоритма оптимизации.

2.6. Процедура оптимизации.

Особенности формирования расчетной модели и внешних сил.

3. ПРОВЕРКА РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ ОПТИМИЗАЦИИ И АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ОПТИМИЗАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ.

3.1. Оценка достоверности расчетной модели кузова вагона.

3.2. Проверка приемлемости и достоверности разработанной методики оптимизации.

3.3. Сопоставление результатов оптимизации с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости.

3.4. Влияние различных факторов на результаты оптимизации.

3.5. Анализ результатов и выводы.

4. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ ОПТИМИЗАЦИИ К КУЗОВУ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ВАГОНА

ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ.

4.1. Характеристика объекта оптимизации.

4.2. Результаты оптимизации параметров несущих элементов конструкции кузова вагона для перевозки автомобилей.

4.3. Анализ возможных путей совершенствования конструкции кузова вагона.

4.4. Экономическая оценка результатов оптимизации с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости.

Актуальной задачей при проектировании вагонных конструкций является снижение металлоемкости.

Определенные возможности для решения этой задачи представляет теория оптимального проектирования конструкций. Применительно к кузовам вагонов имеются результаты оптимизации параметров несущих элементов при ограничении по прочности. Разработаны алгоритмы и программы, позволяющие более рационально разместить металл несущей конструкции на стадии проектирования. Однако для кузова вагона затраты определятся не только стадией проектирования, но и стадией эксплуатации (в процессе плановых и внеплановых ремонтов). Затраты металла при ремонтах непосредственно зависят от показателя сопротивления усталости конструкции кузова вагона.

Представляется целесообразным разработать методику оптимизации кузова вагона с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости. Как предполагается - это позволит оптимизировать затраты металла как на стадии производства, так и на стадии эксплуатации. В такой постановке задача оптимального проектирования применительно к кузовам вагонов до настоящего времени не рассматривалась.

Цель диссертационной работы - совершенствование методики параметрической оптимизации несущих элементов кузовов вагонов, разработка алгоритмов и программного комплекса, позволяющих выполнять оптимизацию при ограничениях по прочности и сопротивлению усталости.

Общая методика исследований. При разработке теоретической части диссертации использованы современные методы строительной механики, теории упругости и теории оптимального проектирования конструкций. Основой расчетных исследований принят метод конечных элементов (МКЭ). Разработанные расчетные модели, алгоритмы и программных комплекс проверены с использованием результатов натурных и численных экспериментов.

Научная новизна диссертации. Впервые разработан вариант методики параметрической оптимизации кузовов вагонов с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости, включающий модификацию метода пересчета, алгоритмы и программный комплекс для выполнения оптимизационного расчета на ЭВМ и вариант приближенного расчета параметров сопротивления усталости, удобный для выполнения оптимизации.

Практическая значимость работы и ее внедрение. Разработанные в диссертации алгоритм и программный комплекс являются средством для обеспечения минимальной металлоемкости при проектировании и модернизации кузовов вагонов. С использованием полученных результатов предложена новая конструкция кузова вагона для перевозки легковых автомобилей по дорогам стран Западной Европы и Азии. Упомянутая конструкция принята к внедрению в АО "Вагонавтомаш" (г. Смоленск).

Апробация и публикация результатов работы. Основные положения диссертации докладывались на конференциях профессорско-преподавательского состава Брянского государственного технического университета (БГТУ) и заседаниях научно-методических семинаров кафедры "Вагоны" БГТУ в 1998-1999 годах. По результатам диссертационной работы опубликовано четыре статьи.

На защиту выносятся: - общая методика параметрической оптимизации несущих элементов кузовов вагонов с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости; 7

- алгоритм и программный комплекс оптимизации;

- модифицированный вариант метода пересчета для оптимизации параметров поперечных сечений несущих элементов;

- приближенный вариант расчета параметров сопротивления усталости, удобный в процессе оптимизации;

- рекомендации по формированию расчетных моделей МКЭ кузовов грузовых вагонов при выполнении оптимизации;

- параметры предложенной новой конструкции кузова вагона для перевозки легковых автомобилей.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и двух приложений. Текстовая часть диссертации составляет 144 страниц, включает 43 рисунка.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: (Основные результаты работы и выводы)

1). Выполненный в диссертации анализ показал целесообразность разработки методики оптимизации кузовов вагонов с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости.

2). Разработаны рекомендации по формированию расчетных моделей МКЭ кузовов грузовых вагонов. Выполненная проверка разработанных расчетных моделей показала их приемлемость для оптимизации кузовов вагонов.

3). Разработан алгоритм параметрической оптимизации кузовов вагонов с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости несущих элементов. Разработана методика приближенного определения коэффициента запаса сопротивления усталости для несущих элементов.

4). Разработан программный комплекс для реализации алгоритма параметрической оптимизации. Комплекс включает: программу ввода и корректировки данных оптимизационных расчетов, программу оптимизации и программы обработки результатов оптимизационных расчетов.

5). Путем численных экспериментов выполнены проверка разработанных алгоритма и программного комплекса, показавшая их достоинства и эффективность.

6). С использованием разработанного программного комплекса выполнен анализ влияния на оптимум отдельных факторов. Установлено, что максимальное влияние на итоговый оптимальный вариант конструкции кузова вагона оказывают сроки деповских ремонтов, а также значение общего коэффициента снижения предела выносливости несущего элемента по отношению к пределу выносливости гладкого стандартного образца. Остальные факторы имеют примерно одинаковое влияние на процесс оптимизации и итоговую массу кузова.

7). С использованием упомянутых выше результатов разработана методика оптимального конструирования кузовов вагонов, предусматривающая последовательность процесса оптимизации с учетом прочности, сопротивления усталости, а также способов изготовления несущих элементов.

8). Разработанная методика оптимального конструирования использована применительно к кузову вагона для перевозки легковых автомобилей. Предложена оригинальная конструкция, отличающаяся высокими технико-экономическими показателями.

9). Результаты параметрической оптимизации кузова вагона для перевозки легковых автомобилей с учетом ограничения по прочности и ограничений по прочности и сопротивлению усталости показывают, что учет дополнительного ограничения по сопротивлению усталости приводит к увеличению итоговой массы кузова на 32 %. Однако при этом значительно сокращаются затраты на ремонт.

10). Выполненная экономическая оценка результатов оптимизации свидетельствует о целесообразности оптимизации кузовов вагонов по разработанной в диссертации методике с учетом ограничений по прочности и сопротивлению усталости. Методика позволяет наиболее рационально разместить металл в конструкции, добиться минимальной металлоемкости при выполнении требований необходимой прочности и отсутствия отказов несущих элементов в период до первого деповского ремонта.

1. Алехин C.B., Продан Н.С. И Кухаренко Л.А. Определение эксплута-ционной надежности подвижного состава и выбор методов ее повышения. Л.: ЛИИЖТ, 1967, 124с.

2. Арушанов Х.Р. Visual Basic 3.0 и 4.0. M.:ABF, 1995, 368 е.: илл.

3. Баженова И.Ю. Visual FoxPro 5.0. Объектно ориентированные средства программирования. М.:, Диалог-МИФИ, 1997, 320 с.

4. Бахвалов Н.С. Численные методы (алгебра, анализ, обыкновенные дифференциальные уравнения). М.: Наука, 1975. - 632 с.

5. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. -М.:, Физматгиз, 1962.

6. Бидерман В.Л. Механика тонкостенных конструкций. Статика. М.: Машиностроение, 1977. - 488 с.

7. Блохин Е.П., Манашкин Л.А. Динамика поезда (нестационарные продольные колебания).- М.: Транспорт, 1982.- 222 с.

8. Бобров М.В. Напряженно-деформированное состояние трехслойной плиты пола рамы грузового рефрижераторного вагона при расчете на местные сосредоточенные нагрузки. //В кн. Механика вагонов, -Брянск, БГТУ, 1998, с. 89-97.

9. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. -М: Машиностроение, 1990.-448 с.

10. Болотин В.В. Элементы теории усталости. Справочник "Прочность, устойчивость колебания". Т.1, М.: Машиностроение, 1968 г., 504 с.

11. Булычев М.А., Афонина Е.В., Коченкова Н.И. Уточненный способ задания исходных данных при расчете по методу конечных элементов. Брянск, ЦНТИ, 1998, с. 4.

12. Булычев М.А., Лозбинев В.П. Совершенствование способов расчета и оптимизации несущих элементов кузовов вагонов.//В кн. Механика вагонов, Брянск, БГТУ, 1998, с. 36-47.

13. Вагоны. Конструкция, теория и расчет. /Под ред. Л.А. Шадура. М.: Транспорт, 1982, с. 222.

14. Вагоны. Конструкция, теория и расчет. /Под ред. Л.Д. Кузьмича. М.: Машиностроение, 1978, с. 345.

15. Власов В.З. Тонкостенные упругие стержни. -М., Госстройиздат, 1958, с. 278.

16. Высоцкий А.М, Кобищанов В.В, Милакова А.А., Серпик И.Н, Юх-невский А.А Несущая способность междуоконного простенка кузова пассажирского вагона с двухслойной обшивкой. //В кн. Механика вагонов, Брянск, БГТУ, 1998, с. 70-83.

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

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

19. Кеглин Б.Г. Параметрическая надежность фрикционных устройств. М.: Машиностроение, 1981, 496 с.

20. Кобищанов В.В Выбор схемы предварительного напряжения кузова пассажирского вагона блочной конструкции. //В кн. Механика вагонов, Брянск, БГТУ, 1998, с. 61-70.

21. Израилев В.Я. Сравнительная оценка методов исследования НДС элементов при продольных динамических воздействиях Дисс. на со-иск. науч. степ, канд.техн.наук, Брянск, 1998

22. Кобищанов В.В., Гулаков В.К. Расчет дискретно подкрепленной оболочки типа кузова вагона на основе метода конечных элементов и метода чередования основных систем // Вопросы строительной механики кузовов вагонов. Тула, 1978. - С. 14-17.

23. Кобищанов В.В., Лозбинев В.П. Строительная механика вагонов и основы теории упругости. Тула, ТПИ, 1981.- с. 100.

24. Костенко H.A., Никольский JI.H. Статистические распределения продольных сил, действующих на подвижной состав через автосцепку, и методы их определения. -Тр. БИТМ, 1971, вып. 24, с. 69-89.

25. Котуранов В.Н., Хусидов В.Д., Сергеев К.А. Матричный алгоритм кузова полувагона.//В кн. Вопросы совершенствования большегрузных вагонов. Труды МИИТ. вып. 399, М., 1972, с.66-74

26. Кравцов Г.А. Применение метода конечных элементов и метода чередования основных систем для расчета вагонного кузова // Вопросы строительной механики кузовов вагонов. Тула, 1978. - С. 83-86.

27. Крючков A.B., Камаев О.Б. Унифицированный четырехосный цельнометаллический полувагон. // В кн. Транспортное оборудование. М., 1978, с. 16-18 (НИИинформтяжмаш, 5-78-17)

28. Кузнецов А.Ю. , Никольский E.H. Вариант алгоритма и программы параметрической оптимизации несущих конструкций кузовов вагонов по частям //Прогнозирование прочности и надежности вагонных конструкций. -М.:, 1987, №8, с. 4.

29. Кузнецов А.Ю. Оптимизация по частям кузова крытого грузового вагона из условия минимума массы его элементов. Автореф. на соиск. науч. степ, канд.техн.наук, Брянск, 1988, с. 24.

30. Кузьменко Н.И., В.П. Лозбинев Определение оптимальных по условию прочности геометрических характеристик сечений несущих элементов кузовов грузовых вагонов открытого типа. //Повышение прочности узлов и элементов вагонов. М.: ЦНИИТЭИТЯЖМАШ, 1980, с. 1-2.

31. Кузьменко Н.И., В.П. Лозбинев Оптимизация параметров сечений стоек кузова полувагона//Результаты исследования прочности узлов. М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1978, с. 7-8.

32. Кузьмич Л.Д. К методике испытания вагонных конструкций на выносливость. -Тр. МИИТД966, вып. 234, с. 4-21.

33. Кукеев М.К. Оптимизация основных технико-экономических параметров кузовов специализированных восьмиосных полувагонов с учетом их напряженного состояния. Автореф. на соиск. науч. степ, канд.техн.наук, М.:, 1985, с. 19.

34. Кульбовский Я.И. Разработка методики определения рациональных параметров несущих элементов кузовов локомотивов. Автореферат диссертации на соиск. степени канд.техн.наук, М.:ВНИИЖТ, 1992, с.23.

35. Лазарев И.Б. Математические методы оптимального проектирования конструкций. -Новосибирск, НИИЖТ, 1971.

36. Лозбинев В.П. и др. Определение оптимальных по условию прочности размеров панели боковой стены восьмиосного полувагона с глухим кузовом. В кн.: Транспортное машиностроение, М.:, НИИИН-ФОРМТЯЖМАШ, 1978, №16, с. 24-25.

37. Лозбинев В.П. Исследование напряженного состояния и разработка ме-тодики оптимального проектирования ортогонально подкрепленных тонкостенных пространственных систем кузовов грузовых вагонов: Автореф. дис. д-ра техн. наук. М., 1984. - 49 с.

38. Лозбинев В.П. Методика проектирования оптимальных систем вагонов. Механика вагонов. Брянск, БГТУ, 1998, с. 1-14.

39. Лозбинев В.П. Методика расчета оптимальных параметров сечений несущих элементов кузовов грузовых вагонов. Тула: Тул. политех-нйч. ин-т, 1980. - 80 с.

40. Лозбинев В.П. Форма решения плоской задачи теории упругости для прямоугольной ортотропной пластинки. В кн.: Вопросы транспортного машиностроения. Брянск: Приок. Кн. Изд-во, 1974, с. 190-202.

41. Лозбинев В.П., Булычев М.А. Способ приведения распределенной нагрузки к узловой при использовании метода конечных элементов для расчета стержневых систем. Брянск, ЦНТИ, 1997, с. 4.

42. Лозбинев В.П., Лозбинев Ф.Ю. Анализ методов оптимизации несущих конструкций кузовов грузовых вагонов //Прогнозирование прочности и надежности вагонных конструкций. М.: ЦНИИТТЭИ-ТЯЖМАШ, 1987, сер.5 - Вып.8 - с. 1-2.

43. Лозбинев В.П., Лозбинев Ф.Ю. Использование модификаций метода градиентного поиска для оптимизации несущей конструкции кузова вагона, М.: ЦНИИТТЭИТЯЖМАШ, 1989, №9-89-7.

44. Лозбинев В.П., Лозбинев Ф.Ю. Оптимизация несущей конструкции кузова вагона по минимуму массы прокатных профилей /Тез. докл. конф. "Вопросы качества, надежности, прочности и долговечности машиностроительной продукции". Калинин, 1987, с. 104-108.

45. Лозбинев В.П., Лозбинев Ф.Ю. Особенности оптимального проектирования кузовов вагонов // Проблемы механики ж.-д. Транспорта /Тез. докл. Всесоюзной конференции. -Днепропетровск, ДИИТ, 1988, с. 143

46. Лозбинев Ф.Ю. Оптимальное проектирование несущих конструкций кузовов вагонов с использованием базы данных прокатных профилей. Брянск, БИТМ, 1988, с. 19.

47. Лозбинев Ф.Ю. Оптимизация несущих конструкций кузовов вагонов.- Брянск, ЦНТИ, 1997, с. 135.

48. Лозбинев Ф.Ю. Оптимизация несущих элементов кузовов вагонов. Механика вагонов, Брянск, БГТУ, 1998,с. 15-27.

49. Лозбинев Ф.Ю. Совершенствование методики оптимального проектирования несущей конструкции кузова вагона. Автореф. на соиск. науч. степ, канд.техн.наук, Брянск, БИТМ, 1989, с. 23.

50. Ломаков П.С. Оптимизация параметров несущей обшивки кузова пассажирского вагона. //Тяжелое машиностроение. -1992.- №6, с.17-19.

51. Лукашук В.С, Осыкин A.A., Сафонов Д.В., Тормасов P.A. Устойчивость стержневых элементов кузовов вагонов с начальной погибью при осевом сжатии. //В кн. Механика вагонов, Брянск, БГТУ, 1998, с. 36-47.

52. Малков В.П., Угодчиков А.Г. Оптимизация упругих систем. М.: Наука, 1981.-288 с.

53. Мартин Альтхаус. EXCEL: Пер. с нем. М.: БИНОМ., 1995, 304 с.

54. Механика разрушений и прочность материалов: Справочное пособие: В 4 т./Под ред. В.В. Панасюка. -Киев: Наук.думка, 1988.- Т.1 .Основы механики разрушения/В.В. Панасюк, А.Е. Андрейкив, В.З. Партон.-488 с.

55. Механика разрушений и прочность материалов: Справочное пособие: В 4 т./Под ред. В.В. Панасюка. -Киев: Наук.думка, 1988.- Т.2 . Коэффициенты интенсивности напряжений в телах с трещинами/ М.П. Савчук.-620 с.

56. Механика разрушений и прочность материалов: Справочное пособие: В 4 т./Под ред. В.В. Панасюка. -Киев: Наук.думка, 1988.- Т.З . Характеристики кратковременной трещиностойкости материалов и методыих определения/С.Б. Ковчик, Е.М. Морозов.-436 с.

57. Механика разрушений и прочность материалов: Справочное пособие: В 4 т./Под ред. В.В. Панасюка. -Киев: Наук.думка, 1988.- Т.4 . Усталость и циклическая трещиностойкость конструкционных материа-лов/О.Н. Романив, C.B. Ярема, Г.Н. Никофорчин и др.-680 с.

58. Мысютин А.П. О выборе оптимальных (по критерию максимального использования допускаемых напряжений) параметров сечений стержневых элементов // Вопросы строительной механики кузовов вагонов. Брянск, 1983. - С. 65-75.

59. Нагруженность элементов конструкции вагона / В.Н. Котуранов, В.Д. Хусидов, П.А. Устич, А.И. Быков. М.: Транспорт, 1991. - 238 с.

60. Никольский E.H. Итерационные и точные методы расчета статически неопределимых стержневых систем. Науч.-технич. сб. №2. -Брянск, 1972.-С. 117-123.

61. Никольский E.H. Оболочки с вырезами типа вагонных кузовов. М.: Машгиз, 1963.-311 с.

62. Никольский E.H. Применение метода конечных элементов в сочетании с методом чередования основных систем к расчету сложных конструкций // Жесткость машиностроительных конструкций: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. Брянск, 1976. - С. 229-232.

63. Никольский E.H. Расчет кузова вагона типа "сэндвич" по методу конечных элементов на основе комбинированной расчетной схемы //Результаты исследования прочности узлов. М.: НИИИНФОРМ-ТЯЖМАШ, 1978, с. 1-2.

64. Никольский E.H. Расчет кузовов вагонов на прочность. Тула: ТПИ,1978.48 с.

65. Никольский E.H. Расчет несущих конструкций по методу конечных элементов. Брянск: Брян. ин-т трансп. машиностроения, 1982, 99 с.

66. Никольский E.H., Атрощенко В.А., Кобищанов В.В, Кузнецов А.Ю., Сорокина C.B. Развитие методов оптимизации кузовов вагонов по частям // Проблемы механики железнодорожного транспорта. -Днепропетровск, 1988, с. 145.

67. Никольский E.H., Селинов В.И, Будник Ф.Г. Исследование напряженного состояния кузовов изотермических вагонов при динамических нагрузках и разработка методики расчета. Брянск, БИТМ, 1968, с. 364.

68. Нормы для расчета и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (не самоходных). М.: ВНИИВ-ВНИИЖТ, 1983, 260 с.

69. Нормы для расчета и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (не самоходных). М.: ВНИИВ-ВНИИЖТ, 1996, 274 с.

70. Ольшевский A.A., Попкова Н.В., Сельченко И.А. Построение и оценка расчетных схем кузова грузового вагона рефрижераторной секции. //В кн. Механика вагонов, Брянск, БГТУ, 1998, с. 83-89.

71. Отчет о статических испытаниях на прочность металлоконструкции кузова опытного грузового вагона пятивагонной рефрижераторнойсекции с улучшенными грузовыми и теплотехническими показателями. -Брянск, БМЗ, 1978.

72. Партон В.З. Механика разрушения: От теории к практике. -М.: Наука, 1990.-240 с.

73. Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упругопластического разруше-ния.-2-e изд., перераб. И доп. -М., Наука, 1985.- с. 504.

74. Подлитов Н.И. Метод оптимизации цельнонесущих однородных или комбинированных кузовов пассажирских вагонов, выполняемых из различных конструкционных материалов. Автореф. на соиск. науч. степ, канд.техн.наук, М:, ВНИИЖТ, 1970, с. 19.

75. Подлитов Н.И. Оптимизация параметров комбинированных цельно-несущих кузовов пассажирских вагонов. Вестник ЦНИИ МПС, 1967, № 4, с. 25-29.

76. Попов A.A. Программирование в среде СУБД FoxPro 2.0. Построение систем обработки данных. -М.: Издательство "Калашников и К", 1997,352 е.: илл.

77. Прочность и безотказность подвижного состава железных дорог/А.Н. Савоськин, Г.П. Бурчак, А.П. Матвеевичев и др.: Под общ. Ред. А.Н. Савоськина. -М.: Машиностроение, 1990.- 288 с.

78. Радзиховский A.A. Теория и методы проектирования грузовых специализированных вагонов. Автореф. на соиск. науч. степ.док.техн.наук, JI.:, 1986, с.49.

79. Радзиховский A.A., Царапкин В.А, Приходько В.И., Швец A.B. Пути снижения металлоемкости вагонов. /Конструирование и эксплуатация оборудования: Реф. сб., ЦНИИТЭИТЯЖМАШ,- М.:, 1983, Вып.8, с. 7-8.

80. Расчет вагонов на прочность/Вершинский C.B., Никольский E.H., Никольский Л.Н. И др. М.: Машиностроение, 1971. 432 с.

81. Расчет вагонов на прочность/Под ред. Л.А. Шадура. М.: Машиностроение, 1978, 432 с.

82. Расчет грузовых вагонов на прочность при ударах: Учеб. Пособие для вузов ж.-д. Трансп. /Е.П. Блохин, И.Г. Барбас, Л.А. Манашкин и др. -М.: Транспорт, 1989.230 с.

83. Рейтман М.И., Шапиро Г.С. Методы оптимального проектирования деформируемых тел. -М., Наука, 1976.

84. Савоськин А.Н., Сердобинцев Е.В. Надежность деталей при постепенных отказах, вызванных накоплением усталостных повреждений. //Надежность и контроль качества. Ежемес. прил. к журналу "Стандарты и качество", 1986, №11, с. 13-19.

85. Сакало В.И Решение прикладных контактных задач подвижного состава железных дорог методом конечных элементов. Автореферат на соиск. уч. степ, доктора техн. наук, Брянск, БИТМ, 1986. с. 44.

86. Сакало В.И., Неклюдова Г.А. Решение осесимметричных контактных задач МКЭ с использованием релаксационной схемы деформирования. -М.:, Машиноведение, № 3, 1985, с. 81-84.

87. Сергеев К.А. Анализ напряженного состояния кузовов восьмиосных полувагонов.//В кн. Труды МИИТ, вып. 458, М., 1974.

88. Серенсен C.B. Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению. М.: Атомиздат, 1975, с. 192.

89. Серенсен C.B., Буглов Е.Г. О прочности деталей в связи с вероятностным представлением о нагруженности и характеристиках усталости. //Вестник машиностроения, 1965, №11

90. Серенсен C.B., Когаев В.П. Руководство по расчету на усталость деталей машин. М. ВНИИНМАШ, 1972, с. 124.

91. Серпик И.Н. Итерационное решение больших задач строительной механики вагонов. //В кн. Механика вагонов, Брянск, БГТУ, 1998, с. 48-61.

92. Сорокина С.В Совершенствование методов оптимизации несущих конструкций кузовов вагонов /Тез. Докл. Конф. "Вопросы качества, надежности, прочности и долговечности машиностроительной продукции", -Калинин, 1989, с. 44-48.

93. Сорокина C.B. Автоматизация определения оптимальных параметров сечений элементов конструкций кузовов вагонов на основе метода конечных элементов // Вопросы строительной механики кузовов вагонов. Брянск, 1983. - С. 51-65.

94. Сорокина C.B. Оптимизация поперечных сечений стержневых элементов кузова вагона. -В кн.: Повышение прочности элементов кузовов вагонов. М., 1982, с. 12-14- (ЦНИИТЭИТЯЖМАШ, 5-82-19).

95. Сорокина C.B. Элементы автоматизации проектирования несущих конструкций кузовов вагонов с оптимизацией стержневых элементов (на примере крытого грузового вагона). Автореф. на соиск. науч. степ, канд.техн.наук, Брянск, БИТМ, 1984, с. 23.

96. Сосински, Барри. Разработка приложений в среде Visual FoxPro 5.: Пер. с англ. К.: Диалектика, 1997, 448 с.

97. Хусидов В.Д., Котуранов В.Н., Сергеев К.А. Метод расчета кузова цельнометаллического полувагона как комбинированной пластинчато-стержневой системы.//В кн. Труды МИИТ, вып. 422, М., 1973.

98. Царапкин В.А. Некоторые вопросы оптимального проектирования каркасов рам и кузовов подвижного состава. Автореф. на соиск. науч. степ, канд.техн.наук, Днепропетровск, 1979, с. 26.

99. Царапкин В.А. Оптимальные параметры сечений элементов четырехосного полувагона. -М.:, Транспортное машиностроение, НИИИН-ФОРМТЯЖМАШ, 1974, № 4, с. 20-25.

100. Царапкин В.А., Бабаев A.M. Методика определения оптимальных параметров сечений стержневых систем вагонов. Труды ТИИЖТ, вып. 82, Ташкент, 1972, с. 152-158.

101. Школьник JIM. Методика усталостных испытаний. Справочник -М.:, Связь, 1980,216 с.

102. Шлюшенков А.П. Механика многоциклового разрушения: Учеб. Пособие. Брянск:, БИТМ, 1990. - 156 с.

103. Шлюшенков А.П. Механика разрушения и расчеты на прочность и долговечность элементов машин и конструкций с трещинами: Учеб. Пособие. Брянск:, БГТУ, 1996, 232 с.

104. Шлюшенков А.П. Нагруженность и расчеты на прочность и долговечность деталей машин и элементов конструкций: Учеб. Пособие. -Брянск: БИТМ, 1991.- с. 156.

105. Diversity drives shinkansen speed-up// Railway Gazette International. -1992.-№11.-P.745,747,749-750.

106. Lohmann A., Bieker G. High speed bogie tests for Germany's ICE // Railway Technology International. 1989. - P. 109-114.

107. Pueblo conducts heavy wagon tests // International Railway Journal. 1990158- №7. P. 39-40.

108. Railfreight metals invests in the future handover of first all-purpose steel carrying wagons //Rail International.- 1990.-№6.-P.35.

109. Shipper, UTLX team up on HCI cars //Progressive Railroading.-№ 8.-P.50,52.

110. Shuttle locas repackage proven concepts // Railway Gazette International.- 1992.-№11. P.773,775,777.

111. Shuttle tests start the final countdown // Railway Gazette International. -1992.-№10. -P.695-697,699,701,702.

112. Steady climb seen freight car deliveries, from 30,400 in 1990 to 46,500 in 1994 // Railway Age. 1990.-№3. -P. 18.