автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Методология синтеза нечетких моделей прочности для совершенствования соединений элементов конструкций вагонов

СОКОЛОВ Алексей Михайлович

МЕТОДОЛОГИЯ СИНТЕЗА НЕЧЕТКИХ

МОДЕЛЕЙ ПРОЧНОСТИ ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ВАГОНОВ

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ООЗОТ187Э

Санкт-Петербург 2007 г.

003071879

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения»

Научный консультант -доктор технических наук, профессор БОРОНЕНКО Юрий Павлович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор ПЕТРОВ Геннадий Иванович

доктор технических наук, профессор БАЧУРИН Николай Сергеевич

доктор технических наук, профессор ВАР ABA Владимир Иванович

Ведущее предприятие — Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта

Защита диссертации состоится 21 июня 2007 г. в ^час ЗьО мин на заседании диссертационного совета Д 218.008.05 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения» по адресу 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д 9, ауд 5-407

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета Автореферат разослан « № » 05 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета дтн, профессор

В А Кручек

Актуальность проблемы. Важным резервом повышения эффективности и безопасности железнодорожных перевозок является совершенствование конструкций подвижного состава, с целью уменьшения их потока отказов и повышения безопасности движения Анализ статистики поступления вагонов в ремонт показывает, что более 80% отказов грузовых вагонов, влекущих поступление вагона во внеплановый отцепочный ремонт, являются отказами соединений элементов их конструкций (сварных, болтовых, опорных, заклепочных)

Такое положение дел может объясняться недостаточным совершенством нормированных методик расчета соединений, существенными отклонениями реального состояния конструкций соединений вагонов от проектных, высокой концентрацией очагов зарождения и развития отказоге-нерирующего процесса В целом, можно констатировать, что дальнейшее совершенствование соединений элементов конструкций грузовых вагонов тормозится необходимостью учета различного рода неопределенностей, связанных с растущей сложностью методик расчета и учетом неидеальности соединений, притом, что методический аппарат, позволяющий оперировать такого рода неопределенностями в оценке прочности, недостаточно развит

В связи с этим чрезвычайную актуальность имеет проблема комплексного подхода к совершенствованию соединений элементов конструкций вагонов, которая требует разработки методологии оценки прочности этих соединений, с учетом характерных для них неопределенностей

Целью настоящей диссертационной работы является разработка научно-обоснованных технических решений по совершенствованию соединений элементов конструкций грузовых вагонов, с использованием разработанного метода синтеза нечетких моделей прочности (РБМБ-метода), позволяющего учитывать основные виды неопределенности в оценке прочности соединений на всех стадиях жизненного цикла подвижного состава

Методы исследования. В теоретических исследованиях использовались методы системного и объектно-ориентированного анализа, методы теорий вероятности, нечетких множеств и возможности Для расчетного анализа прочности соединений использовались методы строительной механики, динамики и прочности машин, математического моделирования колебательных процессов, метод конечных элементов. Экспериментальные исследования проводились с использованием методов планирования эксперимента и математической статистики

Научная новизна исследований заключается в следующем 1 Разработан метод синтеза нечетких моделей прочности, основанный на теории нечетких множеств, позволяющий проводить комплексную оценку прочности соединений, с учетом основных видов неопределенности исходной информации и релевантности моделей

2 Проведен системный анализ и выполнена классификация элементарных факторов прочности соединений, а также сформированы обобщенные модели прочности основных видов соединений грузовых вагонов, для чего был адаптирован и применен понятийный аппарат унифицированного языка моделирования - ЦМЬ

3 Разработаны математические модели для оценки прочности опорных и болтовых соединений буксового узла тележки грузовых вагонов, с учетом основных видов неопределенности технологической и эксплуатационной информации, а также исследовано влияние геометрических параметров и типов конструкций, а также свойств материала элементов буксы на прочность буксового узла

4 Разработаны математические модели для оценки прочности и установлены основные зависимости прочности сварных и заклепочных соединений от параметров конструкции упоров автосцепного устройства грузовых вагонов, с учетом неопределенности технологической и эксплуатационной информации

5 Разработаны методика идентификации обобщенной модели прочности соединений, позволяющая сократить затраты на совершенствование соединений при освоении выпуска новых и модернизированных грузовых вагонов, а также методика оценки экономической эффективности совершенствования соединений элементов конструкций вагонов, основанная на положениях РОМБ-метода

Практическая значимость работы заключается в использовании результатов исследований при решении научных и практических задач, связанных с созданием грузовых вагонов и их составных частей

Разработан программный комплекс, реализующий предлагаемый метод синтеза нечетких моделей прочности, позволяющий эффективно проводить оценку прочности и совершенствовать соединения элементов конструкции подвижного состава на всех стадиях его жизненного цикла Данный программный комплекс основан на разработанном математическом методе стохастической аппроксимации нечеткого результата и эффективно используется для создания и диагностирования остаточного ресурса конструкций вагонов в ЗАО «Инженерный центр «Объединения вагоностроителей» и ЗАО «Интернаучвагонмаш»

Сформированы рекомендации по совершенствованию конструкции буксового узла тележки грузовых вагонов и предложена рациональная конструкция торцевого крепления буксового узла, а также узла опирания боковой рамы на буксу тележки Результаты исследований использовались для уменьшения межремонтного потока отказов при деповских ремонтах вагонов-цистерн транспортных компаний «М Синтез-Бизнес» и «Сан-транс»

Обоснована прочность литой приварной конструкции, а также предложена рациональная сварная конструкция заднего упора автосцепного

устройства, позволяющая существенно уменьшить отказы консольных частей рам грузовых вагонов Результаты исследований использованы в конструкции приварного упора, установленной на опытных образцах вагонов-цистерн для нефтепродуктов, которые успешно прошли приемочные испытания, а предложенная конструкция упора рекомендована для внедрения на опытной партии вагонов

Реализована конструкция устройства для тепловой обработки сварных соединений на основе тепловой трубы, позволяющего уменьшить уровень остаточных сварочных напряжений при изготовлении сложных сварных конструкций подвижного состава

Результаты диссертационной работы использованы при разработке конструкции вагонов хоппер-дозатора для текущего содержания пути модели 55-9270, вагонов-цистерн моделей 15-1221 для перевозки авиационного топлива и нефтепродуктов, 15-1229 для перевозки сжиженных углеводородных газов, 15-1208 для перевозки пентана, вагона-хоппера модели 19-9734-01 для перевозки минеральных удобрений и зерна Вагоны успешно прошли предварительные и приемочные испытания, а часть из них выпускается серийно на ОАО «Рузхиммаш»

Результаты проведенных исследований использованы при разработке программ и методик технического диагностирования грузовых и рефрижераторных вагонов, которые утверждены Департаментом вагонного хозяйства МПС России и приняты Комиссией Совета полномочных специалистов вагонного хозяйства стран СНГ, Латвии, Литвы и Эстонии в качестве рабочих на территории этих стран Разработанные методики успешно используются ЗАО «Интернаучвагонмаш» и ЗАО «Экспертный центр подвижного состава» для технического диагностирования грузовых вагонов с целью продления срока службы парка вагонов ряда транспортных компаний, организаций и фирм

На предложенные по результатам диссертационных исследований конструктивные решения получены 6 патентов

Апробация работы Основные результаты работы докладывались и получили положительную оценку на научно-технических конференциях в Дальневосточной Государственной академии путей сообщения (1993 г), в Петербургском Государственном университете путей сообщения (1996, 1997, 1999, 2001, 2003, 2005 г г), в Манчестерском государственном университете (Великобритания, 1997 г), на научно-технических совещаниях Департамента вагонного хозяйства МПС России, ОАО «Российские железные дороги», Объединения вагоностроителей Российской федерации, на научных семинарах кафедр «Вагоны и вагонное хозяйство», «Подъемно-транспортные, путевые и строительные машины» ПГУПСа (1996, 1997, 1999, 2003,2004)

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в одной монографии и 8 научных статьях, отдельные разделы

теоретических исследований приведены в 8 научных отчетах На изобретения, выполненные по результатам исследований, получено 3 патента Для проведения'теоретических исследований разработаны две программы, зарегистрированные в Реестре программ для ЭВМ Роспатента

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и изложена на 374 страницах машинописного текста, включающих 94 рисунка и 3 таблицы Список использованных источников насчитывает 290 наименований

В первой главе рассмотрено современное состояние проблемы совершенствования соединений элементов конструкций подвижного состава В результате обзора и анализа исследований, посвященных проблемам прочности и совершенствования конструкций подвижного состава, установлено, что проблеме совершенствования конструкций подвижного состава вообще и совершенствования отдельных видов соединений элементов их конструкций посвящены научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы ученых ВНИИЖТа, ГосНИИВа, МИИТа, ПГУП-Са, ВНИКТИ, ГСКТИ, ГСКБВ, УрГУПСа, БГТУ, ДНУЖТ, ТГТУ и ряда других научно-исследовательских организаций Над созданием более совершенных конструкций подвижного состава трудились коллективы ваго-но- и локомотивостроительных заводов России, Украины, США, стран Европейского союза и Китая

Анализ проведенных ракее исследований в области совершенствования конструкций подвижного состава и его элементов показал, что большой вклад в совершенствование подвижного состава внесли отечественные ученые Е.П. Блохин, М М. Болотин, В И Варава, М Ф Вериго, С В Вершинский, Л О. Грачева, В Н Данилов, И П Исаев, JI А. Кальницкий, А А Камаев, Н А Ковалев, М JI Коротенко, В Н Котуранов, Н Н Кудрявцев, В А Лазарян, А А Львов, В Б Медель, Е Н Никольский, Л.Н Никольский, Н.П Петров, А.А Попов, Ю С Ромен, А Н Савоськин, Т А. Ти-билов, В.Ф Ушкалов, В.Д Хусидов, ИИ. Челноков, Л А Шадур, ПВ Шевченко, В Ф Яковлев и другие, а также зарубежные исследователи И Боймель, Д Л Кофман, Г Марье, Е Шперлинг, которыми решен ряд задач статической и динамической нагруженности рельсовых экипажей, позволяющих оценивать качество различных типов подвижного состава и, на основе этого, создавать более совершенные конструкции Проведенный обзор и анализ основных направлений развития и путей совершенствования конструкций подвижного состава позволил сделать вывод, что для дальнейшего совершенствования конструкций подвижного состава вообще и соединений их элементов, в частности, необходимо применение методов активного управления неопределенностью моделей, используемых для совершенствования подвижного состава.

Выполненный анализ потока отказов конструкций грузовых вагонов в эксплуатации показал, что основными причинами отказов конструкций

грузовых вагонов являются отказы различных соединений, преимущественно опорных, а также сварных, болтовых (резьбовых) и заклепочных В целом можно с уверенностью говорить о том, что до 80% отказов подвижного состава напрямую связано с отказами соединений

Совершенствованием конструкций основных соединений элементов конструкций подвижного состава занимались конструкторские бюро вагоностроительных заводов- Уралвагонзавод, Азовмаш (Ждановтяжмаш), БМЗ, Рузхиммаш, Алтайвагонзавод и др при поддержке научно-исследовательских организаций ВНИИЖТ, ГосНИИВ (ВНИИВ), МИИТ, ПГУПС (ЛИИЖТ), БИТМ и др Анализу и развитию методик и методов расчета подвижного состава и соединений элементов его конструкций посвящены работы П С Анисимова, Д Я Антипина, Н С. Бачурина, А А Би-тюцкого, Ю П Бороненко, В М Бубнова, А И Быкова, Н Н Воронина, И А Иванова, И Г Киселева, М Б Кельриха, В В Кобищанова, А Д Коч-нова, В П Лозбинева, А Э Павлюкова, Г И Петрова, B.C. Плоткина, В И Сакало, М М Соколова, П А Устича, В Н Филиппова, А А Хохлова, Ю М. Черкршина и других авторов Однако, несмотря на достигнутые благодаря этим исследованиям отдельные существенные изменения в структуре отказов грузовых вагонов, общая картина превалирования отказов соединений над другими элементами их конструкций сохраняется неизменной в настоящее время

Большинство исследователей считает, что ключом к совершенствованию соединений элементов конструкций подвижного состава является повышение релевантности используемых расчетных и натурных моделей, как за счет учета неопределенности параметров конструмЬш и технологий, так и за счет пересмотра описания моделей, привлечения новых факторов, усложнения расчетных схем и т п Для учета этих неопределенностей, в современных инженерных моделях применяются различные математические аппараты, такие как теория вероятностей и математическая статистика, теория нечетких множеств, теория хаоса и другие Как показала выполненная классификация сущностей, используемых для моделирования, к основным видам неопределенностей в описании моделей прочности и надежности грузовых вагонов относятся-

1 Стохастическая неопределенность параметров модели, которая описывается случайной переменной и обрабатывается методами теории вероятностей

2 Лингвистическая неопределенность параметров, которая возникает в тех случаях, когда параметры заданы в качественной шкале, описывается лингвистическими переменными, которые обрабатываются методами теории нечетких множеств

3 Информационная неопределенность параметров, которая возникает вследствие недостатка полной информации о параметре и может быть описана нечеткими числами или нечеткой случайной переменной, кото-

рые обрабатываются методами теории нечетких множеств и теории вероятности.

4 Информационная неопределенность моделей, возникающая вследствие упрощенного представления реальных процессов в модели Информационную неопределенность соответствия представлений принято характеризовать понятием их релевантности (степени соответствия) Применительно к моделям прочности и надежности конструкций релевантность модели в общем случае может быть представлена нечетким отношением на декартовом произведении множеств параметров и результата

Выполненный анализ особенностей широко распространенных детерминированного и вероятностного подходов к построению моделей прочности соединений показал, что эти подходы имеют весьма существенные недостатки, не позволяющие в полной мере учесть особенности оценки прочности соединений элементов конструкций подвижного состава Классификация соединений элементов подвижного состава показала, что, несмотря на достаточно большое количество типов соединений элементов конструкций подвижного состава, функционирование всех указанных типов соединений осуществляется за счет ограниченного количества физических эффектов В диссертации показано, что множество различных соединений элементов конструкций подвижного состава можно свести к четырем основным группам стяжных, контактных, молекулярных и топологических соединений, внутри которых соединения имеют сходные расчетные схемы и особенности функционирования

Исходя из выполненного обзора из общей проблемы совершенствования соединений элементов конструкций грузовых вагонов для решения в данной диссертационной работе были поставлены следующие задачи

1 Разработка метода синтеза нечетких моделей прочности основанного на теории нечетких множеств, позволяющего проводить комплексную оценку прочности соединений с учетом основных видов неопределенности исходной информации и релевантности моделей.

2 Совершенствование конструкции группы опорных и болтовых соединений, используемых в буксовом узле грузовой тележки, на основе разработанного метода синтеза нечетких моделей прочности

3 Оценка прочности и выбор параметров новой усовершенствованной конструкции сварных упоров автосцепного устройства грузовых вагонов, а также применение разработанного метода для совершенствования технологии их изготовления

4 Разработка методик идентификации обобщенной модели прочности соединений вагонов и оценки экономической эффективности совершенствования этих соединений, позволяющих сократить затраты и повысить экономическую эффективность совершенствования соединений элементов конструкций грузовых вагонов

Вторая глава диссертации посвящена описанию разработанного метода синтеза нечетких моделей прочности и его применению для моделирования и оценки прочности и надежности соединений элементов конструкций грузовых вагонов

В основе метода находится теория нечетких множеств, основные идеи которой были заложены Л Заде Формально нечеткое множество А определяется как множество упорядоченных пар или кортежей вида {л;//а(а)), где х является элементом некоторого универсального множества или универсума X, а - функция принадлежности, которая ставит в соответствие каждому из элементов \ е X некоторое действительное число из интервала [0,1] При этом значение аа(а) = 1 для некоторого \еХ означает, что элемент х определенно принадлежит нечеткому множеству А, а значение //А(л-) = 0 означает, что элемент* определенно не принадлежит нечеткому множеству А Математическая модель прочности соединения, может быть представлена в виде функции многих параметров, которые в условиях неопределенности могут быть представлены в виде нечетких множеств особого вида, которые задаются на множестве действительных чисел - нечетких чисел

Проведенный анализ и классификация методов вычисления функций от нечетких аргументов показали, что все эти методы имеют ряд существенных недостатков, не позволяющих эффективно вычислять ресурсоемкие функции от многих аргументов, каковыми являются большинство из существующих моделей прочности соединений грузовых вагонов. Решение этой проблемы может быть реализовано с использованием разработанного автором метода стохастической аппроксимации нечеткого результата, использующего интерполяцию на основе стохастических полей или кригинг, разработанного Д. Криге Основой кригинга является представление интерполируемой функции, в виде реализации некоторого случайного поля, что позволяет представить интерполянт в виде

= + (1) где ц - математическое ожидание случайного поля,

г - нормированный корреляционный вектор реализаций случайного поля в точках интерполяции относительно его реализации в интерполируемой точке, Я - нормированная корреляционная матрица реализаций случайного

поля в точках интерполяции; у - вектор значений интерполируемой функции в точках интерполяции

Особенностью кригинга является то, что он в явном виде позволяет оценить степень неопределенности информации об интерполируемой функции, что делает возможным реализацию эффективных алгоритмов

глобальной оптимизации ресурсоемких функций, с применением кригинг-интерполяции, и, следовательно, эффективных нечетких вычислений Один из наиболее эффективных методов, Предложенный ДР Джонсом, основан на оценке наиболее вероятного значения интерполянта, «улучшающего» достигнутый в процессе вычислений целевой функции экстремум, который определяется из условия максимума ожидаемого улучшения

Е1 (тш/ (х))=5 (х)[мттФ(мт1П ) + $?(« тш)]> >'1ПУЛ(Х)),

*(х) (2)

Е1 (тах_у(х))(х)[мталФ(мтах) + #>(итах)], мтах ^у—

где Ф(. ), ф (. ) — закон и плотность стандартного нормального распределения случайной величины, б (х) — среднее квадратическое отклонение случайного поля

кригинг-интерполянта Основываясь на этих свойствах кригинга, автором был разработан эффективный метод нечетких вычислений, реализованный в виде программы на языке математического моделирования МаНаЬ Сравнение предлагаемого метода с существующими показало, что он имеет ряд особенностей, позволяющих использовать его наиболее эффективно именно для организации вычислений нечетких моделей прочности соединений элементов конструкций подвижного состава При этом выигрыш в использовании вычислительных ресурсов достигает нескольких порядков

Для моделирования прочности соединений, с учетом нечеткости модели прочности и ее параметров, необходимо привести исходную четкую модель прочности в нечеткое состояние, то есть выполнить фаззификацию модели - сформировать функции принадлежности нечетких параметров на основе экспертной или статистической информации известными методами [1] Информационную неопределенность операций или релевантность моделей прочности можно представить в виде нечеткого отношения пространства параметров и пространства'результатов Это нечеткое отношение предлагается представлять в виде ^ X хГ -»[ОД],

где XX - пространства параметров модели и результата,

/ (х ) - функциональная зависимость, описывающая модель прочности,

5 - параметр релевантности, 5 е (0,оо]

Параметр 5 , регулирующий релевантность модели определяется мнением экспертов и, в общем случае, зависит от параметров модели Учи-

тывая экспертный характер определения этого параметра, его зависимость от параметров модели удобно описать посредством системы нейро-нечеткого вывода АЮТБ, например, нейро-нечеткой сетью структуры Ван-га-Менделя

м * = 1

ГКМ

У= 1

1

М л k=\sk

ГКЫ

7=1

x = {x„x2, ,xd), (4)

где М - число мнений экспертов, относительно релевантности мо-

дели,

d - размерность пространства параметров,

Рл (х) ~ ФУНКЦИЯ принадлежности к -того высказывания эксперта

* о релевантности модели относительно j -того параметра,

sk 1- экспертная оценка параметра релевантности модели согласно к -тому высказыванию эксперта, С учетом сформированных требований и на основе теории нечетких множеств был разработан метод синтеза нечетких моделей прочности (fuzzy durability models synthesis method, FDMS-метод), задачей которого является получение оценки функциональных показателей -соединения или заключения о его прочности, с учетом неопределенностей исходных данных и релевантности описаний моделей (рис. 1) Основной информационной единицей метода, в общем случае, является нечеткая случайная переменная Основными достоинствами FDMS-метода, выгодно отличающими его от детерминированного и вероятностного подхода в решении задач совершенствования соединений элементов конструкций подвижного состава, являются

— учет стохастической, лингвистической и информационной неопределенности параметров моделей, а также неопределенной релевантности моделей прочности,

- результаты моделирования нескольких различных моделей используются для формирования компромиссного заключения о прочности соединения,

— FDMS-метод позволяет активно управлять информационной неопределенностью моделей и их параметров за счет их адаптации, с учетом дополнительных объективных и субъективных данных,

- предлагаемый метод в наиболее распространенных случаях требует меньше вычислительных ресурсов, по сравнению с вероятностным подходом

В общем случае FDMS-метод состоит из трех основных частей аналитической, синтетической и резюмирующей и одной дополнительной -адаптирующей части

Аналитическая часть РСМЭ-метода

<ие диаграммы 1 идентоа

Формирование структуры обобщенной модели предметной облает

Воэможнье

сценарии отказа

] Фаззи фи нация параметров предметной I облает и ее обобщенной модели

Декомпозиция обобщенной модели предметной области на нечеткие модели лроч+ости

Ч Формирование арбитражного функционала 1 для иечетко-вероятностньк оценок прочности I

Свертка нечетко-вероятностных оценок прочностм в нечетко-вероятностное эаклкмение о прогости соединения

Свертка нечетких моделей прочности и вычисление иечетко-аероятостнои оценки прочности

Адаптирующая часть ТСМЭ-метода

Изменение уровня

стратификации предметной области

Уточ«ение состава прецендентов и актеров

Уточнение специфицирования абстрактньк классов

Уто«<ение параметров фазэификации параметров

и обобщенной модели ^ пред метной области

Рис I Обобщенная иМЬ-диаграмма деятельности при реализации РОМБ-метода

Основной задачей аналитической части метода является формирование обобщенной модели предметной области моделирования прочности и раскрытие вариантов ее реализации для конкретного соединения Обобщенная модель формируется с использованием парадигм унифицированного языка моделирования ЦМЬ и состоит из двух основных частей описания прецедентов потери прочности соединения и специфицирование элементарных факторов прочности, которые соответственно реализуются

ЦМЬ-диаграммами прецедентов и классов При специфицировании элементарных факторов прочности, описывающих прецеденты, формируются варианты их математических описаний, совокупность которых является обобщенной моделью прочности соединения

В синтетической части осуществляется фаззификация предметной области, синтез нечетких моделей прочности рассматриваемого соединения, путем комбинирования математических реализаций элементарных факторов прочности, и получение множества нечетких критериальных оценок прочности на основе теории предельных состояний, с использованием разработанного модифицированного метода стохастической аппроксимации нечеткого результата Прямое использование этого метода невозможно, так как, в общем случае, приводит к ослаблению нечеткой оценки прочности Для решения этой проблемы элементарные факторы прочности группируются в соответствии с их расстоянием от критерия прочности в графе связей прецедентов, и проводится рекурсивная глобальная оптимизация каждой группы, причем границы оптимизации ближней группы определяются результатами оптимизации более дальней группы элементарных факторов прочности Также как и в случае метода стохастической аппроксимации нечеткого результата, глобальная оптимизация проводится на серии альфа-срезов параметров и нечетких отношений каждой группы элементарных факторов прочности с использованием кригинга

Формулировка нечетких критериальных оценок прочности зависит от представления величин действующего фактора и критерия прочности В случае нечетких величин критериальная оценка представляет собой достоверность сохранения прочности соединением

А = Да>0[тт(/^" (у ))]'

где ц- ),(.1у {у) -функции принадлежности нечетких величин 5 и У

Когда критерий прочности и действующий фактор представляют собой нечеткие стохастические величины, они описываются нечеткими распределениями вероятности, которые представляют собой нечеткие отношения

Ру У хРу Ъ ->[0,1],

Ъ(Уо) = Р(Г о). =

В этом случае, критериальная оценка прочности, которая представляет собой нечеткую вероятность сохранения прочности соединением, выражается как

й = г Л13^ (я>у)'Ъ

где ¡л{ ^ ,у ),//2 ) ~ функции принадлежности нечеткой совместной

плотности распределения критерия и фактора прочности, а также границы полуплоскости, определяющей область сохранения прочности соединением

В резюмирующей части осуществляется сведение полученных ранее оценок в нечетко-вероятностное заключение о прочности соединения, с использованием некоторого арбитражного функционала, задачей которого является формирование «компромиссного» заключения Нечетко-вероятностное заключение о прочности можно интерпретировать, как разброс вероятностей прочности конструкции при заданном уровне достоверности параметров и моделей, или как достоверность прочности конструкции при заданном уровне вероятности этого события Сравнение нечетко-вероятностных заключений о прочности между собой осуществляется известными методами сравнения нечетких величин [1]

Учитывая тот факт, что моделям прочности соединений присуща та или инйя степень информационной неопределенности, полученные значения элементарных факторов, критериальные оценки прочности или заключение о прочности могут расходиться с наблюдаемым в действительности положением дел В этом случае реализуется адаптирующая часть РОМБ-метода, в которой, посредством минимизации некоторого критерия согласия обобщенней модели предметной области моделирования Прочности, уменьшается степень информационной неопределенности параметров и моделей с учетом фактически имеющейся сторонней объективной и субъективной информации В общем случае, критерий согласия должен показывать насколько оцениваемый элементарный фактор, противоречит другому такому же фактору, полученному с использованием другой модели, или сторонним данным об этом факторе, например, данным эксперимента или объективным и субъективным данным эксплуатации В диссертационной работе предлагается использовать критерий согласия, основанный на измерении энтропии <1 оцениваемых величин, основанной на расстоянии Хемминга между нечетким множеством объединенной оценки и ее дополнением

где р\,Р2 Р

х ,х

£>^2(р)

->шах

(8)

4ШШ

- противоречащие друг другу нечеткие оценки,

- вектор параметров модели прочности,

- вектор параметров управления информационной неопределенностью и их адаптированные значения

12

Полученные нечетко-вероятностные заключения о прочности можно использовать для совершенствования соединений элементов конструкций вагонов в качестве целевой функции задачи оптимизации параметров конструкций вагонов При этом ранжирование нечетко-вероятностных заключений о прочности для определения экстремума целевой функции осуществляется с использованием известных методов сравнения нечетких величин [1] Другим способом использования результатов РОМБ-метода является выбор значений коэффициентов запаса прочности соединений элементов конструкций вагонов, которые определяются как соотношение модельных значений действующего фактора прочности к его критерию при равенстве значений границ их альфа-срезов, соответствующих заданной вероятности и достоверности прочности конструкции.

К =

~а

ИуЬУ 1

, у = Г?(уЩ¥<у)=р, * <*)=/>, (9)

где а,р - заданные достоверность и вероятность прочности

Третья глава диссертации посвящена совершенствованию опорных и болтовых соединений элементов буксового узла тележки грузовых вагонов, с использованием разработанного РОМБ-метода.

Совершенствованием методов оценки прочности болтовых и опорных соединений занимались ученые В М Александров) В А Бабешко, Н М Беляев, И А Биргер, А Н Бурмистров, И Н Векуа, Н П Векуа, И И Ворович, М А. Галахов, Л А Галин, И.Г. Горячева, Н Губер, А Н Динник, Н Е Жуковский, Г Б Иосилевич, К Каттанео, Р Д Миндлин, С Г Михлин, Н И Мусхелишвили, В Л Рвачев, Д И Шерман, Б.Ф. Шорр, И Я. Штаер-ман и другие, которыми предложен ряд уточненных аналитических и численно-аналитических методов оценки нагруженности контактных и резьбовых соединений В результате проведенного анализа существующих инженерных методов оценки прочности болтовых и опорных соединений выявлено, что в них соединение рассматривается с использованием ряда весьма существенных упрощений, таких как бездефектность, отсутствие краевых дефектов, номинальность размеров и т п При этом в случае, когда реальное соединение соответствует вышеприведенным допущениям, инженерные модели прочности соединений дают весьма качественную оценку их прочности Однако в практике применения болтовых и опорных соединений на грузовом подвижном составе такие идеальные конструкции встречаются крайне редко, что обуславливает, зачастую, невысокую достоверность оценок их прочности

Следуя методологии РОМБ-метода были сформированы характерные обобщенные модели предметной области моделирования прочности стяжных и контактных соединений, которые позволили выявить и систе-

матизировать причинно-следственные связи между элементарными факторами прочности, приводящие к различным сценариям отказа этих соединений В диссертации -показаны варианты реализации этих сценариев отказа, которые включают в себя различные модели пластического деформирования, износа, накопления повреждений, возникновения, субкритического и закритического развития усталостной трещины

В результате анализа различных конструкций корпусов букс и особенностей работы буксы в эксплуатации выявлено, что наиболее часто выявляемые и опасные отказы буксы напрямую связаны с распределением нагрузки по роликам буксы в эксплуатации, которое зависит от жесткости и износа свода корпуса буксы и особенностей нагружения опорного соединения свода корпуса буксы и буксового проема боковой рамы тележки С другой стороны на прочность элементов буксового подшипника большое влияние оказывает прочность конструкции торцевого крепления подшипника к шейке оси колесной пары Проведенная классификация известных конструкций корпуса буксы установила, что основными способами перераспределения и снижения нагруженнчсти роликов буксового подшипника являются исполнение верхнего свода с переменной геометрией, использование упругих элементов в конструкции верхнего свода, а также введение полостей в конструкции верхнего свода корпуса буксы и роликов подшипника Предложения по модернизации конструкции торцевого крепления, в зависимости от положенной в их основе гипотезы о сценарии потери прочности торцевым креплением, сводятся к упругому и гидравлическому гашению осевых динамических нагрузок, компенсации осевых износов и перекосов элементов крепления. При этом, несмотря на полученное благодаря усилиям исследователей ФГУП «ПО «УВЗ», ВНИИЖТ, ГосНИИВ, МИИТ, ПКБ ЦВ, ДИИЖТ и других организаций значительное повышение прочности элементов буксы, расчетная и экспериментальная нагружен-ность и долговечность буксы не вполне коррелирует с практикой эксплуатации, что требует поиска новых уточненных методов прогноза прочности элементов конструкции буксового узла

Для совершенствования опорных соединений буксы тележки грузового вагона, следуя процедуре БОМБ-метода, была сформирована обобщенная модель предметной области моделирования их прочности Для контактных соединений корпуса буксы и боковой рамы тележки грузового вагона, как показывает практика эксплуатации, основными сценариями потери прочности этих контактных соединений являются износ, преимущественно адгезионного типа, и заедание опоры буксы в некотором положении, вследствие износа контактных поверхностей, что нарушает самоустановку колесных пар Другим распространенным видом потери прочности контактных соединений буксы является разрушение поверхностей катания буксового подшипника, которое протекает преимущественно по сценарию поверхностной усталости

Обобщенная модель прочности опорных и контактных соединений буксы, с учетом этих сценариев, может быть специфицирована несколькими элементарными факторами прочности, для которых были сформированы различные варианты реализации Так были сформулированы модели равномерного, линейного и поверхностного распределения контактного давления между опорными поверхностями свода корпуса буксы и буксового проема боковой рамы, с учетом их износа и отклонения геометрии поверхностей от номинала В качестве математического аппарата моделей контактного давления использовался метод конечных элементов Для оценки нагруженности конструкции были классифицированы основные квазистатические нагрузки, действующие на буксу в различных режимах эксплуатации, и сформулированы их математические модели Учитывая, что основным фактором разрушения поверхности качения колец подшипника является поверхностная усталость, были классифицированы и сформированы упрощенная (нормативная) и уточненная модели поверхностного усталостного разрушения, а также используемые этими моделями модели напряженного состояния приповерхностного слоя поверхности качения колец подшипника и нагруженности роликов подшипника

Так наиболее простой моделью распределения нагрузок по роликам является модель контакта жестких тел или модель Штрибека Однако эти модели не учитывают влияние жесткости и неравномерной нагруженности корпуса буксы Более сложной моделью является модель плойсодеформи-рованного состояния упругого корпуса буксы и роликов, при этом упругие ролики представлены стержневыми конечными элементами с нелинейной жесткостью, представленной выражением, получаемым из формул контакта Герца Еще более детализированная модель нагруженности роликов представляла'собой решение объемной'упругой динамической задачи деформированного состояния При этом распределение жесткости корпуса буксы моделируется объемной конечно-элементной моделью, жесткость шейки оси колесной пары моделируется группой балочных конечных элементов переменного сечения, а жесткость роликов группой стержневых конечных элементов, имитирующих распределенную жесткость роликов В определении динамической задачи учитывается динамика неподрессорен-ных масс тележки, а возмущающим воздействием для этой модели является движение переменной во времени упругой распределенной жесткости роликов по окружности качения

По рассчитанным нагрузкам на ролики определяется напряженное состояние приповерхностного слоя, которое также может определяться из аналитического решения контакта бесконечного цилиндра с полуплоскостью, а может быть представлено решением объемной упругой задачи контакта ролика и корпуса буксы с кольцами подшипника, включающей помимо локальных контактных напряжений и общее напряженное состояние корпуса буксы

Упрощенная модель поверхностного усталостного разрушения представляет собой соотношение максимального срока службы подшипника из условия контактной усталости поверхностей качения и назначенного срока службы буксового узла При этом, определение фактического срока службы подшипника осуществляется в соответствии с ГОСТ 18855-94 на основе теории разрушения Вейбулла, адаптированной к расчету подшипников Лундбергом и Пальмгреном Следует отметить, что эта модель не зависит от реальной нагруженности роликов, распределения контактного давления и напряженного состояния приповерхностного слоя Более сложная модель может быть сформулирована, как условие не превышения критического уровня накопленных внутренних повреждений Накопленный уровень повреждений определяется по гипотезе линейного суммирования повреждений, при этом учитываются закономерности циклического нагружения приповерхностного слоя в процессе эксплуатации вагона и распределение напряжений от воздействия всех основных нагрузок, приложенных к буксовому узлу.

Синтезирование моделей прочности опорных соединений буксового узла осуществляется путем комбинирования различных моделей элементарных факторов прочности с учетом связей между ними, установленных диаграммой прецедентов. Для целей совершенствования опорных соединений буксового узла были синтезированы и проанализированы три модели прочности условно названные нормативная, компромиссная и комплексная

Основным отличием разных моделей одного элементарного фактора является их различная релевантность, которую можно учесть, переведя модели в нечеткое состояние и трансформируя их в нечеткие отношения Следуя процедуре РОМБ-метода, была проведена фаззификация элементарных факторов прочности, при которой учитывались данные о разбросах коэффициента динамики, полученные в результате многочисленных ранее проведенных поездных динамических испытаний различного типа подвижного состава, результаты нагруженности элементов тележки, экспериментальные данные о характерном распределении нагрузки по роликам, полученные разными авторами, данные обследования износа опорных поверхностей букс тележек в эксплуатации Аналогичным образом были фаззифицированы и параметры этих моделей

Синтезированные нечеткие модели прочности используются для получения нечеткой оценки натурального показателя прочности, с использованием разработанного метода стохастической аппроксимации нечеткого результата. Эта нечеткая оценка используется для вычисления критериальной нечеткой оценки прочности При использовании в качестве параметров элементарных факторов прочности стохастических или нечетко-стохастических величин для моделирования нечетко-стохастического отклика применялся метод Монте-Карло, с проведением статистических ис-

пытаний на кригинг-интерполянтах поверхностей отклика элементарных факторов прочности

В результате реализации синтетической части РЭМБ-метода были получены нечеткие и нечетко-стохастические оценки элементарных факторов прочности, в том числе и натуральных показателей прочности максимальной глубины износа опорных поверхностей буксового проема боковой рамы и корпуса буксы, а также пробег вагона по критерию усталостной прочности поверхностей катания буксовых подшипников Из анализа результатов оценки показателей износа установлено, что размытость нечетких оценок прямо зависит от числа учтенных при формировании моделей нечетких параметров При этом выявлено, что все три оценки весьма слабо согласованы между собой из-за высокого уровня неопределенности в оценке релевантности предложенных моделей элементарных факторов прочности

Для повышения согласованности оценок прочности проведена адаптация элементарных факторов Для адаптации моделей контактного давления в опорных поверхностях буксового проема боковой рамы и корпуса буксы использовались данные косвенных измерений, в частности данные измерений напряжений в различных точках буксового проема натурных образцов различных типов вагонов Адаптация распределения контактного давления в контакте роликов буксового подшипника проводилась на основе материалов других авторов по оценке нагруженности роликов подшипника буксы при действии вертикальной статической нагрузки, а адаптация натуральных показателей прочности (износа боковой рамы и усталостной прочности колец подшипника) проводилась на основе данных об износе буксового проема боковых рам и корпусов букс, полученных в результате обследования вагонов в ряде вагоноремонтных депо, с участием автора, а также с использованием результатов исследований других авторов и нормативных данных

Согласно процедуре РОМ8-метода, адаптированные нечеткие модели прочности использовались для нечетких критериальных оценок прочности, при этом критериальная оценка прочности по компромиссной модели дает значительно меньшую достоверность прочности опорных поверхностей буксового узла, чем оценка по нормативной модели Комплексная модель дает нечетко-вероятностную критериальную оценку, которая позволяет заключить, что вероятность прочности конструкции размыта и находится, в основном, в диапазоне 0,4-0,7 Для учета результатов всех разработанных моделей используется арбитражный функционал, который синтезируется в виде взвешенной суммы критериальных оценок прочности, где весами являются степени размытости натуральных показателей прочности адаптированных нечетких моделей прочности (рис 2)

Для совершенствования существующей конструкции корпуса буксы в качестве варианта модернизации была принята конструкция корпуса бук-

сы, разработки ВНИИЖТ, которая реализует арочное нагружение подшипника и имеет развитую верхнюю контактную поверхность, что должно способствовать снижению контактного давления в опорном соединении буксового проема (условное название «ВНИИЖТ») Второй вариант модернизации, разработанный автором, представляет собой адаптер, устанавливаемый на типовую буксу и реализующий подобие арочного нагружения подшипника, как у варианта «ВНИИЖТ», передавая нагрузки, близкие по величине к статическим, на боковые ребра жесткости буксы (условное название «адаптер»)

вероятность прочности, 1ой(Р) вероятность прочности, IР)

Рис 2 Нечеткие и нечетко-вероятностные критериальные оценки прочности опорной поверхности буксового проема боковой рамы по критериям а) допустимого износа опор свода буксы, б) усталостной прочности поверхностей катания буксового подшипника, 1 — «нормативная», 2 — «компромиссная», 3 - «комплексная» модели прочности, 4 — заключение о прочности

Для обеих модификаций была проведена оценка прочности по приведенной выше методике, с получением заключений о прочности таких конструкций Следует заметить, что для вариантов «ВНИИЖТ» и «адаптер» в целом характерен более высокий уровень достоверности прочности, причем с высокой достоверностью вероятность прочности конструкций находится в интервале 0,7-0,9 Вариант «ВНИИЖТ» характеризуется более высокими значениями вероятности прочности конструкции и меньшим их разбросом при равных уровнях достоверности по сравнению с вариантом «адаптер», что говорит о более высокой эффективности этого варианта конструкции в эксплуатации (рис. 3) Таким образом, использование вари-

анта модификации «адаптер» при наименьших затратах на модернизацию позволяет существенно повысить прочность опорных соединений буксы.

Вторым по значимости среди отказов буксового узла, является ослабление торцевого крепления буксового подшипника В связи с этим, важнейшей задачей является совершенствование конструкции торцевого крепления с целью устранения его ослабления и стабилизации его силовых характеристик.

а) б)

и и

1 0| I | |-1-1-1-1- 1 Ог-т-г-1-1-1-1-1-

11111 I I 11111 I I

вероятность прочности, 1оё(Р) вероятность прочности, 1ое(Р)

Рис 3 Сравнение вариантов модификации конструкции корпуса буксы по

а) заключениям о прочности, основанным на прочности опор свода буксы,

б) комплексных заключениям о прочности, 1 - типовая букса, 2 - букса «ВНИИЖТ», 3 - букса «адаптер»

Сформированная, в соответствии с процедурой РОМБ-метода, обобщенная модель предметной области моделирования прочности болтового соединения торцевого крепления имеет в своей основе прецедент потери прочности болтовым соединением, который заключается в ослаблении силы стягивания деталей соединения до некоторой критической величины Обобщенная модель предметной области включала в себя различные модели накопления пластических деформаций в болтовом соединении (одноосная, осесимметричная и объемная), напряженного состояния элементов конструкции крепления, нагрузок действующих на буксу и влияния жесткости элементов буксового узла Часть элементарных факторов обобщенной модели была унаследована от обобщенной модели опорных соединений буксового узла и уже имеет адаптированные показатели нечеткости.

Для анализа прочности из обобщенной модели предметной области моделирования прочности были синтезированы три модели прочности, ко-

торые по аналогии с моделями прочности опорных соединений буксы были названы «нормативной», «компромиссной» и «комплексной» Нормативная модель основана на модели накопления остаточных деформаций, связанных с одноосным напряженным состоянием, равномерной передачей осевых нагрузок от абсолютно жестких тел буксового узла и учете жесткости элементов торцевого крепления по упрощенным моделям упругих тел Компромиссная модель основана на циклически симметричном, относительно оси колесной пары, объемном напряженном состоянии, билинейном распределении нагрузок на торцевое крепление от полужесткой модели буксового узла и учете фактической жесткости элементов торцевого крепления как упругих тел Комплексная модель прочности основана на полностью объемном напряженном состоянии элементов, нелинейной передачей нагрузок от упругого буксового узла и учете поверхностного микрорельефа в жесткости элементов торцевого крепления Оценка качества полученных нечетких результатов показала их неудовлетворительное согласие и потребовала проведения адаптации нечетких моделей прочности, которая проводилась с использованием данных обследования, экспертных опросов работников вагоноремонтных предприятий и официальной статистики отказов буксовых узлов по ослаблению торцевого крепления

Исследование сформированных моделей показало, что пластические деформации концентрируются в стержне и головке болта, части поверхности стопорной шайбы, торцевой и привалочной поверхностях торцевой шайбы. Из анализа силовой характеристики болтового соединения торцевого крепления видно, что коэффициент затяжки после пластического деформирования деталей крепления под эксплуатационной нагрузкой составляет не более 50% от исходного и значительно меньше единицы, что свидетельствует о весьма вероятном раскрытии стыка между стягиваемыми деталями и возникновении ударных нагрузок, смещений роликов подшипника и т п Заключение о прочности также подтверждает недостаточную прочность торцевого крепления и говорит о необходимости совершенствования его конструкции

Для совершенствования конструкции торцевого крепления были разработаны 12 вариантов его модернизации Модернизация крепления по этим вариантам была связана с изменением сортамента применяемых материалов, изменения геометрических параметров торцевой шайбы и конструктивного исполнения болтов, а также использованием в конструкции крепления упругого элемента с нелинейной характеристикой Проведенные исследования позволили установить, что наибольшим эффектом в увеличении прочности торцевого крепления обладают, повышение упругости болтов и использование специального упругого элемента с нелинейной жесткостью (рис 7) На основе результатов исследований была разработана модернизированная конструкция торцевого крепления, на которую получен патент

Осевое нагружение, кН

Рис 4 Силовая характеристика деформирования болтов торцевого крепления (а) и зависимости релаксации коэффициента затяжки для модификаций торцевого крепления (б), конструкции торцевого крепления 1 — исходная, 2 - модернизированная рациональным изменением параметров исходной конструкции, 3 — модернизированная с испопьзованием упругого элемента с нелинейной жесткостью

Четвертая глава диссертации посвящена выбору параметров конструкции и технологии крепления заклепочных и сварных соединений упоров автосцепного устройства

Анализ работ по разработке и совершенствованию методов оценки прочности сварных соединений показал, что исследованиями такого рода занимались ученые и коллективы различных научно-исследовательских организаций, в частности МГТУ им Н Э Баумана, ЦНИИ «Прометей», ИЭС им Патона, ЦНИИТМАШ, ЦНИИСК В развитие методов расчетного и экспериментального исследования сварных конструкций подвижного состава внесли вклад ученые ВНИИЖТа, МИИТа, ГосНИИВа, ПГУПСа, БИТМа, УрГУПСа и др , а также исследователи вагоностроительных заводов Однако существующие инженерные методы расчета сварных и заклепочных соединений основаны на некоторых основных допущениях, значительно упрощающих представление о физико-механических процессах, приводящих к отказу соединения Однако, как показывает практика эксплуатации сварных конструкций подвижного состава, реальные соединения значительно отличаются от их идеализированного аналога, что приводит к появлению отказов соединений либо к значительному повышению металлоемкости конструкции и, как следствие, снижению ее эффективности

Для систематизации возможных сценариев потери прочности сварных и заклепочных соединений грузовых вагонов были сформированы обобщенные модели предметной области моделирования прочности этих соединений Их основной особенностью является наличие прецедентов, связанных со стратой изготовления соединения, таких как остаточные сварочные напряжения и т.п В основе обобщенных моделей прочности сварных соединений лежат сценарии потери прочности соединения в результате пластической деформации, хрупкого излома и возникновения и развития усталостной трещины Отличием, характерным для заклепочных соединений, является учет начального натяга и контактного взаимодействия между элементами соединения, которое приводит к появлению локального контактного давления, контактных напряжений и пластического деформирования контактной поверхности

Для определения подходов к совершенствованию сварных и заклепочных соединений грузовых вагонов была проанализирована работа одной из самых нагруженных частей вагона - консольной части ее хребтовой балки В результате анализа было выявлено, что повышение массы вагонов и поездов, а также скоростей соударения вагонов, привело к повышению усилий продольного взаимодействия и учащению отказов вагона из-за потери прочности консольной частью хребтовой балки вообще и задними упорами автосцепного устройства, в частности При этом, как показал анализ взаимодействия элементов консольной части при продольном нагру-жении, основной причиной этих отказов является недостаточная прочность крепления упора к хребтовой балке рамы вагона В мировой практике, в частности, на железных дорогах Северной Америки, где продольные усилия на рамы грузовых вагонов достигают и превышают уровень продольных усилий в практике эксплуатации отечественного подвижного состава, применяют конструкции литых приварных и сварных упоров, которые имеют большую, по сравнению с клепанными упорами, прочность при пространственной и амплитудной вариации усилий нагружения упоров

Основной сложностью при поисках рациональной конструкции приварного упора, модернизирующей типовую конструкцию, является то, что прочность сварного соединения весьма чувствительна к его нагруженности и, следовательно, зависит от особенностей нагружения упора в эксплуатации Уточнение этих особенностей прямыми методами весьма затруднительно, в связи с чем были сформированы нечеткие модели прочности типовой конструкции клепанного упора, выполнена нечеткая оценка их прочности, а затем произведена адаптация нечетких моделей по результатам обследования натурных образцов в эксплуатации и по адаптированным нечетким моделям, модернизированным с учетом использования сварных соединений, оценена прочность вариантов модернизации упора

В основе прочности заклепочного соединения лежит несколько модернизированный критерий прочности болтового соединения - критерий

ослабления заклепки вследствие ее пластической деформации и дальнейшее раскрытие стыка Для оценки начальной нагруженности заклепки, связанной с температурными напряжениями ее монтирования, была разработана конечно-элементная расчетная схема процесса пластического деформирования заклепки Полученное в результате исследования этой схемы напряженно-деформированное состояние использовалось в качестве начального состояния заклепки при анализе ее деформирования при эксплуатационных нагрузках

Для целей совершенствования конструкции заднего упора с использованием ее литой приварной модификации, были разработаны модели прочности крепления упора В их основе находятся два варианта литой приварной конструкции заднего упора Первый вариант, предложен ФГУП «ПО УВЗ» (далее - вариант «УВЗ»), а второй вариант, разработан Великолукским ЛРЗ совместно с ГУП НВЦ «Вагоны», с участием автора, (далее -вариант «НВЦ») Оба варианта представляют собой цельнолитые конструкции, привариваемые к боковой стенке и верхней полке хребтовой балки

Критерием прочности сварного соединения приварного упора является критерий возникновения усталостной трещины, который зависит, в первую очередь, от уровня действующих в эксплуатации напряжений в сварных швах и околошовной зоне Для оценки напряженного состояния конструкции были разработаны три модели разного уровня сложности Нормативная модель основана на рекомендованной «Нормами » методике определения распределения напряжений по швам приварки элементов конструкции вагона Компромиссная модель напряженного состояния упора представляет собой объемную конечно-элементную модель, имитирующую особенности геометрии конструкции упора и несколько упрощенно геометрию сварного шва Для анализа усталостной прочности распределение эквивалентных напряжений по сечению шва линеаризовыва-лось, а в качестве эффективного коэффициента концентрации напряжений использовались рекомендации «Норм » Основной особенностью комплексной модели является то, что она учитывает влияние специфики геометрии сварного шва в зоне концентрации напряжений, а также влияние остаточных сварочных напряжений, на итоговую нагруженность конструкции Для оценки локальной нагруженности использовался метод субмоделирования с выделением детальной модели части сварного шва Определение остаточных напряжений в конструкции осуществлялось известным методом, моделированием пластического деформирования от действия источника сварочного нагрева

Следуя процедуре ГЭМЗ-метода, была проведена фаззификация сформированных моделей прочности Для фаззификации были использованы нормативные статистические данные по распределению продольных сил взаимодействия вагонов в эксплуатации, данные обследования конструкций вагонов на вагоностроительных заводах, в вагоноремонтных депо и

в эксплуатации, а также экспертная информация Фаззификация параметров свойств материалов, используемых в конструкции элементов соединений, осуществлялась с использованием справочной информации, а также исследований других авторов

В результате анализа прочности типовой клепанной конструкции упора были получены нечетко-вероятностные оценки пластического ослабления заклепок крепления упора, которые использовались для адаптации релевантности сформированных моделей нагружения упора. Адаптация моделей производилась на основе данных, полученных в результате обследования натурных образцов вагонов, приходящих на плановые виды ремонта в вагоноремонтные депо, а также на контрольные испытания с целью продления срока службы Результатом адаптации моделей стала корректировка параметров неопределенности в выражениях для элементарного фактора нагруженности конструкции упора Скорректированные элементарные факторы нагруженности были использованы для сравнительного анализа прочности вариантов конструкции литого приварного упора

В результате анализа сформированных нечетких моделей прочности приварных упоров, полученных с учетом скорректированных моделей элементарного фактора нагруженности упора, были вычислены нечетко-вероятностные оценки элементарных факторов прочности, напряжений, деформаций, удельного контактного давления на опорной поверхности упоров и т. д Для дальнейшей адаптации релевантности моделей этих элементарных факторов были использованы результаты исследовательских испытаний опытного образца конструкции упора варианта «НВЦ», в частности испытаний на соударение вагонов, которые проводились с участием автора.

Адаптированные модели прочности использовались для получения нечетких критериальных оценок прочности, по которым формулировалось нечеткое заключение о прочности вариантов конструкции упора Сравнение полученных по критериальным оценкам заключений о прочности вариантов конструкции упора показало, что оба варианта конструкции имеют приблизительно одинаковую прочность, оцениваемую как вероятность появления усталостной трещины за срок службы вагона, которая при 50-ти процентной достоверности составляет 0,73-0,91

Литая приварная конструкция упора имеет один существенный недостаток, заключающийся в том, что такая конструкция обладает весьма ограниченными возможностями адаптации к различным конструкциям консольных частей подвижного состава, в то время как именно соотношение жесткостей хребтовой балки, элементов шкворневого узла и конструкции упора и определяет нагруженность как консольной части, так и сварных соединений упора Для решения этого технического противоречия автором была разработана сварная конструкция упора, причем сортамент заготовок элементов этой конструкции был заранее ограничен прокатными

листами одной толщины Для оценки прочности этой конструкции использовались адаптированные нечеткие модели прочности литых приварных конструкций упоров Отличие моделей заключалось в более развернутом описании напряженного состояния сварных швов, в модель которого были включены и сварные швы соединения элементов конструкции упора между собой Анализируя и сравнивая между собой нечеткое заключение о прочности конструкции сварного упора с соответствующими заключениями о прочности конструкций литых приварных упоров, можно сделать вывод о том, что прочность конструкции сварного упора, при высокой достоверности, приблизительно соответствует прочности литых вариантов «УВЗ» и «НВЦ» Однако размытость заключения о прочности сварного варианта существенно выше, причем основной вклад в размытость заключения по этому варианту вносит учет остаточных сварочных напряжений Это связано с тем, что относительно небольшие изменения в параметрах, определяющих развитие этих напряжений, вызывают существенные колебания в эксплуатационном напряженном состоянии сварных швов, а, следовательно, и в усталостной прочности конструкции

Таким образом, применение сварных конструкций упоров требует применения методов снижения остаточных сварочных напряжений Однако обычные способы снижения остаточных сварочных напряжений малоэффективны при монтаже конструкций, подобных упору автосцепного устройства Специально для такого рода конструкций автором был разработан тепловой компенсатор для снижения остаточных напряжений в условиях стесненного габаритного пространства, принцип действия которого основан на перераспределении избыточной тепловой энергии вдоль оси шва посредством тепловой трубы Оценка эффективности применения теплового компенсатора, проведенная путем модификации комплексной модели прочности упора показала, что при равных уровнях достоверности вероятность прочности конструкции упора, при сборке и монтировании которого был использован тепловой компенсатор, выше, чем у эталонной конструкции

Пятая глава диссертации посвящена идентификации моделей соединения и оценке экономической эффективности совершенствования соединений элементов конструкций грузовых вагонов

Эффективность РОМБ-метода, в основном, наблюдается при анализе и оценке прочности заранее известных соединений определенных узлов конструкции вагона Связано это со сложностью формирования обобщенной модели предметной области моделирования прочности соединений и мощностью множества нечетких моделей прочности, синтезируемых из этой обобщенной модели Из структуры аналитической и синтетической части РОМБ-метода очевидно, что мощность множества синтезируемых нечетких моделей прочности растет экспоненциально, при увеличении числа прецедентов обобщенной модели Также следует учитывать, что с

ростом числа прецедентов обычно пропорционально увеличивается размерность пространства параметров. Все эти факторы создают практически непреодолимые затруднения при анализе прочности соединений в процессе освоения производства новых грузовых вагонов, когда локализация наиболее опасных соединений неизвестна.

Эти проблемы могут быть эффективно решены с использованием разработанной методики идентификации обобщенной модели прочности соединения элементов конструкций грузовых вагонов.

На первом этапе этой методики проводится расчет общего напряженного квазистатического состояния конструкций вагона при нормативных нагрузках. Основной целью этого расчета является определение на-груженности узлов конструкции, то есть мест локализации опасных с точки зрения прочности соединений. По результатам этого расчета узлы конструкции ранжируются по степени их нагруженности, а затем по степени влияния отказа узла на безопасность движения. Вторым этапом методики является определение характеристик динамической нагруженности узлов вагона, для чего необходимо определить низшие формы и частоты собственных колебаний конструкций вагона и проанализировать их попадание в характерные резонансные области для конструкций грузовых вагонов. Высокая динамическая нагруженность узла и соответственно соединений элементов этого узла, а также высокая нагруженность от действия квазистатических вертикальных нагрузок означает превалирование сценариев потери прочности, связанных с циклическими нагрузками, усталость металла, износы, развитие трещин и трещиноподобных дефектов и т.п Высокая квазистатическая нагруженность узлов вагона, связанная с продольными нагрузками, означает превалирование сценариев потери прочности связанных с пластическим деформированием, хрупким изломом, бринеллиро-ванием и т п Таким образом, определяются вероятные сценарии развития процессов потери прочности узлов вагона

Для наиболее опасных с точки зрения потери прочности узлов необходимо определить локализацию наиболее нагруженных соединений, для их более детального анализа Это осуществляется путем детального моделирования напряженного состояния рассматриваемого узла от действия нормативных нагрузок Моделирование осуществляется методом субмоделирования путем объединения детальной модели узла с моделью конструкции в целом

Все полученные выше характеристики являются расчетными и существенно зависят от множества неопределенных факторов, которые нуждаются в уточнении Для адаптации моделей этих характеристик необходимы сторонние данные о процессах, ведущих к потери прочности соединений, которые могут быть получены путем проведения испытаний опытного образца вагона с фиксацией необходимой информации, в частности, экспе-

риментальные данные о статической и динамической нагруженности конструкций вагона

Применение разработанной методики было продемонстрировано на задаче идентификации обобщенной модели предметной области моделирования прочности соединений специализированного хоппер-дозатора модели 55-9270 для текущего содержания пути В результате анализа напряженно-деформированного состояния пластинчато-стержневой конечно-элементной модели несущих конструкций вагона было определено, что основными нагруженными узлами несущей конструкции хоппер-дозатора являются узлы соединения заднего упора автосцепного устройства с хребтовой балкой вагона, а также узлы соединения элементов конструкции буксового подвешивания с рамой вагона. Анализ частот собственных колебаний несущих конструкций показал, что пятая форма колебаний — колебания скручивания конструкции относительно вертикальной оси - входят в резонансный диапазон 14-16 Гц, и следовательно потенциально конструкция может входить в резонанс в транспортном режиме При этом из формы резонансных колебаний видно, что основное деформирование происходит в зоне крепления узла буксового подвешивания к раме вагона. Для уточнения напряженного состояния и локализации наиболее опасных соединений проведен расчет напряженного состояния детализированной модели узла буксового подвешивания Анализ напряженно-деформированного состояния этой модели показал, что в зоне приварки кронштейна крепления рессорного подвешивания к буксовому листу была обнаружена локальная концентрация напряжений Таким образом, анализ нагруженности буксового узла позволил локализовать опасное, с точки зрения потери прочности, сварное соединение и установить возможный сценарий отказа

Для установления степени адекватности полученных результатов расчетной идентификации опасного соединения были проведены экспериментальные исследования опытного образца хоппер-дозатора на нагру-женность при статических и динамических нагрузках. Испытания на динамическую нагруженность элементов конструкции вагона осуществлялись путем проведения ходовых прочностных и динамических испытаний опытного образца вагона При этом фиксировались величины динамических напряжений в конструкции буксового узла и основных силовых элементах рамы вагона Анализ полученных данных показал, что зона вертикального листа буксового узла в месте приварки кронштейна крепления подвески к раме хоппер-дозатора является весьма нагруженной при статических и динамических нагрузках При груженом режиме поездных испытаний динамические напряжения в этом узле превышают предел текучести материала, что потенциально вызывает интенсивное циклическое разрушение элементов этого узла и в первую очередь сварных соединений. Таким образом, разработанная методика позволила локализовать опасное со-

единение в новой конструкции вагона и тем самым ограничить ресурсы, необходимые для совершенствования этой конструкции

Как правило любая модернизация вагона связана с определенными финансовыми затратами, и при принятии решения о проведении модернизации соединений элементов конструкций грузового вагона необходимо оценить экономический эффект от этой модернизации, связанный с уменьшением потока отказов модернизированного парка вагонов и, соответственно, уменьшением затрат на ликвидацию материальных и экономических последствий этих отказов Для оценки этого экономического эффекта модернизации была разработана специализированная методика, дающая на основании полученной нечетко-вероятностной оценки прочности соединения, а также его характеристик, оценку среднего срока окупаемости затрат на модернизацию Методика реализована в рамках РОМ8-метода, используя его идеологию и основные процедуры Особенностями предложенной методики оценки экономического эффекта модернизации вагона с применением РОМБ-метода являются

— учет неопределенности заключения об увеличении прочности соединений вагона в результате модернизации,

— учет основных неопределенностей параметров моделей элементарных факторов экономического эффекта,

— учет неопределенности самих моделей элементарных факторов экономического эффекта,

— использование фактических данных эксплуатации существующих аналогов, разрабатываемого вагона для адаптации релевантности моделей экономического эффекта

Для демонстрации реализации методики оценки экономического эффекта модернизации вагона был проведен расчет экономического эффекта предложенных ранее модернизаций буксового узла тележки грузового вагона В результате анализа нечеткой модели экономического эффекта получено нечеткое значение срока окупаемости модернизации буксового узла Модальным значением функции принадлежности является срок окупаемости модернизации - 1,16 лет с достоверностью 85%, а при достоверности 10% срок окупаемости варьируется в диапазоне от 0,7 до 2,3 лет, что является весьма хорошим показателем, который свидетельствует о высокой экономической эффективности работ по модернизации буксового узла

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Выполненный комплекс теоретических и экспериментальных исследований позволил разработать метод синтеза нечетких моделей прочности (ТОМБ-метод) который обеспечивает эффективную оценку прочности соединений элементов конструкций грузовых вагонов, с учетом основных видов неопределенностей

Для реализации эффективных нечетких вычислений ресурсоемких функций разработан метод стохастической аппроксимации нечеткого результата, основанный на кригинг-интерполяции поверхности отклика ресурсоемкой функции Разработанный метод позволяет чрезвычайно эффективно осуществлять нечеткие вычисления сложных функций от большого количества параметров

Разработаны обобщенные модели прочности стяжных и контактных соединений, к которым относятся болтовые и опорные соединения, позволили систематизировать элементарные факторы прочности этих соединений и проследить их взаимосвязи, обеспечивающие потерю прочности соединением

4 Сформированы обобщенные модели оценки прочности опорных соединений буксового узла тележки грузовых вагонов, специфицированы элементарные факторы прочности этих соединений, определены критерии оценки прочности и синтезированы три нечеткие модели прочности, различающиеся по сложности описания элементарных факторов

5 Предложены две модификации конструкции корпуса буксы с арочным нагружением свода Проведенный сравнительный анализ нечетко-вероятностных заключений о прочности каждого из вариантов позволил констатировать, что эти варианты конструкции буксы с арочным нагружением позволяют обеспечить наилучшую передачу вертикальных нагрузок на буксовый подшипник и, соответственно, наибольшую прочность опорных соединений

6 Разработаны обобщенные модели предметной области моделирования прочности торцевого крепления, специфицированы эчементарные факторы его прочности и сформированы три модели прочности торцевого крепления, отличающиеся вариантами реализации различных факторов прочности

7 Анализ двенадцати вариантов модернизации торцевого крепления позволил установить, что наибольшее повышение прочности крепления достигается при использовании разработанного упругого элемента с нелинейной жесткостью

8 Для целей совершенствования конструкции заднего упора автосцепного устройства были предложены два приварных варианта, для которых были сформированы обобщенные модели прочности сварных соединений, учитывающие объемную нагруженность сварных соединений, концентрацию напряжений, поля остаточных сварочных напряжений и усталостную прочность этих соединений

9 Сравнение результатов, полученных при анализе испытаний натурного образца заднего упора, с использованием нечетких моделей прочности литых приварных конструкций, показало их существенно более высокую прочность, по сравнению с клепанной конструкцией

10 Для повышения прочности конструкции заднего упора, при установке его в консольных частях рам, целесообразно применять сварную конструкцию упора из элементов листового проката

11 Для ослабления влияния остаточных сварочных напряжений на прочность сварной конструкции заднего упора рационально использовать тепловой компенсатор, который позволяет добиться существенного снижения остаточных напряжений

12 Разработана методика идентификации обобщенной модели предметной области моделирования прочности соединений вагона, которая позволяет вычленить из конструкции вагона наиболее опасные, с точки зрения прочности, узлы и соединения их элементов, оценить сценарии развития процессов потери прочности в этих соединениях и собрать экспериментальную информацию, необходимую для адаптации нечетких моделей их прочности

13 Разработана прикладная методика оценки нечеткого экономического эффекта с использованием основных положений РОМ8-метода, позволяющая оценить нечеткий срок окупаемости затрат на модернизацию вагона

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1 Соколов А М Метод синтеза нечетких моделей прочности для совершенствования соединений элементов конструкций подвижного состава Монография - СПб ООО «Издательство «ОМ-Пресс», 2006, 208 с

Работы в изданиях, включенных в перечень установленных ВАК ведущих

рецензируемых научных журналов и изданий, выпускаемых в Российской

Федерации, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени доктора наук-

2 Соколов А М Методология синтеза нечетких моделей прочности для совершенствования конструкций подвижного состава// Транспорт Урала, №1,2007 - С 43-47

3 Соколов А М Совершенствование приварных конструкций упоров автосцепного устройства// Транспорт Урала, № 1, 2007 — С 48 — 52

4 Бардышев О А , Соколов А М Методика уточненного анализа прочности металлоконструкций путевых и дорожных машин//Сб науч тр "Известия Тульского государственного университета" - Тула, 1999 - С 262-268

5 Пигарев Р М, Третьяков А В , Соколов А М Продление срока службы цистерн//Железные дороги мира, №5, 2004 С 30-34

6 Морчиладзе И Г., Третьяков А В Соколов А М Совершенствование вагонов-платформ для международных перевозок контейнеров// Железные дороги мира, №8, 2006, С 52-55

7 Морчиладзе И Г Соколов А М Совершенствование и модернизации буксовых узлов грузовых вагонов//Железные дороги мира, №10, 2006, С 59-64

8 Соколов А М Торцевое крепление// Изобретатель и рационализатор, №9,2006 - С 16

9 Соколов А М Тепловая труба для повышения прочности металлоконструкций// Изобретатель и рационализатор, №10,2006 С 19

Ю.Соколов А М Торцевое крепление// Изобретатель и рационализатор, №11,2006 С 19

11 Соколов А М. Адаптивное диагностирование грузовых вагонов// Изобретатель и рационализатор, №12,2006 С 8

12 Соколов А М Устройство для контролируемой затяжки болтов// Изобретатель и рационализатор, №1, 2007 С 20 (Принято в печать

01 12 06)

13 Соколов AM идр Транспортный экипаж Патент на изобретение №2097232// Бюллетень «Изобретения и полезные модели», №34, 1997, С 568

14 Соколов А М и др Платформа железнодорожной цистерны. Патент на полезную модель №24433// Бюллетень «Изобретения и полезные модели», №22, 2002, С 378

15.Соколов AM идр Железнодорожная цистерна Патент на полезную модель №36322// Бюллетень «Изобретения и полезные модели», №7, 2002, С 874

16 Соколов А М Торцевое крепление подшипников буксы железнодорожного транспортного средства Патент на полезную модель №60907// Бюллетень «Изобретения и полезные модели», №4,2007

17.Соколов А М Хребтовая балка Патент на полезную модель №60464// Бюллетень «Изобретения и полезные модели», №3, 2007

18 Соколов А М Устройство для тепловой обработки сварных соединений. Патент на полезную модель №60079// Бюллетень «Изобретения и полезные модели», №1, 2007

19 Соколов А М Программа для вычисления функции от нечетких аргументов ФаззиКерв 1 0// Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006613395 1 стр

20 Соколов А М Программа для вычисления функции от нечетких аргументов ФаззиРич 1 0// Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006613396 1 стр

Отдельные результаты диссертационных исследований изложены в 9 публикациях в материалах международных конференций

21.Sokolov А М , Bitutsky A A The design of cast-welded construction of bumpstops in automatic coupled devices in Russian freight cars/ Papers of International Workshop on Computer Simulation of Rail Vehicle Dynamics,

Manchester Metropolitan University, 1997 (Соколов A M , Битюцкий A A Конструкция приварных упоров автосцепного устройства российских грузовых вагонов/ Труды международной конференции по компьютерному моделированию динамики рельсовых экипажей Манчестерский государственный университет, 1997)

22 Игнатенков Г И , Соколов А М Разработка новой конструкции хоппер-дозатора для текущего содержания пути/ Тезисы докл IX международной конференции «Проблемы механики железнодорожного транспорта Динамика, надежность и безопасность подвижного состава» - Днепропетровск, 1996

23 Соколов А М и др. Методика оценки ресурса базовых деталей подвижного состава при сварочном ремонте/ Тезисы докл на III международной конференции «Подвижной состав XXI века идеи, требования, проекты», СПб ПГУПС, 2003

24 Соколов А М и др Анализ качества сварного соединения и зоны термического влияния при ремонте деталей подвижного состава/ Тезисы докл на III международной конференции «Подвижной состав XXI века идеи, требования, проекты», СПб ПГУПС, 2003

25 Сафронов Д В , Соколов А М Выбор параметров конструктивных схем буксовых узлов грузового подвижного состава/ Тезисы докл на III международной конференции «Подвижной состав XXI века идеи, требования, проекты», СПб ПГУПС, 2003

26 Савушкин Р А , Соколов А М Методика проектирования бункера и разгрузочного механизма шиберного типа вагона-хоппера для минеральных удобрений/ Тезисы докл на II международной конференции «Подвижной состав XXI века идеи, требования, проекты», СПб ПГУПС, 2001

27 Соколов А М Влияние повреждений конструкций и их соединений на несущую способность вагонов-цистерн/ Сб науч. трудов II международной конференции «Подвижной состав XXI века идеи, требования, проекты», СПб ПГУПС, 2003

28 Соколов А М Применение метода синтеза нечетких моделей прочности вагонов для анализа прочности соединений элементов конструкций подвижного состава/ Тезисы докл IV международной конференции «Подвижной состав XXI века идеи, требования, проекты», СПб ПГУПС, 2005

Подписано к печати И оЪ оЧ- Печ л —2

Печать - ризография Бумага для множит апп Формат 60x84 1\ 16

Тираж 100_Заказ &Ч-9_

CP ПГУПС 190031, С -Петербург, Московский пр 9

Введение.

Глава 1 Современное состояние проблемы совершенствования соединений элементов конструкций подвижного состава.

1.1 Обзор и анализ исследований, посвященных проблемам прочности и совершенствования конструкций подвижного состава.

1.2 Обзор и анализ состояния проблемы совершенствования соединений элементов конструкций подвижного состава.

1.2.1 Анализ структуры потока отказов конструкций подвижного состава.

1.2.2 Обзор и классификация конструкций соединений, используемых на подвижном составе.

1.2.3 Исследования, направленные на совершенствование методов моделирования конструкций соединений.

1.3 Методы учета неопределенности в решении практических инженерных задач.

1.3.1 Обзор и анализ видов неопределенности, возникающих при совершенствовании конструкций подвижного состава, а также основных методов оперирования неопределенностью.

1.3.2 Основные подходы к решению задач прогноза прочности и надежности соединений элементов конструкций подвижного состава.

1.3.3 Формирование требований к учету неопределенностей при моделировании прочности соединений и постановка задач исследования.

Глава 2 Метод синтеза нечетких моделей прочности и его применение для моделирования и оценки прочности и надежности соединений элементов конструкций подвижного состава.

2.1 Применение теории нечетких множеств для описания и оперирования неопределенностями при моделировании прочности соединений элементов конструкций подвижного состава.

2.1.1 Нечеткие величины и принцип обобщения в применении к нечетким вычислениям.

2.1.2 Методы нечетких вычислений на основе аналитической аппроксимации нечетких параметров.

2.1.3 Методы нечетких вычислений, основанные на численной аппроксимации нечетких операндов.

2.1.4 Нечеткие вычисления на суррогатных функциях.

2.1.5 Способы определения свойств нечетких параметров и представления нечеткой релевантности моделей прочности соединений.

2.2 Метод синтеза нечетких моделей прочности (РОМБ-метод).

2.2.1 Общее описание метода.

2.2.2 Аналитическая часть РОМБ-метода.

2.2.3 Синтетическая часть РОМБ-метода.

2.2.4 Критериальные оценки прочности и надежности соединений.

2.2.5 Резюмирующая часть РБМБ-метода.

2.2.6 Адаптирующая часть РОМБ-метода.

2.3 Выводы по главе.

Глава 3 Совершенствование опорных и болтовых соединений элементов буксового узла тележки грузовых вагонов.

3.1 Методы моделирования прочности опорных и болтовых соединений.

3.1.1 Инженерные методы моделирования резьбовых соединений.

3.1.2 Инженерные методы моделирования опорных соединений.

3.1.3 Совершенствование методов моделирования опорных и резьбовых соединений.

3.2 Обобщенная модель предметной области моделирования прочности стяжных и контактных соединений грузового подвижного состава.

3.2.1 Формирование диаграммы прецедентов предметной области моделирования прочности контактных соединений грузового подвижного состава.

3.2.2 Особенности диаграммы прецедентов составляющих основу моделирования прочности стяжных соединений грузовых вагонов.

3.2.3 Специфицирование элементарных факторов прочности обобщенной модели предметной области.

3.3 Обзор и анализ исследований прочности и работоспособности буксового узла грузовых вагонов.

3.3.1 Обзор конструкций корпусов буксового узла.

3.3.2 Анализ работы опорных соединений буксового узла и предложения по модификации их конструкции.

3.3.3 История развития конструкций креплений буксы грузового вагона на шейке оси колесной пары.

3.4 Совершенствование опорных соединений корпуса буксы с боковой рамой тележки грузового вагона.

3.4.1 Формирование обобщенной модели предметной области моделирования прочности опорных соединений корпуса буксы с боковой рамой.

3.4.2 Фаззификация и синтез моделей прочности опорных соединений корпуса буксы.

3.4.3 Анализ прочности типовой буксы и адаптация моделей прочности.

3.4.4 Сравнение вариантов конструкции корпуса буксы по критерию прочности опорных соединений.

3.5 Совершенствование торцевого крепления подшипников буксы тележки грузового вагона.

3.5.1 Формирование обобщенной модели предметной области моделирования прочности болтового соединения торцевого крепления буксового подшипника.

3.5.2 Синтез, анализ и адаптация нечетких моделей прочности болтового соединения.

3.5.3 Совершенствование конструкции торцевого крепления по критерию прочности болтового соединения.

3.6 Выводы по главе.

Глава 4 Выбор параметров конструкции и технологии крепления заклепочных и сварных соединений упоров автосцепного устройства.

4.1 Методы моделирования прочности заклепочных и сварных соединений.

4.1.1 Инженерные методы моделирования сварных соединений.

4.1.2 Методы моделирования сварных соединений.

4.1.3 Особенности методов моделирования стяжных заклепочных соединений.

4.2 Обобщенные модели предметной области моделирования прочности сварных и топологических соединений.

4.2.1 Обобщенная модель предметной области моделирования прочности сварных соединений.

4.2.2 Особенности обобщенной модели моделирования прочности топологических соединений.

4.3 Обзор и анализ конструкций упоров автосцепного устройства.

4.3.1 Трансформация конструкций упоров автосцепки в практике отечественного и зарубежного вагоностроения.

4.3.2 Анализ работы упора автосцепного устройства грузовых вагонов в эксплуатации.

4.4 Совершенствование конструкции и технологии крепления приварных упоров автосцепного устройства.

4.4.1 Формирование обобщенной модели сварной конструкции заднего упора автосцепного устройства с учетом страт конструирования, изготовления и эксплуатации.

4.4.2 Анализ прочности и совершенствование конструкции сварных соединений упора с применением БОМБ-метода.

4.5 Выводы по главе.

Глава 5 Идентификация моделей соединения и оценка экономической эффективности БОМБ-метода при модификации соединений элементов конструкций подвижного состава.

5.1 Принципы и методика идентификации обобщенной модели прочности соединений элементов конструкций грузовых вагонов.

5.1.1 Назначение и методика идентификации модели прочности соединения.

5.1.2 Идентификация модели сварного соединения элементов челюстного проема буксового узла хоппер-дозатора для текущего содержания пути.

5.2 Подходы к определению экономической эффективности применения БОМБ-метода.

5.2.1 Методика оценки экономической эффективности модернизации соединений элементов конструкций грузовых вагонов.

5.2.2 Оценка экономической эффективности совершенствования конструкции буксового узла тележек грузовых вагонов.

Железнодорожный транспорт является одним из наиболее массовых видов транспорта в России и по объему перевозки грузов занимает второе место, уступая только трубопроводному транспорту. Эффективность функционирования железнодорожного транспорта зависит от надежности всех элементов его инфраструктуры, и в том числе от подвижного состава, как одной из основных его структурных единиц. Помимо эффективности к подвижному составу железнодорожного транспорта предъявляются особые требования по надежности. Следует заметить, что более трети грузов перевозимых железнодорожным транспортом являются опасными, скорости движения по железным дорогам достигают 200 км/ч, массы поездов - 9000 т, а продольные усилия взаимодействия подвижного состава нередко превышают 350 тс. В этих условиях одним из действенных резервов повышения эффективности и безопасности железнодорожных перевозок является совершенствование конструкций подвижного состава, с целью уменьшения их потока отказов и снижение последствий этих отказов.

В настоящее время на железных дорогах России эксплуатируется около 820 тыс. грузовых вагонов, при этом ежегодно в текущий отцепочный ремонт по различным неисправностям поступает свыше 2500 тыс. вагонов, а каждый вагон отцепляли в текущий ремонт в среднем 5,78 раза. Анализ статистики поступления вагонов в ремонт показывает, что наиболее распространенными причинами отцепок являются неисправности колесных пар, тележек и кузовов грузовых вагонов (от 0,8 до 1,6 отцепок вагона в год). К таким неисправностям относятся:

- износы опорной поверхности колесных пар (подрезы, прокаты, ползуны и т.п.);

- изломы или ослабления торцевого крепления буксового узла;

- неисправности подшипников буксового узла (разрушение сепаратора, износы роликов, колец, технологический нагрев и т.д.);

- износы опорных поверхностей корпусов букс;

- обрывы и трещины сварных соединений кузовов вагонов;

- деформация и разрушение заклепочных соединений упоров автосцепного устройства.

Таким образом, более 80% отказов грузовых вагонов, влекущих поступление вагона во внеплановый отцепочный ремонт, являются отказами соединений элементов их конструкций (сварных, болтовых, опорных, заклепочных). При этом существенная часть прочих отказов напрямую связана с параметрами соединений элементов грузовых вагонов. Так, например, трещины, возникающие в обшивке кузовов грузовых вагонов (например, полувагонов) в основном зарождаются в зоне сварного соединения обшивки с ребрами жесткости.

Такое положение дел может объясняться следующими причинами.

1. Недостаточное совершенство нормированных методик расчета соединений элементов подвижного состава. «Нормами расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных)» [221] регламентируются только упрощенные способы расчета сварных, заклепочных и болтовых соединений, которые не в полной мере отражают фактическое состояние соединений в эксплуатации. Существующие нормативные документы не позволяют учитывать в расчетах соединений элементов конструкций подвижного состава состояние соединений в других стадиях жизненного цикла, кроме эксплуатации, таких как изготовление, ремонт и техническое обслуживание. А тем временем, как показывает практика эксплуатации, значительную часть отказов вагонов связывают с нарушениями технологии изготовления и ремонта элементов его конструкции.

2. Существенные отклонения реального состояния конструкции соединения элементов вагона от проектного номинального состояния, вызванные массовостью производства достаточно сложных в технологическом плане конструкций вагонов. В современных конструкциях подвижного состава используется значительная часть существующих технологий и конструкций соединений элементов, начиная от обычной дуговой сварки и заканчивая такими экзотичными для тяжелого машиностроения, как клеевые соединения, лазерная сварка и т.п. Учитывая, что в пиковых режимах вагоностроительный завод может выпускать до 100 вагонов в сутки, а также востребованную коньюктурой рынка универсальность вагоностроительного производства, технологически сложно обеспечить точное соответствие фактически изготавливаемого соединения запроектированному. Появляющиеся отклонения конструкции соединения от расчетного состояния вносят существенные изменения в эксплуатационные характеристики соединения, такие как прочность, безотказность, долговечность и т.д. 3. Высокая концентрация конструктивных, технологических и эксплуатационных феноменов - «дефектов» - являющихся очагами зарождения и развития отказогенерирующего процесса. Основным отличием соединений элементов от других частей конструкции является высокая удельная плотность таких особенностей как геометрические концентраторы напряжений, скрытые дефекты, наведенные напряжения и деформации и т.п. При этом в фактических конструкциях подвижного состава определение реального состояния соединения, с учетом этих его особенностей, является весьма трудной, а зачастую и практически невыполнимой задачей. Отсутствие достоверной диагностической информации не позволяет принимать эффективные превентивные меры по предупреждению отказов подвижного состава в эксплуатации.

Указанные возможные причины чрезмерно высокого потока отказов соединений элементов конструкций подвижного состава позволяют говорить о весьма высокой актуальности проблемы комплексного подхода к совершенствованию соединений элементов конструкций подвижного состава. Комплексность в данном контексте подразумевает необходимость разработки единого методического подхода к оценке априорной и апостериорной прочности соединений и влияния на эту прочность различных условий окружения, таких как технология изготовления и ремонта, условия эксплуатации и технического обслуживания и т.п.

Особую актуальность проблемы совершенствования соединений элементов конструкций подвижного состава подчеркивает тот факт, что сокращение частоты поступления грузовых вагонов во внеплановый отцепочный ремонт по причине отказов соединений элементов их конструкций только на 10% позволит сократить затраты на ремонт парка грузовых вагонов более чем на 2 млрд. руб.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка научно-обоснованных технических решений по совершенствованию соединений элементов конструкций грузовых вагонов, с использованием разработанного метода синтеза нечетких моделей прочности (РОМБ-метода), позволяющего учитывать основные виды неопределенности в оценке прочности соединений на всех стадиях жизненного цикла подвижного состава.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

1. Разработан метод синтеза нечетких моделей прочности, основанный на теории нечетких множеств, позволяющий проводить комплексную оценку прочности соединений, с учетом основных видов неопределенности исходной информации и релевантности моделей.

2. Проведен системный анализ и выполнена классификация элементарных факторов прочности соединений, а также сформированы обобщенные модели прочности основных видов соединений грузовых вагонов, для чего был адаптирован и применен понятийный аппарат унифицированного языка моделирования - 11МЬ.

3. Разработаны математические модели для оценки прочности опорных и болтовых соединений буксового узла тележки грузовых вагонов, с учетом основных видов неопределенности технологической и эксплуатационной информации, а также исследовано влияние геометрических параметров и типов конструкции, а также свойств материала элементов буксы на прочность буксового узла.

4. Разработаны математические модели для оценки прочности и установлены основные зависимости прочности сварных и заклепочных соединений от параметров конструкции упоров автосцепного устройства грузовых вагонов, с учетом неопределенности технологической и эксплуатационной информации.

5. Разработаны методика идентификации обобщенной модели прочности соединений, позволяющая сократить затраты на совершенствование соединений при освоении выпуска новых и модернизированных грузовых вагонов, а также методика оценки экономической эффективности совершенствования соединений элементов конструкций вагонов, основанная на положениях РБМ8-метода

Практическая ценность работы заключается в использовании результатов исследований при решении научных и практических задач, связанных с созданием грузовых вагонов и их составных частей.

Разработан программный комплекс, реализующий предлагаемый метод синтеза нечетких моделей прочности, позволяющий эффективно проводить оценку прочности и совершенствовать соединения элементов конструкции подвижного состава на всех стадиях его жизненного цикла. Данный программный комплекс основан на разработанном математическом методе стохастической аппроксимации нечеткого результата и эффективно используется для создания и диагностирования остаточного ресурса конструкций вагонов в ЗАО «Инженерный центр «Объединения вагоностроителей» и ЗАО «Интернаучвагонмаш».

Сформированы рекомендации по совершенствованию конструкции буксового узла тележки грузовых вагонов и предложена рациональная конструкция торцевого крепления буксового узла, а также узла опирания боковой рамы на буксу тележки. Результаты исследований использовались для уменьшения межремонтного потока отказов при деповских ремонтах вагонов-цистерн транспортных компаний «М.Синтез-Бизнес» и «Сантранс».

Обоснована прочность литой приварной конструкции, а также предложена рациональная сварная конструкция заднего упора автосцепного устройства, позволяющая существенно уменьшить отказы консольных частей рам грузовых вагонов. Результаты исследований использованы в конструкции приварного упора, установленной на опытных образцах вагонов-цистерн для нефтепродуктов, которые успешно прошли приемочные испытания, а предложенная конструкция упора рекомендована для внедрения на опытной партии вагонов.

Реализована конструкция устройства для тепловой обработки сварных соединений на основе тепловой трубы, позволяющего уменьшить уровень остаточных сварочных напряжений при изготовлении сложных сварных конструкций подвижного состава.

Результаты диссертационной работы использованы при разработке конструкции вагонов: хоппер-дозатора для текущего содержания пути модели 55-9270, вагонов-цистерн моделей 15-1221 для перевозки авиационного топлива и нефтепродуктов, 15-1229 для перевозки сжиженных углеводородных газов, 15-1208 для перевозки пентана, вагона-хоппера модели 19-9734-01 для перевозки минеральных удобрений и зерна. Вагоны успешно прошли предварительные и приемочные испытания, а часть из них выпускается серийно на ОАО «Рузхиммаш».

Результаты проведенных исследований использованы при разработке программ и методик технического диагностирования грузовых и рефрижераторных вагонов, которые утверждены Департаментом вагонного хозяйства МПС России и приняты Комиссией Совета полномочных специалистов вагонного хозяйства стран СНГ, Латвии, Литвы и Эстонии в качестве рабочих на территории этих стран. Разработанные методики успешно используются ЗАО «Интернаучвагонмаш» и ЗАО «Экспертный центр подвижного состава» для технического диагностирования грузовых вагонов с целью продления срока службы парка вагонов ряда транспортных компаний, организаций и фирм.

На предложенные по результатам диссертационных исследований конструктивные решения получены 6 патентов.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и получили положительную оценку на научно-технических конференциях: в Дальневосточной Государственной академии путей сообщения (1993 г.), в Петербургском Государственном университете путей сообщения (1996, 1997, 1999, 2001, 2003, 2005 г.г.), в Манчестерском государственном университете (Великобритания, 1997 г.), на научно-технических совещаниях Департамента вагонного хозяйства МПС России, ОАО «Российские железные дороги», Объединения вагоностроителей Российской федерации, на научных семинарах кафедр «Вагоны и вагонное хозяйство», «Подъемно-транспортные, путевые и строительные машины» ПГУПСа (1996, 1997,1999, 2003,2004).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в одной монографии и 11 научных статьях, отдельные разделы теоретических исследований приведены в 8 научных отчетах. На изобретения, выполненные по результатам исследований, получены 6 патентов. Для проведения теоретических исследований разработаны две программы, зарегистрированные в Реестре программ для ЭВМ Роспатента.

Структура и объем работы. Диссертация включает в себя введение, пять глав, заключение, два приложения и изложена на 384 страницах машинописного текста, включающих 97 рисунков и 4 таблицы. Список использованных источников насчитывает 288 наименований.

В заключение проведенных в настоящей диссертационной работе исследований, анализируя полученные результаты, можно сделать следующие основные выводы по существу работы:

1 Выполнен анализ состояния вопроса совершенствования грузовых вагонов, который показал следующее:

1.1 Анализ направлений совершенствования грузового подвижного состава показал, что за последние 20 лет основными тенденциями в этой области являются:

- совершенствование методик расчета отдельных видов конструкций и их соединений, совершенствование нормативных требований к подобного рода конструкциям, разработка систем автоматизации проведения расчетов и расчетных исследований машиностроительных конструкций вообще и конструкций подвижного состава в частности;

- разработка новых более совершенных технологий изготовления и ремонта конструкций подвижного состава, его отдельных узлов и соединений его элементов, повышение универсальности и уменьшение ресурсоемкости технологий для увеличения потенциала производителя в конкурентной рыночной среде, разработка новых более совершенных конструкций, в том числе и соединений элементов конструкций подвижного состава;

- развитие средств, технологий и методик контроля и диагностирования подвижного состава, как при изготовлении и ремонте, так и в эксплуатации, которые позволяют снизить эксплуатационные расходы за счет своевременного выявления отказов элементов подвижного состава и организации системы предупредительного ремонта и технического контроля.

При этом отмечено, что одним из основных способов решения этих задач является развитие методов оценки прочности конструкции вагона, которое осуществляется путем усложнения привлекаемых моделей прочности и учете большего числа влияющих на прочность вагона факторов.

1.2 Анализ потока отказов грузовых вагонов показал, что основной вклад в интенсивность отказов вагонов вносят отказы, связанные с потерей прочности соединений элементов конструкций вагонов. Такого рода отказы достигают 70% от общего числа отказов. При этом часть других типов отказов также косвенно связана с потерей прочности соединениями.

1.3 Системный анализ особенностей соединений элементов конструкций грузовых вагонов определил, что, несмотря на все многообразие конструкций соединений, по физическим эффектам, лежащим в основе их работы, все соединения грузовых вагонов могут быть разделены на группы стяжных, молекулярных, контактных и топологических соединений.

1.4 Совершенствование методов моделирования соединений в основном связано с повышением адекватности используемых моделей, для чего исследователи пытаются учесть присущую исходным данным моделирования неопределенность. Для этого используют стохастическое описание параметров и моделей, идентификацию моделей и их параметров по результатам натурных экспериментов, введением в модель дополнительных факторов прочности и расширением предметной области моделирования. Все эти способы связанны между собой стремлением снизить присущую модели прочности соединения неопределенность.

2 Обзор и анализ подходов к дальнейшему совершенствованию методов моделирования прочности соединений элементов конструкций грузовых вагонов позволил сформулировать требования к методу оценки прочности, удовлетворяющему поставленным перед вагонным хозяйством задачам.

2.1 Исследование природы неопределенностей, возникающих при решении задач моделирования прочности соединений элементов конструкций грузовых вагонов позволило вычленить основные виды этих неопределенностей: стохастическую, лингвистическую, информационную неопределенности параметров модели и неопределенную релевантность моделей прочности.

2.2 В современных существующих методах моделирования прочности соединений в основном используются четкий и вероятностный подходы, которые, имея ряд неоспоримых достоинств, тем не менее не в состоянии или весьма ограниченны в способности учитывать все указанные выше виды неопределенностей.

2.3 Проведенные аналитические исследования позволили сформулировать основные требования к методу моделирования и оценке прочности соединений элементов конструкций подвижного состава. Основными из них являются требования, учитывающие все основные виды неопределенностей, встречающиеся в практике моделирования прочности соединений грузовых вагонов.

3 Выполненный ряд теоретических исследований позволил разработать метод синтеза нечетких моделей прочности (РОМ8-метод), который позволяет проводить оценку прочности соединений элементов конструкций грузовых вагонов с учетом основных видов неопределенностей.

3.1 Проведенный анализ способов учета основных неопределенностей выявил, что все эти неопределенности могут быть выражены через нечетко-стохастическую переменную и нечеткие отношения, оперирование которыми может осуществляться методами теории нечетких множеств.

3.2 Исследование особенностей существующих методов выполнения вычислений функций от нечетких параметров позволило установить, что в настоящее время не существует методов, позволяющих эффективно осуществлять нечеткие вычисления ресурсоемких функций, которые весьма часто используются в практике моделирования прочности соединений элементов конструкций подвижного состава.

3.3 Для реализации эффективных вычислений ресурсоемких функций разработан метод стохастической аппроксимации нечеткого результата, основанный на кригинг-интерполяции поверхности отклика ресурсоемкой функции. Разработанный метод позволяет эффективно осуществлять нечеткие вычисления сложных функций от большого количества параметров.

3.4 Разработанный для оценки прочности соединений элементов конструкций грузовых вагонов РБМБ-метод состоит из четырех основных частей:

- аналитической части, в которой с использованием парадигм унифицированного языка моделирования ЦМЬ проводится системный анализ конструкции и формируется обобщенная модель предметной области моделирования прочности соединения;

- синтетической части, в которой осуществляется перевод обобщенной модели предметной области моделирования прочности соединения в нечеткое состояние - фаззификация, синтезируется множество нечетких моделей прочности и посредством модифицированного метода стохастической аппроксимации нечеткого результата вычисляется нечеткая оценка прочности по каждой модели из сформированного множества;

- резюмирующей части, в которой все вычисленные оценки прочности по каждой из синтезированных моделей сводятся посредством арбитражного функционала в нечетко-вероятностное заключение о прочности соединения и проводится определение качества полученного заключения о прочности;

- адаптирующей части, в которой с использованием сторонней объективной и субъективной информации осуществляется адаптация неопределенной релевантности элементарных факторов прочности синтезированных моделей для повышения качества заключения о прочности.

4 Проведенное с использованием разработанного РБМ8-метода совершенствование опорных соединений буксового узла позволило разработать рекомендации по повышению его прочности и долговечности. 4.1 Выявлено, что широко используемые в инженерной практике модели прочности болтовых и опорных соединений основаны на группе допущений весьма жестко ограничивающих их применение. В связи с этим, инженерные методы оценки прочности этих соединений дают весьма качественную оценку прочности для некоторой идеальной модели, строго соответствующей этим допущениям. Отклонения параметров или характеристик конструкции соединения от этих допущений приводит к существенному ухудшению полученных оценок прочности. При этом совершенствование методов моделирования прочности опорных и болтовых соединений идет в направлении усложнения и детализации расчетных схем и описания феноменологии потери прочности.

4.2 Разработанные обобщенные модели прочности стяжных и контактных соединений, к которым относятся болтовые и опорные соединения, позволили систематизировать элементарные факторы прочности этих соединений и проследить их взаимосвязи, обеспечивающие потерю прочности соединением.

4.3 Обзор и анализ конструкций корпусов букс вагонов, а также анализ специфики их работы в эксплуатационных условиях, выявили ряд существенных конструктивных недостатков существующей конструкции корпуса буксы, к которым относятся недостаточная прочность опорной поверхности свода корпуса буксы и поверхности катания буксового подшипника. При этом установлено, что недостаточная прочность этих опорных соединений взаимосвязана между собой, и зависит от схемы передачи нагрузок от свода буксы к буксовому подшипнику. Эти конструктивные недостатки значительно снижают фактическую надежность буксового узла и потенциально могут способствовать снижению безопасности перевозок.

4.4 Для совершенствования опорных соединений буксового узла разработаны обобщенные модели предметной области моделирования их прочности, специфицированы элементарные факторы прочности этих соединений и определены критерии оценки прочности. Разработанные обобщенные модели позволили сформировать три нечеткие модели прочности, различающиеся по сложности описания элементарных факторов, которые условно обозначены как «нормативная», «компромиссная» и «комплексная» модели.

4.5 В рамках синтетической части РОМБ-метода произведена фаззификация сформированных моделей прочности с использованием нормативных, справочных данных, а также экспертной информации. В результате анализа полученных нечетких моделей прочности вычислены нечеткие критериальные оценки прочности по каждой из моделей, которые позволили заключить, что размытость нечеткой оценки прочности, в общем случае, возрастает совместно с пессимистичностью этой оценки и с увеличением сложности модели прочности, что объясняется повышением числа учитываемых в модели факторов неопределенности, с одной стороны, и повышением относительной релевантности модели, с другой стороны. При этом согласованность оценок прочности, полученных по разным моделям весьма низкая, что говорит о высокой неопределенности релевантности элементарных факторов прочности, составляющих эти модели.

4.6 Адаптация нечетких моделей прочности опорных соединений буксового узла, проведенная с использованием экспериментальных данных, статистических данных эксплуатации и данных обследования натурных образцов, позволила скорректировать параметры неопределенности в выражениях релевантности элементарных факторов прочности и получить более согласованные оценки прочности. Анализ этих оценок показывает, что наименьшей размытостью, в общем случае, обладает нечеткая оценка прочности, выполненная по компромиссной модели, что объясняется рациональным сочетанием в этой модели сложности, обеспечивающей высокую релевантность, и относительно малым числом задействованных неопределенных параметров.

4.7 Для совершенствования опорных соединений буксового узла предложены две модификации конструкции корпуса буксы, одна из которых представляет собой разработанную ранее ВНИИЖТом конструкцию корпуса с арочным нагружением свода, а второй вариант является адаптацией этой конструкции, предназначенной для модернизации существующих конструкций букс адаптером арочного типа. Проведенный сравнительный анализ нечетко-вероятностных заключений о прочности каждого из вариантов позволил заключить, что вариант конструкции буксы с арочным нагружением позволяет обеспечить наилучшую передачу вертикальных нагрузок на буксовый подшипник и, соответственно, наибольшую прочность опорных соединений. При этом вариант с адаптером арочного типа также обеспечивает приемлемую прочность опорных соединений и позволяет существенно уменьшить затраты на модернизацию парка грузовых вагонов.

5 Разработанный РБМ8-метод использован для совершенствования болтового соединения торцевого крепления подшипника буксового узла, что позволило разработать его модернизированную конструкцию.

5.1 Проведенный анализ ранее применявшихся и существующих конструкций торцевого крепления, а также анализ работы торцевого крепления в эксплуатации показал, что существующая конструкция торцевого крепления также имеет некоторые конструктивные недостатки, влекущие за собой ослабление болтового соединения, повышенный износ элементов буксового подшипника и его возможное заклинивание, что может угрожать безопасности движения. Эти конструктивные недостатки требуют изменения конструкции торцевого крепления и, в частности, повышения прочности его болтового соединения с шейкой оси колесной пары.

5.2 Для совершенствования конструкции торцевого крепления разработаны обобщенные модели предметной области моделирования прочности торцевого крепления, специфицированы элементарные факторы его прочности и сформированы три модели прочности торцевого крепления, отличающиеся сложностью описания. Эти модели описывают процесс ослабления болтового соединения с учетом параметров процесса его монтирования, пластической деформации его элементов под действием эксплуатационных нагрузок и неоднородности его нагружения.

5.3 Проведенная оценка прочности торцевого крепления с использованием синтезированных нечетких моделей прочности показала весьма низкий уровень достоверности и вероятности прочности существующей конструкции торцевого крепления. Для его совершенствования были разработаны 12 вариантов его модернизации, в основном связанные с повышением прочности и упругости его элементов, а также с использованием в конструкции торцевого крепления упругого элемента с нелинейной жесткостью.

5.4 Сравнение результатов, полученных с применением РОМ8-метода с вариантами модернизации торцевого крепления, позволило установить, что значительное увеличение прочности торцевого крепления происходит за счет повышения упругости элементов в системе «болт» - «гайка». При этом наилучший эффект достигается при использовании разработанного упругого элемента с нелинейной жесткостью, применение которого позволяет кардинально повысить прочность конструкции и довести ее до приемлемых в эксплуатации показателей.

6 Проведено совершенствование конструкции заднего упора автосцепного устройства и технологии его монтирования с использованием разработанного РБМ8-метода.

6.1 Анализ прочности консольной части рамы грузовых вагонов, особенностей работы элементов автосцепного устройства в эксплуатации, а также конструкций упоров автосцепного устройства позволило сделать вывод о том, что существующая клепанная конструкция заднего упора автосцепного устройства недостаточно обеспечивает прочность консольной части рамы при постоянно возрастающей интенсивности продольных нагрузок на подвижной состав. Модернизация конструкции заднего упора может осуществляться заменой клепанной конструкции упора на литую приварную или сварную конструкцию.

6.2 Для целей совершенствования конструкции заднего упора автосцепного устройства были предложены два ее литых приварных варианта, в основе которых лежат конструкции, разработанные ГУП «ПО УВЗ» и ВНИИЖТ, с одной стороны, и НВЦ «Вагоны» совместно с ОАО ВЛРЗ, с другой стороны. Для сравнительного анализа прочности этих вариантов конструкций были сформированы обобщенные модели предметной области моделирования прочности сварных соединений приварки упоров, которые учитывали объемную нагруженность сварных соединений, концентрацию напряжений и поля остаточных сварочных напряжений. Оценка прочности сварных соединений осуществлялась по критерию усталостной прочности.

6.3 Для адаптации моделей нагруженноети задних упоров в сложных условиях эксплуатации была разработана нечеткая модель прочности заклепочного соединения клепанной конструкции упора, которая адаптировалась по статистически данным эксплуатации и данным обследований натурных образцов вагонов на предмет определения характеристик потери прочности этих соединений.

6.4 Сравнение результатов, полученных при анализе адаптированных по результатам испытаний натурного образца заднего упора нечетких моделей прочности обоих вариантов его литой приварной конструкции, показало их существенно более высокую прочность, по сравнению с клепанной конструкций. При этом оба варианта имеют приблизительно одинаковые нечетко-вероятностные заключения о прочности, что говорит об относительной равнопрочное™ их конструкций.

6.5 Для повышения прочности конструкции заднего упора при установке его в консольных частях рам, существенно отличающихся по конструкции от типовых была разработана сварная конструкция упора из элементов листового проката. Анализ нечеткой модели прочности такой конструкции показал, что на размытость заключения о прочности такой конструкции существенное влияние оказывают неопределенности, вносимые остаточными сварочными напряжениями. При этом существующие методы снятия остаточных сварочных напряжений в такого рода конструкциях либо малоэффективны, либо вообще неприменимы. Для ослабления влияния остаточных сварочных напряжений на прочность сварной конструкции заднего упора был разработан тепловой компенсатор, функционирующий по принципу тепловой трубы, применение которого в процессе сварки позволяет добиться существенного снижения остаточных сварочных напряжений, а его компактные размеры позволяют использовать его при сварке такого рода конструкций. Анализ прочности сварной конструкции упора, при изготовлении и монтировании которой использовался тепловой компенсатор, показал, с большой достоверностью и вероятностью, ее высокую прочность.

7 Учитывая что, для процесса разработки нового или модернизированного подвижного состава, анализ прочности всех его соединений с использованием БОМБ-метода требует чрезвычайно много ресурсов, была разработана методика идентификации обобщенной модели предметной области моделирования прочности соединений вагона, которая позволяет вычленить из конструкции вагона наиболее опасные с точки зрения прочности узлы и соединения их элементов, оценить сценарии развития процессов потери прочности в этих соединениях и собрать экспериментальную информацию, необходимую для адаптации нечетких моделей их прочности. Проведенная идентификация обобщенной модели предметной области моделирования прочности сварных соединений буксового подвешивания специализированного вагона-хоппера для текущего содержания пути показала высокую эффективность разработанной методики.

8 В связи с тем, что для проведения весьма дорогостоящих модернизаций грузовых вагонов с целью совершенствования его элементов необходимо оценить экономический эффект этих модернизаций, была разработана прикладная методика оценки нечеткого экономического эффекта с использованием основных положений БОМБ-метода. Методика основана на нечетко-вероятностном заключении о прочности соединения, учитывает нечеткие модели основных статей затрат, связанных с потерей прочности соединением и позволяет оценить нечеткий срок окупаемости затрат на модернизацию вагона. Проведенный, с использованием этой прикладной методики, анализ окупаемости затрат на модернизацию буксового узла парка вагонов арочным адаптером и торцевым креплением с упругим элементов с нелинейной жесткостью показал, что наиболее достоверное значение срока окупаемости в 1,16 года, которое подтверждает высокую экономическую эффективность предлагаемых модернизаций.

1. Aceti R., Ballio G., Capsoni A., Corradi L. A limit analysis study to interpret the ultimate behavior of bolted joints// Journal of Constructional Steel Research. - Vol. 60. - 2004. - pp. 1333-1351.

2. Ainsworth R.A., Sattari-Far I., Sherry A.H., Hooton D.G., Hadley I. Methods for including constraint effects within the SINTAP procedures// Engineering Fracture Mechanics.- Vol. 67. 2000. - pp. 563-571.

3. Alberg H., Berglund D. Comparison of plastic, viscoplastic and creep models when modeling welding and stress relief heat treatment// Сотр. meth. in applied mech. and eng., 2003. №192. - pp. 5789-5208

4. Archard J.F. Contact and Rubbing of Flat Surfaces// Journal of Applied Physics. vol. 24. - 1953. - pp. 981-988.

5. Bandemer H., Gebhardt A. BAYESian fuzzy kriging// Fuzzy Sets and Systems, 2000. -№112.-pp. 405-418.

6. Baniotopolos C.C., Abdalla K.M. Sensitivity analysis results on the separation problem of bolted steel column to column connections// International Journal of Solids and Structures. Vol. 32. - 1995. - pp. 251-265.

7. Bellinger N.C., Komorowsky J.P., Benak T.J. Residual life predictions of corroded fuselage lap joints// Int. J. of Fatigue, 2001. №23. - pp. S349-S356.

8. Bellman R.E., Zadeh L.A. Decision-making in a fuzzy environment, Management Science, 1970, Series В17, pp. 141-164.

9. Bookstein F. L. Principal Warps: Thin Plate Splines and the Decomposition of Deformations. // IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell., 1989, vol. 11, pp. 567-585.

10. Buckley J. J., Feuring T. Universal approximators for fuzzy functions// Fussy sets and systems, 2000. №113. - pp. 411-415.

11. Buckley J.J., Eslami E. Neural net solutions to fuzzy problems: The quadratic equation// Fussy sets and systems, 1997. №86. - pp. 289-298.

12. Buckley J.J., Eslami E. Neural net solutions to fuzzy problems: The quadratic equation // Fuzzy Sets and Systems, 1997, vol. 86, pp. 289-298.

13. Buckley J.J., Hayashi Y. Can fuzzy neural nets approximate continuous fuzzy function? // Fuzzy Sets and Systems, 1994, vol. 61, pp. 43-52.

14. Buckley J.J., Hayashi Y. Can fuzzy neural nets be universal approximators for fuzzy function? // Fuzzy Sets and Systems, 1999, vol. 101, pp. 323-330.

15. Buckley J.J., Yoichi Hayashi. Can neural nets be universal approximators for fuzzy functions?// Fussy sets and systems, 1999. №101. - pp. 323-330.

16. Bungartz H.-J., Griebel M. A note on the complexity of solving Poisson's for spaces of bounded mixed derivatives// J. Complexity, 1999. №15. - pp. 167199.

17. Bungartz H.-J., Griebel M. Sparse Grids// Acta Numerica, 2004. №13. - pp. 147-269.

18. Chih-Hui Chiu, Wen-June Wang. A simple computation of MIN and MAX operations for fuzzy numbers// Fuzzy sets and systems, 2002 №126. - pp 273-276.

19. Davis L. Handbook of genetic algorithms. New York: Van Nostrand Reinhold, 1991.

20. De Luca A., Termini S. A definition of a non-probabilistic entropy in the setting of fuzzy sets theory. Information and Control, 1972, v. 20, pp. 301-312.

21. De Luca A., Termini S. A definition of nonprobabilistic entropy in the setting of fuzzy sets theory// Information and Control, 1974. №24 - pp. 55-73.

22. Delgado M., Vila M.A., Voxman W. A fuzzyness measure for fuzzy numbers: Applications// Fuzzy sets and systems, 1998. №94. - pp 205-216.

23. Deqing G. A method for predicting the fatigue life curve for misaligned welded joints// Int. J. Fatigue, 1996 vol.18. №4. - pp. 221-226

24. Dillstrom P. ProSINTAP A probabilistic program implementing the SINTAP assessment procedure// Engineering Fracture Mechanics. - Vol. 67. -2000.-pp. 647-668.

25. Dong P. A structural stress definition and numerical implementation for fatigue analysis of welded joints// Int. J. Fatigue, 2001. №21. - pp. 865-876.

26. Dong W. M., Wong F. S. Fuzzy weighted averages and implementation of the extension principle//Fuzzy Sets and Systems, 1987. №21. - pp. 183-199.

27. Dong W., Shah H. C. Vertex method for computing functions of fuzzy variables// Fuzzy Sets and Systems, 1987. №24. - pp. 65-78.

28. Dubois C., Prade H. Fuzzy Sets and Systems: Theory and Applications, Academic Press, New York, 1980

29. Dug Hun Hong, Shape preserving multiplications of fuzzy numbers, Fuzzy Sets and Systems 123 (2001) 81-84

30. Falk, J. E, Soland R. M. An Algorithm for Separable Nonconvex Programming Problems// Management Science, 1969. №15. - pp. 550-569.

31. Feuring T., Lippe W.-M. Fuzzy Neural Networks Are Universal Approximators // Proc. 6th IFSA Congress (IFSA'95)

32. Filev D.P., Yager R.R. A generalized defuzzification method via BADD distributions//Internat. J. Intel 1. Systems, 1991. №6.-pp. 687-697.

33. Filev D.P., Yager R.R. An adaptive approach to defuzzification based on level sets// Fuzzy Sets and Systems, 1993. №53. - pp. 355-360

34. Fogel, L. J., Owens, A. J., Walsh, M. J. Artificial intelligence through simulated evolution. New York: Wiley, 1966.

35. Fricke S., Keim E., Schmidt J. Numerical weld modeling a method for calculating weld-induced residual stresses// Nuclear engineering and design, 2001.-№206.-pp. 139-150.

36. Galatolo R., Lanciotti A. Fatigue crack propagation in residual stress fields of welded plates// Int. J. Fatigue, 1997. vol. 19, №1. - pp. 43-49.

37. Garcke J., Griebel M., Thess M. Data mining with sparse grids// Computing, 2001.-№67.-pp. 225-253.

38. Gazdik I. Zadeh's extension principle in design reliability// Fuzzy sets and systems, 1996. №83. - pp 169-178.

39. Genther H., Runkler T.A., Glesner M. Defuzzification based on fuzzy clustering, in: Proc. IEEE Internat. Conf. on Fuzzy Systems, Orlando, 1994, pp. 1645-1648.

40. Giachetti R.E., Young R.E. Analysis of the error in the standard approximation used for multiplication of triangular and trapezoidal fuzzy numbers and the development of new approximation// Fuzzy Sets and Systems, 1997. -№91-pp. 1-13

41. Giachetti R.E., Young R.E., A parametric representation of fuzzy numbers and their arithmetic operators// Fuzzy Sets and Systems, 1997. № 91. - pp. 185-202

42. Grzegorzewski P., Mrowka E. Trapezoidal Approximations of Fuzzy Numbers// Lecture Notes in Computer Science, 2003. Vol. 2715. - pp. 237-244

43. Gurson F.L., Porous rigid-plastic materials containing rigid inclusions. Yield function, plastic potential, and void nucleation// Proc. of the Int. Conf. on Fracture, 1977. vol. 2a. - pp. 357-364

44. Haldar A., Reddy R.K. A random-fuzzy analysis of existing structures// Fuzzy Sets and Systems, 1992 №48 -pp. 201-210.

45. Hanss M., Oexl S., Gaul L. Identification of a bolted-joint model with fuzzy parameters loaded normal to the contact interface// Mechanics Research Communications, 2002. №29. - pp. 177-187.

46. Hanss M., Willner K. A fuzzy arithmetical approach to the solution of finite element problem with uncertain parameters// Mechanics Research Communication, 2000. Vol. 27. - No. 3. - pp. 257-272

47. Hanss M. A nearly strict fuzzy arithmetic for solving problems with uncer-taintiesZ/Труды 19-ой международной конференции Североамериканского общества нечеткой обработки информации Atlanta, USA: NAFIPS, 2000. - С. 439-443.

48. Hanss М. Simulation and analysis of fuzzy-parameterized models with extended transformation method// International Journal of Uncertainty, Fuzzi-ness and Knowledge-Based Systems, Vol. 11/6, 2003, pp. 711-727.

49. Hanss. M. The transformation method for the simulation and analysis of systems with uncertain parameters//Fuzzy Sets and Systems. vol. 130. - 2002. -pp. 277-289.

50. Hardy R. L. Multiquadratic equation of topography and other irregular surfaces. //J. Geophys. Res., 1971, vol. 76, pp. 1905-1915.

51. Hashem A-F.M. Study on Reloading Stress Relaxation Behaviour for High Temperature Bolted Steel// Advanced Performance Materials. Vol. - N. 2. -1999.-pp. 129-140.

52. Hertz H. Ueber die Beriihrung fester elastischer Korper. Gesamelte Werke. Bd. I. Leipzig. 1895.

53. Hess D.P. Vibration- and shock-induced loosening, in: Handbook of Bolts and Bolted Joints. New York: Mercer Dekker, 1998.

54. Hillestad R. J., Jacobsen S. E. Reverse Convex Programming// Applied Mathematics and Optimization, 1980. №6. - pp. 63-78.

55. Holland J.H., Adaptation in Natural and Artificial Systems, Ann Arbor, Michigan, University of Michigan Press, 1975.

56. Hornik K., Strinchcombe M., White H. Multilayer feedforward network are universal aproximators// Neural Networks, 1989, vol. 2, pp. 359-366.

57. Ibrahim R.A., Pettit. C.L. Uncertainties and dynamic problems of bolted joints and other fasteners// Journal of Sound and Vibration. Vol. 279 - No. 3-5. -pp. 857-936.

58. Jager R. Fuzzy logic in control, Ph.D. Thesis, T.U. Delft, 1995.

59. Jain R. Decision-making in the presence of fuzziness and uncertainty/In. Proceedings of IEEE Conference on Decision and Control, 1977, New Orleans, p. 1318-1323.

60. Jiang Y., Sehitoglu H. A model for rolling contact fatigue// Wear, 1999, vol. 224, pp. 38-49.

61. Jones D. R. A Taxonomy of Global Optimization Methods Based on Response Surfaces// Journal of Global Optimization, 2001. №21. - pp. 345-383

62. Jones D. R., Schonlau M., Welch W. J. Efficient Global Optimization of Expensive Black-Box Functions // Journal of Global Optimization, 1998, vol. 13, pp. 455-492.

63. Jones D. R., Schonlau M., Welch W. J. Efficient Global Optimization of Expensive Black-Box Functions// Journal of Global Optimization, 1998. №13. -pp. 455-492

64. Ju S.-H., Fan C.-Y., Wu G.H. Three dimensional finite elements of steel bolted connection// Engineering structures, 2004, vol. 26., pp. 403-413.

65. Ju S.-H., Fan C.-Y., Wu G.H.Three-dimensional finite elements of steel bolted connections// Engineering Structures. Vol. 26. - 2004. - pp. 403413.

66. Junker G.H. New criteria for self-loosening of fasteners under vibrations// Society of Automotive Engineering, SAE Paper 690055. 1969. - pp. 314-335.

67. Kaufmann A., Gupta M. M. Introduction to Fuzzy Arithmetic. Van Nostrand Reinhold Co., New York, 1991.

68. Kaufmann A., Gupta M. M. Introduction to Fuzzy Arithmetic. Van Nostrand Reinhold Co., New York, 1991.

69. Kaufmann F. Introduction to the theory of fuzzy subsets, v. 1. N.Y.: Academic Press, 1975. - 643 p.

70. Kazakov Dmitry A. Fuzzy graph-schemes in pattern recognition. -http://www.dmitry-kazakov.de/postgra/introduction.htm -1992.

71. Khaled Abdel-Tawab, Ahmed K. Noor. Uncertainty analysis of welding residual stress fields// Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. Vol. 179. - 1999. -pp. 327-344.

72. Kickert, W. J. M. Fuzzy theories on decision-making, Leiden: Martinus Nijhoff, 1978.- 182 p.

73. Klimke A. An Efficient Implementation of the Transformation Method of Fuzzy Arithmetic, Extended Preprint 2003/009, Institut fur Angewandte Analysis und Numerische Simulation (IANS), http://preprints.ians.uni-stuttgart.de.

74. Klimke A., Willner A., Wohlmuth A. Uncertainty modeling using efficient fuzzy arithmetic based on sparse grids: applications to dynamic systems. Universität Stuttgart, 2004.20 pp.

75. Klimke A., Willner A., Wohlmuth B. Uncertainty modeling using efficient fuzzy arithmetic based on sparse grids: applications to dynamic systems// Universität Stuttgart, 2004,20 p.

76. Klir G., Folger T. Fuzzy sets. Uncertainty and information. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1988

77. Krige D.G. A statistical approach to some basic mine valuation problems on the Witwatersrand// Journal of the Chemical, Metallurgical and Mining Society of South Africa, 1951, vol. 52, pp. 119-139.

78. Krige, D.G. A statistical approach to some basic mine valuation problems on the Witwatersrand// Journal of the Chemical, Metallurgical and Mining Society of South Africa, 1951. №52. - pp. 119-139.

79. Langrand B., Deletombe E., Markiewicz E., Drazetic P. Riveted joint modeling for numerical analysis of airframe crashworthiness// Finite elements in analysis and design, 2001. №38 - pp. 21-44

80. Langrand B., Patroneiii L., Deletombe E., Markiewicz E., Drazetic P. An alternative numerical approach for lull scale characterization for riveted joint design// Aerospace Science and Technology. Vol. 6. - 2002. - pp. 343-354.

81. Leekwijck W. V., Kerre E. E. Defuzzification: criteria and classification// Fuzzy sets and systems, 1999. №108. - pp 159-178.

82. Lie S. T., Lan S. Computer prediction of misaligned welded joints// Advances in Eng. Software, 2000. №31 - pp. 65-74

83. Lie S. T., S. Lan. Computer prediction of misaligned welded joints// Advances in Engineering Software. Vol. 31.- 2000. - pp. 65-74.

84. Lophaven S. N., Nielsen H. В., Sondergaard J. DACE: a MATLAB kriging toolbox. Technical University of Denmark, 26, 2002.

85. LS-DYNA. Theoretical manual// Livermore software technology corporation, 1998.-498 p.

86. Ma H., Deng H.L. Nondestructive determination of welding residual stress by boundary element method// Advances in engineering software, 1998. Vol. 29. - №2. - pp. 89-95.

87. Mackerle J. FEM and BEM analysis and modeling of residual stresses. A bibliography// Finite elements in analysis and design, 2001. №37. - pp. 253-262

88. Man K.W., Alibadi M.H., Rooke D.P. Stress intensity factors in the presence of contact stresses// Engineering Fracture Mechanics. Vol. 51. - No. 4. -1995.-pp. 591-601

89. Mares M. Weak arithmetics of fuzzy numbers// Fuzzy sets and systems, 1997. №91. - pp 143-153.

90. Mashiri F.R., Zhao X.L., Grundy P. Effect of weld profile and undercut on fatigue crack propagation life of thin-walled cruciform joint// Thin-walled Stru-cures, 2001. №39. - pp. 261-285.

91. Matos C.G., Dodds R.H. Probabilistic modeling of weld fracture in steel frame connections. Part I: quasi-static loading// Eng. Structures, 2001. №23. -pp. 1011-1030.

92. Mei T.X. Goodall R.M. The potential for active suspensions in railways in the 21st century/ Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты, сб. науч. стат. СПб.: ПГУПС, 2005 - С. 68-73.

93. Minguez J.M., Vogwell J. The stress distribution over and closed welded joints// Engineering Failure Analysis, 2003. №10. - pp. 103-111.

94. Moller В., Graf W., Beer M. Safety assessment of structures in view of fuzzy randomness// Computer and Structures, 2003, №81, pp 1567-1582.

95. Moreno J., Valiente A. Stress intensity factors in riveted steel beams// Engineering Failure Analysis. Vol. 11. - 2004. - pp. 777-787.

96. Nielsen A. A. Kriging. Lecture notes. Technical University of Denmark, 6 p, http://www.imm.dtu.dk/~aa

97. Orbanic P., Fajdiga P. A neural network approach to describing the fretting fatigue in aluminium-steel couplings//International Journal of Fatigue, 2003. -№25.-pp. 201-207.

98. Paris P.C. Fracture mechanic approach to fatigue// Proc. Sagamore .Army Math. Research Conference, 10th, 1963. pp. 107 - 132.

99. Pawlak L. Rough sets // International Journal Computation and Information Science, 1982, №11, p. 341-356.

100. Petersen C., Tragfähigkeit imperfektionsbehafteter geschraubter Ringflanschverbindungen// Stahlbau. № 59. - 1990. - pp. 97-104.

101. Ramanan L., Krishna Kumar R., Sriraman R. Thermo-mechanical finite element analysis of a rail wheel// International Journal of Mechanical Sciences. -Vol. 41.-1999.-pp. 487-505.

102. Runkler T.A., Glesner M. Deflizzification as crisp decision making under fuzzy constraints new aspects of theory and improved deflizzification algorithms/ Workshop Fuzzy Systems, Braunschweig, 1993.

103. Ryoo H. S., Sahidis H. S. A Branch-and-Reduce Approach to Global Optimization// Journal of Global Optimization, 1996. №8. - pp. 107-138.

104. Sarkani S., Tritchkov V., Michaelov G. An efficient approach to computing residual stresses in welded joints// Finite elements in analysis and desing, 2000.-№35.-pp. 247-268

105. Schoen, F. Stochastic Techniques for Global Optimization: A Survey of Recent Advances// Journal of Global Optimization, 1991. №1. - pp. 207-228.

106. Schwab A.L., Meijaard J.P., Meijers P. A comparison of revolute joint clearance models in the dynamic analysis of rigid and elastic mechanical systems// Mechanism and Machine Theory. Vol. 37. - 2002. - pp. 895-913

107. Schweizer B., Sklar A. Associative functions and abstract semigroups// Publ. Math. Debrecen, 1963 №10 - pp. 69-81

108. Stacey A., Barthelemy J.-Y., Leggatt J.-Y., Ainsworth R.A. Incorporation of residual stresses into the SINTAP defect assessment procedure// Engineering Fracture Mechanics. Vol. 67. - 2000. - pp 573-611

109. Tuy, H. Convex Programs with an additional reverse convex constraint// Journal of Optimization Theory and Applications, 1987. №52. - pp. 463486.

110. Tuy, H., Horst R. Convergence and Restart in Branch-and-Bound Algorithms for Global Optimization. Application to Concave Minimization and D.C.// Optimization Problems, Mathematical Programming, 1988. №41. - pp. 161183.

111. Uhlig H.H. Mechanism of Fretting Corrosion// Journal of Applied Mechanics, ASME Transactions. vol. 76. - 1954. - pp. 401-407.

112. Wang L.X. Adaptive fuzzy systems and control. Design and stability analysis. New Jersey: Prentice Hall, 1994.

113. Webster S., Bannister A. Structural integrity assessment procedure for Europe of the SINTAP programme overview// Engineering Fracture Mechanics. -Vol. 67.-2000.-pp. 481-514.

114. Weibull W. A statistical theory of the strength of materials// Ingeniorsvetens-kapsakademiens Handlingar, 1939. №151 -45 p.

115. Wyman Z. Zhuang, Gary R. Halford. Investigation of residual stress relaxation under cyclic load// International Journal of Fatigue. Vol. 23. - 2001. -pp. S31-S37.

116. Yager R.R., Filev D.P. SLIDE: A simple adaptive defiizzification method/ IEEE Trans. Fuzzy Systems, 1993. №1. - pp. 69-78.

117. Yun-Jae Kim, Mustafa Ко?ак, Robert A. Ainsworth, Uwe Zerbst. SINTAP defect assessment procedure for strength mismatched structures// Engineering Fracture Mechanics. Vol. 67. - 2000. - pp. 529-546.

118. Zadeh L. Fuzzy sets as basis for a theory of possibility // Fuzzy Sets and Systems, 1978, №1, p. 3-28.

119. Zadeh L. Fuzzy sets//Information and control, 1965 Вып. 8 - С. 338-353.

120. Zadeh L.A. The Concept of a Linguistic Variable and its Application to Approximate Reasoning -1// Information Sciences, 1975. № 8. - pp. 199-249

121. Zhang F., Kassab A.J., Nicholson D.W. A boundary element solution of an inverse elasticity problem and applications to determining residual stress and contact stress// Int. J. Solid Structures, 1997. Vol. 34. - № 16. - pp. 20732086.

122. Zhenyu L., Qiu C. A new approach to fuzzy finite element analysis// Computer methods in applied mechanics and engineering, 2002, pp. 5113-5118.

123. Zhihai Xiang, Seng Tjhen Lie, Bo Wang, Zhangzhi Cen. A simulation of fatigue crack propagation in a welded T-joint using 3D boundary element method// International Journal of Pressure Vessels and Piping. Vol. 80. - 2003. -pp. 111-120.

124. Zhou J., Soboyejo W.O. A statistical model for the prediction of brittle fracture// Probabilistic Methods in Fatigue and Fracture. 2001. - pp. 163-180.

125. Zhuang W.Z. Prediction of crack growth from bolt holes in a disc// International Journal of Fatigue. Vol. 22. - 2000. - pp. 241-250.

126. Zhuang W.Z. Prediction of crack growth from bolt holes in a disk// International Journal of Fatigue, 2000, vol. 22, pp 241-255.

127. Zienkiewicz O.C., Taylor R.L. The Finite Element Method. Volume 2: Solid Mechanics. Fifth edition. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2000, - 463 p.

128. A.c. №1123918. Буксовый узел железнодорожного транспортного средства. 15.11.1984.

129. А.с. №1234255. Буксовый узел. 30.05.1986.

130. A.c. №1444206. Роликовая букса железнодорожного транспортного средства. 15.12.1988.

131. A.c. №1574502. Буксовый узел рельсового транспортного средства. 30.06.1990.

132. A.c. №1585195. Корпус буксы из алюминиевого сплава. 15.08.1990.

133. A.c. №1775323. Узел соединения колесной пары рельсовой тележки с ее боковой рамой. 15.11.1992.

134. A.c. №547372. Буксовый узел железнодорожного вагона. 25.02.1977.

135. A.c. №685537. Буксовый узел. 15.09.1979.

136. Автоматизация ультразвуковой дефектоскопии колесных пар//Железные дороги мира. 2003. - №2

137. Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава/ В.В. Коломийченко, H.A. Костина, В.Д. Прохоренков, В.И. Беляев. -М.: Транспорт, 1991.-232 с.

138. Аксенов Ю.Н., Киселев С.Н., Смирнов Ю.В., Богачев А.Ю. Методика расчета сварных конструкций в локальных зонах концентрации напряжений// Стабильность, качество и работоспособность сварных конструкций. М.: МАСИ, 1993. - С. 55-59.

139. Александров В.М., Ворович И.И. О действии штампа на упругий слой конечной толщины/ Колебания и прочность механических систем. 24, вып. 2.-С. 323-333.

140. Александров В.М., Кучеров В.А. О методе ортогональных полиномов в плоских смешанных задачах теории упругости// Колебания и прочность механических систем, 1970 34, вып. 4. - С. 643-652.

141. Анализ качества сварных соединений несущих систем в сельхозмашиностроении/ Ф.Д. Лукьянов, В.Я. Харченко, И.Г. Валяев, В.Н. Волченко// Сварочное производство, 1988. №9.-С. 14-15

142. Анисимов П.С. Испытания вагонов: монография. М.: Маршрут, 2004. -194 с.

143. Антипин Д.Я. Прогнозирование усталостной долговечности и живучести сварных несущих конструкций пассажирских вагонов с учетом их на-груженности при движении: Дис . канд. техн. наук: 05.22.07 Брянск, 2004- 165 с.

144. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В трех т. Т. 1. 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001. - 920 с.

145. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т 2. -8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. М.: Машиностроение, 2001.-920 с.

146. Бабаев A.B. Предельно допустимые переменные напряжения для сварных соединений с порами, подрезами и непроварами. Автореф. дисс. к.т.н. Киев, 1983. - 16 с.

147. Бабешко В.А. Асимптотические свойства решений некоторых интегральных уравнений, возникающих в теории упругости и математической физике// Докл. АН СССР. 1969. - 186, №6. - С. 1273-1276.

148. Бардышев O.A., Соколов A.M. Методика уточненного анализа прочности металлоконструкций путевых и дорожных машин//Известия ТулГУ -Тула, 1999

149. Бачурин Н.С. Нагруженность и прочность элементов вагонов из вязко-упругих высокоэластичных материалов: Автореф. дис. на соиск. учен, степ, д-ра техн. наук: 05.22.07. СПб.: ПГУПС, 1991 - 52 с.

150. Беляев Н.М. Местные напряжения при сжатии упругих тел. JI.: Путь, 1924.- 126 с.

151. Биргер И. А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин. Справочник. 4-е изд., доп. М.: Машиностроение, 1993. - 639 с.

152. Биргер И.А. Расчет резьбовых соединений. М.: Оборонгиз, 1959. - 252 с.

153. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые и фланцевые соединения. М.: Машиностроение, 1990. - 368 с.

154. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые соединения. М.: Машиностроение, 1973. - 256 с.

155. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин. М.: Машиностроение, 1979. - 702 с.

156. Борисов А.Н., Крумберг O.A., Федоров И.П. Принятие решения на основе нечетких моделей: примеры использования. Рига: "Знание", 1990, 184 с.

157. Бороненко Ю.П. Исследование влияния инерционных и геометрических характеристик цистерн на их ходовые качества: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н/ БИТМ. Брянск, 1977. - 19 с.

158. Вагоны: Конструкция, теория и расчет/ JI.A. Шадур, И.И. Челноков, JI.H. Никольский, П.Г. Проскурнев, В.Н. Котуранов и др. Под ред. JI.A. Ша-дура. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1980. - 440 с.

159. Винокуров В.А., Стебунов В.И. Определение прочности угловых швов малого катета в конструкциях сельхозмашин// Сварочное производство, 1987.-№8.-С. 21-23.

160. Влияние степени механической неоднородности на статическую прочность сварных соединений/ O.A. Бакши, В.В. Ерофеев, М.В. Шахматов и др.// Сварочное производство. 1972. №4. - С 1-4.

161. Ворович И.И., Копасенко В.В. Некоторые задачи теории упругости для полуполосы// Прикладная математика и механика. 1966. - 30, вып. 1. -С. 109-115.

162. Воронин, H.H. Анализ повреждаемости и оценка работоспособности несущих сварных конструкций грузовых вагонов: Дис. д-ра техн. наук: 05.22.07. М., 1994 - 348 с.

163. Выявление скрытых дефектов в котлах вагонов-цистерн //Железные дороги мира. 1999. - №12

164. Галахов М.А., Бурмистров А.Н. Расчет подшипниковых узлов. М.: Машиностроение, 1988.-272 с.

165. Голованов В.Г., Ладыгин В.И. Автосцепка. Устройство, эксплуатация и ремонт. -М.: Трансжелдориздат, 1956. 187 с.

166. Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия. М.: Наука, 2001.-478 с.

167. Гуткин JI.C. Оптимизация радиоэлектронных устройств по совокупности показателей качества; М.; Радио, 1975-367 с.

168. Дан П.Д., Рей Д.А. Тепловые трубы. М.: Энергия, 1979 г. - 271 с.

169. Динамическая нагруженность вагона// М.М. Соколов, В.Д. Хусидов, Ю.Г. Минкин. М.: Транспорт, 1981.

170. Динник А.Н. Избранные труды. Киев: Изд-во АН УССР, т. 1, 1952. -343 с.

171. Дискретная математика для программистов/ Ф.А. Новиков. СПб.: Питер, 2002.-304 с.

172. Домарев В.В. Безопасность информационных технологий. Системный подход. Киев: ДиаСофт, 2004,992 с.

173. Ерилин Е.С. Применение клеев-герметиков типа «стопор». //Железнодорожный транспорт. 2004. - №3.

174. Ефимов В.П., Васильев С.В., Чириков А.В. Автоматизированные измерительно-вычислительные системы для экспериментальных исследований грузовых вагонов/ Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты, сб. науч. стат. СПб.: ПГУПС, 2005 - С. 141-154.

175. Задачи контактного взаимодействия элементов конструкций/ Подгорный А.Н., Гонтаровский П.П., Киркач Б.Н. и др. Киев:Наук. думка, 1989. -232 с.

176. Иванов И.А. Повышение ресурса колес рельсовых экипажей: Автореф. дис. на соиск. учен. степ, д-ра техн. наук: 05.22.07. СПб.: ПГУПС, 1993 -38 с.

177. Игнатенков Г.И., Соколов A.M. Разработка новой конструкции хоппер-дозатора для текущего содержания пути/ Тезисы докл. IX международной конференции «Проблемы механики железнодорожного транспорта.

178. Динамика, надежность и безопасность подвижного состава» Днепропетровск, 1996.

179. Изготовление рам тележек на заводе в Граце//Железные дороги мира. -2002.-№1.

180. Ильюшин A.A. Пластичность. JL: ОГИЗ, 1948. - 376 с.

181. Иосилевич Г.Б., Осипова Г.В. Решение конструкционно-контактных задач численными методами// Машиностроение. 1976. - №4. - С. 64-73.

182. Использование клеевых соединений при производстве подвижного состава/Железные дороги мира. 2000. - № 11.

183. Испытания по повышению надежности буксовых узлов с подшипниками качения для вагонов: Отчет о НИР// Рук. темы В.М. Чебаненко. тема №185/83 -М.:МИИТ, 1983 г. -50 с.

184. Исследование влияния размерных допусков, износов деталей гасителя колебаний тележки ЦНИИ-ХЗ-0 на величину коэффициента относительного трения./ В.Н. Филиппов, Г.И. Петров и др.// Труды МИИТ, 1981, вып. 647.

185. Исследование динамики восьмиосных вагонов с опираннием кузова на упругие скользуны двухосных тележек/ В.Д Хусидов, В.Н. Филиппов и др. Труды МИИТ, 1976. - вып. 530.

186. Исследование напряженного состояния хребтовых балок ж.д. цистерн с различным креплением упоров автосцепного устройства при действии ударных нагрузок: Отчет о НИР//Рук. темы М.Б. Кельрих. Жданов: ПО «Ждановтяжмаш», 1983. - 36 с.

187. Камаев A.A. Конструкторские решения и параметры подвижного состава железных дорог, определяющие уровень сил в кривых.- Брянск: БИТМ, 1989 74 с.

188. Карзов Г.П., Марголин Б.З., Швецова В.А. Физико-механическое моделирование процессов разрушения СПб.: Политехника, 1993. - 391 с.

189. Киселев И.Г. Моделирование контактного теплообмена на ЭВМ / И. Г. Киселев, В. И. Крылов, С. В. Урушев. СПб.: ПГУПС, 2002 - 43 с.

190. Кобищанов В. В., Антипин Д. Я. Влияние параметров сварных соединений на усталостную долговечность несущих конструкций подвижного состава // Сборка в машиностроении, приборостроении.- 2004. -№12. С. 29-31.

191. Кобищанов В. В., Антипин Д. Я. Методика оценки усталостной долговечности сварных несущих конструкций вагонов // Справочник. Инженерный журнал. Приложение. 2004.- №11. - С. 13-18.

192. Кобищанов В.В. Расчет кузовов вагонов на прочность. Брянск: БИТМ, 1987.-79 с.

193. Когаев В.П., Махутов H.A., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечость: Справочник М.: Машиностроение, 1985. - 224 с.

194. Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение: Пер. с англ. М.: Мир, 1984. - 624 с.

195. Конструирование и расчет вагонов: Учебник для вузов ж.-д. трансп./ В.В. Лукин, Л.А. Шадур, В.Н. Котуранов, A.A. Хохлов, П.С. Анисимов.; под ред. В.В. Лукина. М.: УМК МПС России, 2000. - 731 с.

196. Котуранов В.Н., Болотин М.М. Оценка напряжений в зоне сливного уклона котла цистерны// Вестник ВНИИЖТ, 1969. № 7.

197. Кочнов А.Д., Черкашин Ю.М. Методы расчета показателей надежности элементов конструкций вагонов при постепенных отказах. Сб. тр. ВНИИЖТ «Современные методы расчета вагонов на прочность, надежность и устойчивость». М.: Транспорт, 1986. - 179 с.

198. Крауч С., Старфилд А. Методы граничных элементов в механике твердого тела: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. - 328 с.

199. Кузьмин В.Б. Параметрическое отношение лингвистических значений переменных и ограничений // Модели выбора альтернатив в нечеткой среде, Рига, 1980, с.75-76

200. Куркин С.А., Лавряков Ю.Ю. Оценка работоспособности стыковых соединений при наличии несквозного дефекта// Заводская лаборатория, 1992,-№5.-С. 42-45

201. Лебедева М.В. Определение предельной нагрузки и направления страги-вания трещины в зоне поверхностного концентратора напряжений// Электронный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ». -http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2001/060.pdf. С. 673-680.

202. Левина З.М., Решетов Д.Н. Контактная жесткость машин. М.: Машиностроение, 1971.-264 с.

203. Ленджер Б.Ф. Расчет сосудов давления на малоцикловую долговечность./ Техническая механика. -№3. 1962. - С. 97-113.

204. Леоненков A.B. Нечеткое моделирование в среде Matlab и fiizzyTech. -СПб.: БХВ-Петербург, 2003. 736 с.

205. Лозбинев В.П. Проектирование и оптимизация несущих систем кузовов вагонов. Брянск: Изд-во БГТУ, 1997 - 88 с.

206. Лозинский В. Н., Шляпин В. Б. Основные направления и результаты разработок отделения сварки за пятьдесят лет / Труды ВНИИЖТ «Ресурсосберегающие технологии восстановления железнодорожной техники сваркой, наплавкой и напылением». 1998. С. 3.30.

207. Методы и требования к расчету надежности при проектировании и модернизации магистральных вагонов. Проект рекомендаций. М.: ВНИИЖТ, 1984.-79 с.

208. Механика контактных взаимодействий// Под ред. Воровича И.И., Александрова В.М. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. - 672 с.

209. Миронов A.A., Образцов В.Л., Павлюков А.Э. Температурный режим буксового узла при нарушении торцевого крепления и тепловой контроле/Железнодорожный транспорт. 2005. - №6. - С. 50-52

210. Мэнсон С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость. М.: Машиностроение, 1974.-344 с.

211. Нагруженность элементов конструкции вагона / В. Н. Котуранов, В. Д. Хусидов, П. А. Устич, А. И. Быков; Под ред. В. Н. Котуранова М.: Транспорт, 1991 237 с.

212. Напольные детекторы неисправностей подвижного состава. //Железные дороги мира. 2000. - №7

213. Невмержицкая Г.В. Нагруженность элементов буксовых узлов железнодорожного подвижного состава и ее влияние на надежность буксового подшипника: Дис. канд. техн. наук: 05.22.07, Брянск, 2003 - 199 с.

214. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта/Под. ред. Д.А. Поспелова. М.: Наука, 1986. - 312 с.

215. Никольский E.H. Оболочки с вырезами типа вагонных кузовов. М.: Машгиз, 1963 .-312с.

216. Новости техники: MicroStar — прибор для измерения напряжений в деталях/Железные дороги мира. 2001. - №1

217. Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных).

218. Нотт Дж. Ф. Основы механики разрушения. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1978.-256 с.

219. Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Том. 2. Под ред. П.Н. Учаева. 3-е изд., исправл. - М.: Машиностроение, 1988. - 544 с.

220. Основные компоненты интеллектуального грузового поезда //Железные дороги мира. 2002. - №4

221. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации / Пер. с польского И.Д. Рудинского. М.: Финансы и статистика, 2002. - 344 с.

222. Павлюков А.Э. Прогнозирование нагруженности ходовых частей грузовых вагонов повышенной грузоподъемности методами имитационного моделирования: Дис. д-ра техн. наук: 05.22.07. Екатеринбург, 2002 -372 с.

223. Пигарев P.M., Третьяков А.В., Соколов A.M. Продление срока службы цистерн// Железные дороги мира, №5,2004.

224. Пинегин С.В. Контактная прочность в машинах. -М.: Машиностроение, 1965.- 192 с.

225. Подшипниковые узлы с датчиками. Новости техники//Железные дороги мира.-1999.-№4.

226. Попов С. И., Михалев М. С., Берштейн JL И. Упрочнение боковых рам и надрессорных балок упругопластическим деформированием // Вестник ВНИИЖТ. 1986. № 3. С. 32.35.

227. Попов С.И. Концепция безнаплавочного ремонта старогодных литых деталей тележек// Вестник ВНИИЖТ 2002. - № 6,

228. Попов С.И., Круглое В.М., Кучмаев B.JI. Метод безнаплавочного восстановления деталей // Железнодорожный транспорт. 2001. № 3. С. 7.

229. Приемочные испытания хоппер-дозатора модели 55-9270: Отчет о НИР (заключительный)/ВНИТИ; Руководитель А.И. Кокорев. Инв. № И-15-96.-Коломна, 1996.-87 с.

230. Прогнозирование развития повреждений котлов нефтебензиновых железнодорожных цистерн. Отчет о НИР//МИИТ. Тема №115/94. - Рук. Овечников М.Н. - М.: 1994. - с. 405.

231. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник в трех томах. Том 2. Под ред. И.А. Биргера и Я.Г. Пановко. М.: Машиностроение, 1968. 463 с.

232. Пустовой В.Н. Сопротивление сталей и сварных соединений металлоконструкций грузоподъемных машин хрупкому разрушению. Учеб. пособие. М.: В/О «Мортехинформреклама», 1991. - 48 с.

233. Пытьев Ю.П. Возможность. Элементы теории и применения. -М.: Эди-ториал УРСС, 2000. 192 с.

234. Растригин JI.A. Случайный поиск в задачах оптимизации многопараметрических систем. Рига, Зинатне, 1965. 212 с.

235. Растригин JI.A. Случайный поиск. М.: Знание, 1979. 64 с.

236. Растригин JI.A. Статистические методы поиска. М.: Наука, 1968. 376 с.

237. Расчет вагонов на прочность / C.B. Вершинский, E.H. Никольский, JI.H. Никольский, A.A. Попов, JI.A. Шадур; под ред. JI.A. Шадура. 2-е изд. -Машиностроение, 1971.-432 с.

238. Расчет соединений элементов вагонов на ЭВМ / М.М. Соколов, Ю.П. Бороненко, A.A. Битюцкий и др.; JL: ЛИИЖТ, 1986 56 с.

239. Расчеты и испытания тяжеловесных поездов/ Блохин Е. П., Манашкин JL А., Стамблер Е. Л. и др; Под ред. Е. П. Блохина. -М.: Транспорт, 1986. -262 с.

240. Рвачев В.Л., Проценко B.C. Контактные задачи теории упругости для неклассических областей. Киев: Наук. Думка, 1977. - 236 с.

241. Ротштейн А.П. Интеллектуальные технологии идентификации; Винница "Универсум-Винница", 1999-320с

242. Рыжов Э.В. Основы расчета стыковых поверхностей деталей машин на контактую жесткость. М.: Машиностроение, 1962. - 143 с.

243. Сакало В.И., Косов B.C. Контактные задачи железнодорожного транспорта. М.: Машиностроение, 2004 - 495 с.

244. Сафронов Д.В., Соколов A.M. Выбор параметров конструктивных схем буксовых узлов грузового подвижного состава/ Тезисы докл. на III международной конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты», СПб.: ПГУПС, 2003

245. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности/ В.А. Винокуров, С.А. Куркин, Г.А. Николаев; Под ред. Б.Е. Пато-на-М.: Машиностроение, 1996. 576 с.

246. Сваровский С.Т. Аппроксимация функций принадлежности значений лингвистической переменной//Математические вопросы анализа данных, Новосибирск, ВЦ СО АН СССР, 1980, с.127-131.

247. Светлицкий В.А. Статистическая механика и теория надежности. -М.:Изд-во МГТУ им. Баумана, 2002. с. 504.

248. Северинова Т.П. Исследование трещиностойкости сталей литых деталей тележек грузовых вагонов после длительного периода эксплуатации/ Вестник ВНИИЖТ М.: Интертекст, 1999. - №3 - С. 35.

249. Северинова Т.П., Попов О.Н. Увеличение долговечности надрессорной балки грузового вагона за счет установки упругих скользунов /Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты. Сб. науч. статей СПб.: ПГУПС, 2005. - С. 80.

250. Серенсен C.B., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность. Руководство и справочное пособие. -М.: Машиностроение, 1975.-488 с.

251. Соколов A.M. Влияние повреждений конструкций и их соединений на несущую способность вагонов-цистерн/ Сб. науч. трудов II международной конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты», СПб.: ПГУПС, 2003

252. Соколов A.M. и др. Анализ качества сварного соединения и зоны термического влияния при ремонте деталей подвижного состава/ Тезисы докл.на III международной конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты», СПб.: ПГУПС, 2003

253. Соколов A.M. и др. Железнодорожная цистерна. Патент на полезную модель №36322// Бюллетень «Изобретения и полезные модели» №6, 2002.

254. Соколов A.M. и др. Методика оценки ресурса базовых деталей подвижного состава при сварочном ремонте/ Тезисы докл. на III международной конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты», СПб.: ПГУПС, 2003

255. Соколов A.M. и др. Направления совершенствования и модернизации буксовых узлов грузовых вагонов// Железные дороги мира, №10,2006.

256. Соколов A.M. и др. Платформа железнодорожной цистерны. Патент на полезную модель №2443// Бюллетень «Изобретения и полезные модели» №21,2002.

257. Соколов A.M. и др. Повышение надежности буксового узла совершенствованием конструкции торцевого крепления// Железные дороги мира, №12,2006. (в печати)

258. Соколов A.M. и др. Совершенствование вагонов-платформ для международных перевозок контейнеров// Железные дороги мира, №8,2006.

259. Соколов A.M. и др. Транспортный экипаж. Патент на изобретение №2097232//Бюллетень «Изобретения и полезные модели» №33, 1997.

260. Соколов A.M. Метод синтеза нечетких моделей прочности для совершенствования соединений элементов конструкций подвижного состава. СПб.: ООО «Издательство «ОМ-Пресс», 2006,208 с

261. Соколов A.M. Метод синтеза нечетких моделей прочности для совершенствования соединений элементов конструкций грузовых вагонов/ Труды IV международной конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты», СПб.: ПГУПС, 2006 (в печати)

262. Соколов A.M. Моделирование соединений элементов конструкций подвижного состава в условиях неопределенности// Железные дороги мира, №10,2006.

263. Соколов A.M. Прочность несущих конструкций вагонов с регулируемой разгрузкой. Дисс.к.т.н. СПб.: ПГУПС, 2000. - 118 с.

264. Соколов A.M. Сварные упоры устраняют узкое место конструкций грузовых вагонов// Изобретатель и рационализатор, №12, 2006. (в печати)

265. Соколов A.M. Тепловая труба для повышения прочности металлоконструкций// Изобретатель и рационализатор, №11,2006. (в печати)

266. Соколов A.M. Торцевое крепление подшипников буксы железнодорожного транспортного средства// Заявка №2006134890

267. Соколов A.M. Торцевое крепление// Изобретатель и рационализатор, №9,2006.-С. 16

268. Соколов A.M. Устройство для тепловой обработки сварных соединений// Заявка №2006134893

269. Соколов A.M. ФаззиКёрв 1.0// Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006613395

270. Соколов A.M. ФаззиРич 1.0// Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006613396

271. Соколов A.M. Хребтовая балка// Заявка №2006146528

272. Теория сварочных процессов/ Под ред. В.В. Фролова. М.: Высшая школа, 1988.-559 с.

273. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. Перев. с англ. М.: Наука, 1975.-576 с.

274. Типовая методика испытаний подвижного состава по воздействию на путь после изготовления или перед вводом в эксплуатацию/ ИЦЖТ ВНИИЖТ. М., 1990. - 21 с

275. Требования к конструкции двуосных тележек грузовых вагонов для перспективных условий эксплуатации// Бартенева Л.И., Долматов A.A., Кудрявцев H.H., Кочнов А.Д., Черкашин Ю.М. Труды ЦНИИ МПС. -М.: Транспорт, 1973. - вып. 483. - с. 96

276. Третьяков A.B.Управление индивидуальным ресурсом вагонов в эксплуатации: Дис.д-ра техн. наук: 05.22.07. СПб.: ПГУПС, 2004 - 382 с.

277. Узлы опирания колесных пар//Железные дороги мира. 2001. - №9.

278. Устич П.А., Карпычев В.А., Овечников М.Н. Надежность рельсового нетягового подвижного состава. М.: ИГ «Вариант», 1999. - 416 с.

279. Хохлов A.A. Расчет нагруженности вагонов. М.: МИИТ, 1999 - 146 с.

280. Черноруцкий И.Г. Методы оптимизации и принятия решений. СПб.: Издательство «Лань», 2001.-384 с.

281. Шлянников В.Н. Смешанные моды развития трещин при сложном напряженном состоянии. (Обзор) / Заводская лаборатория. №6. - 1990. -С. 77-89.

282. Шопин А.Г. Построение функции принадлежности нечеткого множества и оценка его вероятностных характеристик./ Электронный журнал «Исследовано в России», 40, С. 453-467, 2003. -http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2003/040.pdf