автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Нагруженность и прочность элементов вагонов из вязкоупругих высокоэластичных материалов

,.1, ПЕТЕРБУРГСКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

На правах рукописи

БАЧУРИН

Николаи Сергеевич

УДК 629.45.46.001.5(043.3)

нагруженность и прочность элементов вагонов из вязкоупругих высокоэластичных материалов

Спещтльность — 05.22.07 — Подвижно» состав железных дорог и тяга поездов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1991

Работа выполнена на кафедрах «Вагоны и вагонное хозяйство» Петербургского института инженеров железнодорожного транспорта и Уральского электромеханического института инженеров железнодорожного транспорта.

Научные консультанты: доктор технических наук, профессор

БОРОНЕНКО Юрий Павлович, доктор технических наук, профессор СОКОЛОВ Михаил Матвеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

АНИСИМОВ Петр Степанович, доктор технических наук, профессор КО РОТЕ Н КО Михаил Леонидович, доктор технических наук, профессор МАШНЕВ Михаил Михайлович

Ведущее предприятие — Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта.

Защита состоится «.<$?» . . . 1дд£

/Д . час. 30 ' '

г.

в . ./V'. . час. .-гч'. . мин. на заседании специализированного совета Д 114.03.02 при Петербургском институте инженеров железнодорожного транспорта по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9, актовый зал института.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « . 1992 г.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу совета института.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент

Б. В. РУДАКОВ

í

ОЕЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность и формулировка проблемы. Успешное выполнение задач по удовлетворения потребностей народного хозяйства и населения по всех видах железнодорожных перевозок требует значительного увеличения скоростей движения и .массы поездов, повышения интенсивности использования подвитого состава и создания новых современных конструкций вагонов и локомотивов с улучшенными технико-экономическими характеристик,я и попиленной надобностью п эксплуатации.

Одним из перспективных направлений совершенствования конструкций вагонов является создание конструктивных элементов из высокоэласгичных вязкоупруглх материалов. Применение конструкций из резины и резшюкордшх материалов позволяет улучшить эксплуатационные качества и снизить металлоёмкость подвижного состава. На яелезшдорояном транспорте применяются различные шы конструкций из высокоэластичных материалов. В мягких контейнерах перевозится значительное количество сыпучих и кидках грузов. Широко используются резинотехнические изделия для уплотнения окон п дверей вагонов, соединений тормозных магистралей и др. На пассажирском подвижном составе широкое распространение получили гибкие конструкции огразденай кежвагонннх переходов тппа "суфле". С использованием высокопрочных рэзикокордных гибких оболочек создано пневматическое подвешивание современных скоростных поездов. Перспективным является применение Еысокоэластичшх покрытий для герметизации вагонов с целью обеспечения сохранности при перевозках угля, зерна, руды а других сыпучих грузов. Герметизация гидравлических демпферов с помощью гибких элементов из Еысокоэластичшх материалов значительно увеличивает межремонтный срок их эксплуатации. Сфера применения конструктивных элементов из

Отдел исссртщи*;

Еязкоупругкх Еюокоэластпчнкх. материалов на подвижном составе непрерывно расширяется и технико-экономические расчеты показывают их эффективность в десятки миллионов рублей.

Однако существующие методы расчета элементов вагонов из высо-коэластичнкх материалов основаны на простейших Математических моделях, не учитывающих специфических особенностей эксплуатации, характерных для железнодорожного подвижного состава. Они не позволяют с достаточной точностью оценивать прочностные и деформационные качества подобных конструкций, не учитывают характер структуры и ряд особенностей материалов, из которых они изготавливаются.

В сеязи с этим основная цель диссертации состоит в решении научной проблемы, заключающейся в теоретическом обобщении и разработке метода расчета нагруженности и прочности элементов вагонов из вязкоупругп;: Ексокоэластичных материалов и получении на их основе новых технических решении и практических рекомендаций, используемых при создании нового и модернизации существующего подеижного состава с улучшенными технико-экономическими характеристиками и уменьшенной металлоемкостью.

Обшая методика работы. Методологической основой работы является современное представление о прочности конструктивных элементов вагонов из вязкоупругих высокоэластичных материалов. Для определения их напряженно-деформированного состояния использовались метод конечных элементов и дельта-метод. Проверка результатов теоретических исследований осуществлялась экспериментально на физических моделях, стендах и в эксплуатационных испытаниях с использованием теории подобия и планирования эксперимента.

Научная новизна. Комплексно решена проблема создания метода расчета нагруженности и прочности элементов вагонов из вязко-упругих высоко:-ластичных материалов. Получены следующие научные результаты

1. Установлено, что все многообразие оболочечных элементов из Ексокоэластичных материалов можно разделить на дне осношшо группы: осесш.метричной п произвольной форм. Предложены обобщенные расчетные схемы оболочечных элементов спгонов как составных механических систем в виде снлыЪона, элемента елочного тппа, резервуара и баллона.

2. Разработана уточненная методика расчета конструктивных элементов вагонов из eucokoэластичных материалов, основанная на теории вязкоупругости, методе конечных элементов, дельта-методе п позволяющая решать задачи определения нагру.тенности, формы и параметров оболочек с учетом температурно-временных зависимостей, анизотропии, влияния агрессивных сред и внешних воздействий высоких энергий на прочностные и деформативнке свойства материалов.

3. Составлен алгоритм расчета однослойных и многослойных армированных элементов вагонов осесикметричной и произвольной форгл, как составных механических систем. Получены определяющие уравнения и матрицы упругих и силовых характеристик конечных элементов, учитывающие влияние тешературы, агрессивтй среды и внешних воздействий еысоких энергий.

4. Изучены особенности работы гидравлических гасителей колебаний с силъфонкым уплотнением. Исследованы процессы циркуляции рабочей яидкости е полости силъфона и предложены cxei/щ уплотнений гидравлических гасителей колебаний вагонов.

5. Созданы методики расчета нагрузке ююсти и прочности оболочечных элементов Батонов осесимметричной формы (сильфонных уплотнений гидравлических гасителей колебаний и оболочек гидрофрикционных поглощающих аппаратов), учитывающие большую геометрическую нелинейность, условия крепления, армирования и вязкоупругость материалов. Установлено влияние формы, толщины, схем армирования, крепления и физико-механических свойств материатов гибких племен-

тов ка их прочность.

6. Разработаны методики расчета напряженко-деформированного состояния оболочечных элементов вагонов произвольной формы (бал-лонов-су^ле пассажирских вагонов, оболочек крепления грузов в вагонах). Исследована прочность этих конструкций при различных условиях погружения.

7. Предложены схемы крепления грузов в нагонах с применением пковмооболочек.

Практическая ценность работы. Разработанный в диссертации метод позволяет на стадии проектирования или модернизации подвижного состава производить выбор рациональных параметров конструктивных элементов вагонов из высокоэластичных материалов ка основе прогнозирования их нагрукенности и прочности при минимальных затратах i'p-JMeEi и средств на экспериментальную доводку. В результате проведенных г диссертации исследований созданы сильфонше уплотнения гидравлических гасителей колебаний, позволяющие их полностью герметизировать и в 5*6 раз повысить межремонтный период эксплуатации. Разработанные схемы армирования гибких элементов гидровставок поглощающих аппаратов и баллонов-суфле пассажирских Батонов увеличили их ресурс. Предложенные в диссертации схемы крепленая грузов в вагонах с применением пневмооболочечных элементов снизили их динамическую нагруженность. Созданные для проведения исследований стенды повышают точность результатов экспериментов и сокращает затраты и время на ходовые испытания.

Реализация работы. Исследования проводились в соответствии с заказами ПО "УралЕагонзаЕОД", ПО "Тверской вагоностроительный завод", ПО "Брянский машиностроительный завод", Свердловской железной дороги, Ленинградского метрополитена, Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта и Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского

института проблем хранения материалов.

На основе проведенных исследований на Свердловской г;.д. и Ле¡метрополитене проводится модернизация гидравлических гасителей колебаний путем установки сплыТоншх уплотнений. Для осуществления модернизации гидравлических гасителей колебаний разработаны и внедрены в вагонном депо Свердловск-Пассата рский технология, спе-цпальные стенды и оборудование.

ПО "Тверской вагоностроительный завод" построены опытные партии вагонов, оборудованные гидравлическим; гасителями колебали": с сильфошшм уплотнением и баллонами-суфле усовершенствованной конструкции.

На ПО "УралвагонзаЕод" и ПО "Брянский машиностроительный завод" кашли применение гибкие армированные элементы осесимметрич-ной формы при создании гидрофрикционных поглощавших аппаратов пга-4 н ПМКГ-ПО.

В диссертации имеются акты внедрения рекомендаций и практического использования результатов работы ПО "УралЕагонзавод", ПО "Брянский машиностроительный завод", ПО "Тверской вагоностроительный завод", Свердловской я.д., Ленметрополитеном, ТПО "Лен-электротранс", Всесоюзным научно-исследовательсетл институтом хелезподорожного транспорта с обида ожидаемым экономическим эффектом I млн. 564 тыс. руб.

Апробация работы. По теме диссертации сделаны п одобрены доклады: на Всесоюзных конференциях "Проблемы механики наземного транспорта", Днепропетровск, 1980 г., 1988 г., га юбилейной научно-технической конференции "Проблемы развития вагоностроения',' посвященной 50-летию ВНИИВа, Москва, 1983 г., на научно-технической конференции "Повышение надежности, совершенствование технического обслуживания и ремонта вагонов", Свердловск, 1984, на научно-технической конференции "Роль молодых ученых и специалис-

тов в развитии научно-технического прогресса на транспорте", Свердловск, 1987 г., на научно-практической конференции ЛИИНТа, Октябрьской ."елезной дороги и Ленметрополитена, посвященной 180-летию ЛИИЕТа, Ленинград, 1989 г., на научно-техническом семинаре "Резиновые технические изделия автомобильной техники и пути обеспечения их надежности на машинах длительного хранения", Челябинск, 1991 г., на научно-технических семинарах кафедр "Вагоны и вагонное хозяйство" ЛИЖТа, МИИТа, ДЯИТа, УЭШТа, 1983 г.

Публикации. Основные научше результаты работы опубликованы е 28 печатных работах, I авторском свидетельстве, 7 положительных решениях по заявкам, а также е II научно-исследоЕателъских отчетах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 разделов, заключения, списка литературы и приложения. Основной текст диссертации содержит З^стр., из них Ц стр.таблиц,/<^стр. рисунков, список литературы 1G7наименований на 1S стр., приложения на ity стр.

ОСШВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ОБОСНОВАНИЕ И ПОСТАЮВКА РЕМАЕЮЙ ПРОБЛЕМЫ. Анализ отечественного и зарубежного опыта вагоностроения показывает, что во всем мире постоянно изыскиваются новые конструктивные материалы, позволяющие улучшить технико-экономические характеристики подвижного состава. Основы современных методов расчета, испытаний и проектирования перспективного подвижного состава заложили исследования отечественных ученых М.Ф.Вериго, С.В.Вертинского, В.М.Винокурова, А.М.Годыцкого-Цвирко, В.Н.Данилова, О.П.Ершкова, И.П.Исаева, Н.А.Ковалева, А.А.Камаева, Л.А.Каль-ницкого, Н.^Кудрявцева, С.М.Куценко, В.А.Лазаряна, А.А.Львова, В.Б.Меделя, Г.Н.Никольского, Л.Н.Никольского, М.П.Пахомова,

Н.П.Пегрова, А.А.Попова, И.И.Челнокова, Л.АЛПадура, П.В.Шевченко, В.Ф.Яковлева, а также зарубежных ученых И.Бокмеля, Ю.Л.Коф--мана, Г.Марье, Е.Шперлинга. Существенный вклад в развитие железнодорожной науки внесли П.С.Анисимов, Е.П.Блохкн, Г.И.Богомаз, Ю.П.Бороненко, В.И.Барава, И.И.Галиев, Л.О.Грачева, П.Т.Гребенкк, В.Д.Данович, Ю.В.Демин, С.А.Другаль, Н.М.Ершова, В.А.Камаев, Б.Г.Кеглин, М.Л.Коротенко, Н.А.Костенко, В.Н.Котуранов, В.П.Лоз-бинев, В.В.Лукин, Л.А.Макашкин, К.М.Машнев, Г.С.Кихальченко, В.К.Окишев, А.П.Приходько, Ю.С.Ромен, А.Н.Савоськин, М.М.Соколов, О.М.Савчук, Т.А.Тибилов, А.И.1Урков, В.Ф.Ушкалов, В.Н.Филиппов, В.Д.Хусидов, А.А.Хохлов, Ю.М.Черкашин. Н.А.¡Пашков и др.

Вопросы применения элементов вагонов из высокоэластичных полимерных материалов рассмотрены в работах М.Н.Соколова, Ю.П.Бороненко, В.А.Буракова, В.Н.Варгунина, В.М.Бубнова, Е.А.Ла-луева, А.П.Никодимова, В.Н.Романова, А.А.Овеляна. Однако в этих работах расчеты конструкций из высокоэластичных материалов выполнены без учета Еязкоупругих свойств.

В трудах Л.Больцмана, В.Вольтера, А.П.Александрова, Г.М.Бартенева, С.Н.Еуркова, А.А.Ильюшина, В.А.Каргина, Ю.Н.Работнова, А.Р.Ряаницына, Г.Л.Слонимского, Дж.Ферри, К.Ф.Черныха и других исследователей заложены основы расчета конструкций из Еысокоэлас-тичных материалов с применением теории вязкоупругости. В монографиях ученых С.А.Алексеева, В.В.Васильева, Э.И.Григолша, В.И.Дцр-ды, Б.И.Друзя, В.В.Ермолова, В.И.Кяслоокого, М.А.Колтунова, Э.Э.Лавепдела, В.А.Лепетова, В.Э.Магулы, В.Н.Потураева, В.И.Усю-кина и др. решено ряд прикладных задач, в которых исследовалось поведение конструкций из полимерных и композиционных материалов. Однако вопросы расчета конструкций из внсокоэластичннх Еязкоупругих материалов, представлящих собой геометрически нелинейные составные механические системы, изучены недостаточно. Принци-

пиальноп особеннстью работа этих конструктивных элементов вагонов, не нашедшее отражение е существующих методах расчета, является зависимость их прочностных и жесткостных качеств от воздействия температуры, агрессивных сред и источников высоких энергий. Кроме того, изменение характеристик ьязкоупругих материалов конструктивных элементов вагонов влияет на их эксплуатационные показатели. Поэтому применение подобных конструкции в вагоностроении требует комплексного подхода, учитывающего специфику их эксплуатации на железнодорожном подвижном составе.

Б связи с этим основная цель диссертации состоит в решении научной проблемы, заключающейся в теоретическом обобщении и разработке, метода расчета нагруженности и прочности элементов вагонов из вяскоупругих вксокоэластичных материалов и получении на их основе новых технических решений и практических рекомендаций, используемых при создании нового и модернизации существующего подвижного состава с улучшенными технико-экономическими характеристиками и уменьшенной металлоемкостью.

Для достижения поставленной цели в диссертации решались следующие задачи:

1. Обобщить результаты исследований по расчету и выбору параметров однослойных и многослойных оболочек из высокоэластичных материалов и продолжить изучение их нагруженности и прочности в условиях применения на подвижном составе.

2. Установить основные обобщённые расчетные схемы элементов вагонов из высокоэластичных материалов.

3. Разработать общий метод расчета нагруженности и прочности элементов вагонов из ьязкоупругих высокоэластичных материалов с учетом воздействии температуры, агрессивной среды и времени эксплуатации .

4. Определить влияние параметров конструктивных элементов

вагонов из высокоэластичных материалов на их эксплуатационные качества.

5. Обосновать новые технические решения вагонов, полученные на основе использования конструктивных элементов из высокоэластичных вязкоупругих материалов, выработать основные принципы их проектирования и дать рекомендации по выбору :Тхэрм, параметров и материалов оболочек.

Выполнение этого комплекса исследований имеет ванное научно-техническое значение, так как является теоретической основой решения важной народнохозяйствеиной проблемы повышения надежности и эффективности использования подвижного состава железных дорог СССР.

Работа выполнялась по следующему алгоритм.

На первой этапе был произведен анализ применения элементов из высокоэластнчннх материалов в вагоностроении и установлены их обобщенные схемы.

На втором этапе была разработана общая методика расчета конструкций вагонов из внсокоэластичных материалов, основанная на теориях вязкоупругости и армирования, методе конечных элементов п дельта-методе.

На третьем этапе показано применение общей методики к решении конкретных задач вагоностроения а произведено исследование нагруженности и прочности элементов вагонов из высокоэластичных материалов, как составных механических систем.

РАЗРАБОТКА ОБЩЕЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ОДНОСЛОВНЫХ И МНОГОСЛОЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ВАГОНОВ ИЗ ВЯЗКОУПРУГИХ БНСОКОЭЛАСТИЧ-НЫХ МАТЕРИАЛОВ. Современный этап развития железнодорожного транспорта характеризуется значительным повышением требований к динамическим, прочностным и эксплуатационным качествам вновь создаваемых и модернизируемых конструкций подвижного соста-

ва„ Приыеьеше элементов из высокоэластпчных материалов в сборочных единицах вагонов вносит существенные изменегая в их работу и отличается большим разнообразием. Вследствие этого решение задач определения нагруненности и прочности гибких конструкций вагонов базировалось на обобщенных расчетных схемах, полученных на основе анализа всего многообразия элементов из высокоэластичных материалов, применяемых в различных отраслях народного хозяйства. Было проанализировано более тысячи патентов, авторских свидетельств, рекламных материалов, статей и других информации по конструкциям из Еысокоэластичкых материалов. В результате установлено, что все многообразие гибких конструкций подразделяется на конструкции осе-симметричной и произвольной форм, среда которых было выделено четыре обобщенные схсш конструктивных элементов вагонов в виде сильфона, чулочного типа, резервуара и баллона (табл. ).

Определение напряяенно-деформированного состояния элементов вагонов из высокоэластичных материалов определялось во взаимосвязи геометрической формы и действуицих нагрузок. Кроме того, при оценке прочности и деформативности гибких конструкций из высокоэластичных вязкоупругих-материалов учитывались их характер структуры и ряд специфических особенностей: температурно-Еременная зависимость; анизотропия упругих характеристик; влияние агрессивных 'сред и внешних воздействий высоких энергий.

При решении задач кагрукешюсти и прочности конструктивные элементы представлялись как безынерционные геометрически нелинейные системы. Решение строилось на базе дельта-метода, основанного на шаговой процедуре, с использованием зависимостей линейной теории упругости и метода конечных элементов;' Для дискретизации оболочечных конструкций использогались конечные элементы

1аблииэ

Классификация основных схем применения элементов вагонов из высокоэластичгшх материалов

Сообщенная схема элемента Сборочные единицы вагонов с элементами из высокоэластичных материалов

ш сильфон /Йий!®^^

маам^щзщ; 1лЛпгт!__п

0 М 1 1 'Г

ЯП Г

гибки;! элемент чулочного типа 1

г

С/СА/. ¿¿22 резервуар 1 1

Г~ Г7Г7

-ё- ! г г 1 Л |':аллон /"тл Л '¡1 ^^ !

произвольных треугольной и четырехугольных форм и в виде пустотелого усеченного конуса, переходящего в пределе в циливдр или в пластину с вырезом.

Создание общей математической модели велось в два этапа. На первом этапе материал конструкции принимался упругим, а нагруже-ние - мгновенным. Функционал приращения потенциальной энергии конечного элемента на т+1 -ом шаге нагрукения имел вид

где ~ вектоР приращения относительных деформаций на

-ом шаге нагрукения; - матрица упругости материала конструкции;

[АР"'*1} - вектор приращения внешних поверхностных сил;

[Аи""Н>} - вектор приращения перемещений оболочки конечного элемента;

V, £ - объем и площадь поверхности конечного элемента

На основе использования условия стационарности функционала-(I) была получена система уравнений равновесия и выведено выражение для определения матрицы жесткости конечного элемента. В результате использования принципа равенства работ поверхностных и узловых сил находились выражения дал определения последних.

Изменение температуры, воздействие жидкой или газообразной агрессивной среды, процессы старения оказывают влияние на напряженно-деформированное состояние конструкций из полимеров за счет изменения как геометрических параметров (температурные деформации, набухание и т.д.), так и физико-механических характеристик материалов.

Для анализа влияния температуры и воздействия агрессивной среды функционал (I) записывался в виде

(с 1 V 7

где - вектор деформаций, вызванных внешними воздействия-

ми.

Применение функционала (2) позволило получить известные уравнения равновесия конечного элемента, в которых вектор узловых внешних ютрузок был заменен вектором, учитывающим нагружение, вызванное внешними воздействиями:

где [В""] - матрица, определяющая связь между деформациями и перемещениями конечного элемента. Физико-механические характеристики материалов гибких элементов при воздействии температуры и агрессивных сред определялись по известным линейным зависимостям. ■

Для описания процесса диффузии агрессивной среды в материале на практике используется закон Фика. В настоящей работе был принят линейный закон распределения концентрации агрессивной среды по толщине пластины или оболочки. При линейном законе распределения концентрации были получены следувдпе выражения:

- для плоской пластины

при м<2№ ?+2<А; (4)

л [ СУ ; если

при Ц^2Ь/Сп (5)

- для оболочки

, . 0 р г (Сп-^Ме слир<£+^;

при у с<п -№с9)/¥' (7)

где А - глубина проникновения агрессивной среды в материал

пластины;

С„ - концентрация ^"-аооивной среды на поверхности контакта материала с агрессивной средой;

h - полутолщина пластины или оболочки;

Rirfia ~ РОДиуси внутренней п :лрупкой поверхностей оболоч-хси;

J3 _ текущий радиус оболочка;

ci - угол, который образуем линия концентрации агрессивной сроди в материале с касательной к поверхности контакта.

Угол c¿ находился из условия равенства средних концеираций аграо&тшй среда и материале коногрукцяи, определяемы:: по иакоку Фпка в линейному закону распределения. - для плоской пластины

¿ihCcp/Cn ,

h/lQ-Q,

- для оболочки

¥

если Сср <Сп/2 ;

если Ccp>Cn/¿;

(8)

i ^ 2 V Сп Ср

RX+P5-2RS

5(Cn-CcP)(Rí-Rt) '

если Сер < СА;

если Сср:У С ',

Г*- СЖ-Ю^СМ,

(9)

(Ю)

где Сер - средняя концентрация агрессивной среды в материале.

При решении задач с учетом проницаемости материала на базе теории тонких оболочек полагалось, что оболочка составлена из слоев. Концентрация агрессивной среды по толщине каждого из слоев принималась постоянной. Согласно принятой гипотезе, при которой перемещения ГJ толщине пластины или оболочки распределяются по

прямой линии, матрица жесткости била преобразован:! :: виду

[^¿^[в'ТИрт]^ а«

где - площадь координатной плоскости;

¿? - расстояние между координатной л рассматриваемыми плоскостями;

матрица упругости К-того слоя; П - количество слоов. Аналогична! образом опрздэдялэсь матрица жесткости многослойного армированного когачгаго элемента. При этом матрица упругости /< -того армированного слоя наладилась пз выражения

[С.НТШт]т

гг]

где ^ — матрица упругости однонаправленного армированного слоя;

матрица направления армирования.

На основа приведенных выше зависимостей была решена задача первого этапа, когда материал принимался упругим, а нагрунепио -мгновенным.

Вследствие того, что для полимерных материалов зависимость между напряжениями и деформациями включает время, то' на втором этапе описание процессов депортирования осуществлялось с использованием теории вязкоупругостн. При этом было применено два подхода:

вязкоупругие свойства материала представлялись с использованием интегральных операторов;

описание вязкоупругпх свойств материалов осуществлялось с помощью механических моделей.

В основу первого подхода была положена теория наследственной

г

вязкоупругостя Больцмана, базировавсаяся на принципе суперпозиции и следующих гипотезах:

упругие силы в материале зависят не только от мгновенно полученных смещений (деформаций), но и от предшествующих деформаций, которые оказывают тем меньшее влияние на первые, чем больше времени прошло с момента их возникновения;

влияния полученных в разное время деформаций складываются, т.е. объединяются путем непосредственного сложения.

Условия работы гибких элементов подвижного состава способствуют тому, что в материале конструкций протекают параллельно процессы релаксации и ползучести. Однако рошать задачу одновре-мешю с учетом этих явлений не представляется возможным. Поэтому был предложен способ, при котором время работы гибкой конструкции разбивалось на интервалы. Считалось, что в течение каждого из интервалов времени в материале конструкции попеременно протекают процессы релаксации или ползучести.

Полагалось, что в течение первого интервала времени 04в материале идет процесс релаксации , который описывался следующими уравнениями

где [£ - единичная матрица;

матрица ядер релаксации. На протяжении второго интервала времени < t¿> Ь2 в материале проходил процесс ползучести -{6*}-=СОП^ ) , описываемый уравнениями ^

где ¡К(1~1?)]- матрица ядер по'лзучести.

По окончании второго интервала времени находилась изменен-

ная геометрия конструкции в результате процесса ползучести.

К настоящему времени различными исследователями предложено несколько вариантов записи ядер релаксации и ползучести. В настоящей работе применялись ядра, предложенные Ю.Н.РаботноЕым.

Существует зависимость вязкоупругих свойств от температуры, влажности (концентрации агрессивной среды в материале), величины и скорости нагружения материала, при изменении которых ядра получается инвариантными во времени. Для обеспечения инвариантности ядер вводилось условное время. При изменении температуры, влажности, величины и скорости нагружения функции ползучести и релаксации сдвигались по осп логарифма времени соответственно на величину логарифма коэффициента температурю-, влаяносгно-, напряженно- и вибро-временного приведения.

Второй подход осгован на представлении вязкоупругого дефор-мированжго тела е виде механической модели, состоящей из табора пружин и демпферов. В работе использовалась обобщенная модель Максвелла, имещая П параллельно соединенных згеньев, представляющих собой последовательное расположение пружины и демпфера.

Решение задачи вязкоупругости методом коночных элементов получено минимизацией функционала вида

л п <15)

- скорости изменения напряжений и деформаций на М+1 -ом шаге нагружения ;

- скорости изменения внешних поверхностных нагрузок и перемещений на ММ -ом шаге нагружения.

В результате использования функционала потенциальной энергии

V

{б^'ЦГ1'}

(15) были потузи! зевассдастк для определения приращений узловых перемещений, обусловленных вязкостью материала

V и где /II - шаг приращения времени;

[Сс] - матрица вязкости материала;

П - количество звеньев в обобщенной модели Максвелла.

Приращения еязких деформаций и напряжений находились по формулам

{лг'^г'^; (г/)

К настоящему времени связь между деформациями и напразения-ми в вязком звене окончательно нэ установлена. Поскольку вязкие деформации являются, в основном, необратимыми, обычно принимаются гипотезы теории пластичности или теории вязкого тетания. Поэтому согласно второй теории соотношения -связи между скоростями вязких деформаций п напряжениями записывались в виде

Общие перемещения и напряжения находились путем суммирования соответствунцих приращешй, полученных на всех шагах решения как на этапе упругой задачи так п вязкой.

Эффективность и точность предлагаемой методики определения нагруженности и прочности была оценена при решении конкретных задач создания новых конструкций гибких элементов вагонов аз висо-коэластичных вязкоупругих материалов путем сравнения результатов теоретических расчетов с эксперимешальными данными.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧЮСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ СИШОНШХ УПЛОТНЕНИЙ ГИДРАЫИЧЕСКИХ ГАСИТЕЛЕЙ КОЛЕБАНИЙ. Опыт эксплуатации и проведен-

нне ранее исследования гидравлических гасителей колебаний показали, что из-за из носов л механических повреждений манжетных уплотнений наблюдаются интенсивные утечки рабочей жидкости. Это прнво-дит к резкому уменьшению диссипации или полному отказу гасителой колебаний. В результате более 70% приборов теряют свою работоспособность раньшо окончания межремонтного срока эксплуатации вагонов. Совершенствование узла уплотнения, а следовательно, повызо-нио надежности гидравлического гасителя колебаний является одной из важных проблем современного вагоностроения. Поэтому в диссертации рассматривались вопросы создания сильфошкх уплотнений, позволяющих полностью герметизировать гаситель колебаний и за счст этого существенно поеысить его надежность. При установке на гасителе колебаний сильфоннзе уплотнение работает в условиях болызих перемещений и изменений формы. Следствием больших деформаций является не только нелинейность характеристики, но и качественные изменения напряженно-деформированного состояния. Кроме того, напряженно-деформированное состояние сильфонного уплотнения существенно зависит от Еида накладываемых граничных условий. Существующие методики расчета недостаточно точно учитывают совместное влияние большой геометрической нелинейности и реальных граничных условий на напряженно-деформированное состояние спльфонов. Установка сгльфонных уплотнений на гасителе колебаний вносит также изменения в гидродинамический процесс работы прибора. Поэтому в дальнейшем была поставлена задача создания сильфонных уплотнений гидравлических гасителей колебаний и исследования их работы.

На первом этапе разрабатывалась математическая модель исследования напряженно-деформированного состояния сильфонного уплотнения. В соответствии с общей методикой расчета оболочка сильфонного уплотнения представлялась, как безынерционная геометрически нелинейная система. Согласно методу конечных элементов

сплошная осесимметричная оболочка заменялась набором дискретных (конечных) элементов, представляющих собой пустотелый усеченный конус, переходящий при патрулении в цилиндр или пластину с вырезом.

Поле приращений перемещений срединной поверхности оболочки конечного элемента аппроксимировалось степенными функциями длины дуги меридиана ^ :

ЙПда; <»>

N 0 0 $ О О

М= 0 0 1 я £г [о О О 1 & з/

Матрица жесткости конечного элемента представлялась в виде

[к Ч=аг£. Г №шТ[фт]гШ* <ю

к=< гкЧо ■

где1Ь - относительная координата, направленная.едоль дуги меридиана, радиус и образухщая конечного элемента.

Составляющие вектора приращения нагрузки были получены на основе использования принципов равенства работ узловых и поверхностных сил к независимости действия сил.

функция полного избыточного давления в сильфоне при установке его на гасителе колебаний представлялась в виде суммы статической и динамической составляющих. Для определения составляющих давления использовалось уравнение Клапейрона.

Важнейшими элементами сильфонного уплотнения являются его бортовые части. В процессе монтажа оболочки снльфона производится обжатие бортов с помощью хомутов, фланцев, колец и т.д. Бортовая часть находится в условиях трехмерного осесимметричного напряжен-

кого состояния. Задача определения напряяенно-деформированного состояния борта является геометрически нелинейной, поэтому ее решение осуществлялось также дельта-методом. Нагружение борта осуществлялось путем его пошагового обжатия элементами крепления. В пределах каждого шага с помощью итераций устанавливались величины и характер распределения нормальных и касательных сил на контактной поверхности борта. В исследованиях бортовая часть оболочки разбивалась на осесимметричные кольцевые (тороидальные) конечные элементы с граничными узловыми окружностями. В качестве базового конечного элемента использовался произвольный кольцевой элемент четырехугольного сечения, функция формы которого представлялась в следующем виде

где - локальные"координаты П -ой узловой точки.

При решении вязко-упругой задачи согласно общей методике расчета время работы сильфонного уплотнения разбивалось на интервалы, в течение каждого из которых в материале конструкции попеременно протекали процессы ползучести и релаксации.-

С использованием приведенных зависимостей на ет'ором этапе произведена оценка напряяенно-деформированного состояния цилиндрических и конических спльфонных уплотнений с треугольными и круговыми гофрами. Применение оболочек малой толщины (менее 1,5 им) снижает радиальную жесткость сильфонного уплотнения. Вследствие этого при нагружении конструкция испытывает значительные радиальные деформации. С целью исключения этого процесса была предложена конструкция цилиндрического сильфонного уплотнения с подкрепляющими кольцами во впадинах.

Р} О Гк О г, о .

о ^ а ^ о

; (22)

•2к

Проведеншй анализ показал, что наибольшие напряжения возникают е бортовых зонах сильфонных уплотнений. В гофрированной части оболочек наиболее нагруженными являются выступы и впадиш гофр. Было установлено, что функции зависимости эквивалентных напряжений в опасной точке сильфонов от толщины оболочки имеют минимум. Однако при малых толщинах оболочки мете 1,5 мм сильфонных уплотнений значительно изменяют свои размеры и форму. Поэтому рациональной толщиной оболочек сильфонных уплотнений была принята величина, равная 3 мм.

Исследования влияния несткости розпш на напрягенно-дефорглд-рованное состояние оболочек сильфонов показали, что с возрастанием модуля упругости резшш напряжения увеличиваются по закону, близкому к линейному.

Дальнейшие теоретичесгае исследования показали, что вследствие вязкоупругости, по окончании первого года эксплуатации напряжения в сильфонных уплотнениях снижаются на 30*34/£. Затем темп снижения напряжений уменьшается. По истечении двух и-трех лет . эксплуатации напряжения уменьшаются соответственно на .38+43 и 42x47$.

Проведенное сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований перемещении что расхождения меаду ними составляют 43 %.

Применение сильфонов-в качестве уплотнителышх элементов гидравлических гасителей колебаний вносит изменения в пх рабочий ° процесс. Поэтому на третьем этапе был проведен комплекс экспериментальных исследований функциональных качеств гидравлических гасителей колебаний с сильфонвда уплотнением."

Первоначально были исследованы процессы циркуляции воздушно-масляной смеси в рекуперативной и сильфонной камерах гасителя колебаний. Испытано две схемы уплотнений гидравлического демпфера,

созданного на базе прибора системы МКЗ. В первом варианте уплотнение било выполнено в виде сильфона из прозрачного материала марта "Фгоропласт-2М". Второй вариант уплотнения включал в себя вместе с сильфоном также макетное уплотнение. С целью сокращения количества огштов была применена методика рационального планирования эксперимента.

В результате проведения эксперимента было установлено, что для предотвращения скопления рабочей жидкости в сильфонной полости гасителя колебаний с первым вариантом уплотнения общая площадь каналов, соединяющих сильфонную и рекуперативную камеры, должна составлять не менее 56,5 мм*\ Применение второго варианта уплотнения позволяет уменьшить сечение данных кагалов до величины

23,4 т.? при общей площади каналов второй группы, соединяющих

о

предманяетную и рекуперативную камеры, равной 80 мм.

На основе проведенных исследований было установлено, что при рациональных размерах каналов в направляющей втулке скопления рабочей жидкости в сильфонной полости не происходит, оболочка сильфона нагружена давлением Еоздуха. Поэтому были проведали экспериментальные исследования по определению внутреннего давления в сильфоне при установке его на гидравлическом гасителе колебаний. В результате проведенных исследований получены экспериментальные зависимости внутреннего давления от статического перемещения, частоты и амплитуды динамического перемещения поршня. Сопоставление теоретических величин полного давления в сильфонной полости я экспериментальных значений показало, что расхоздения между ними составляют 7*9%.

Для определения демпфирующей способности гидравлических гасителей колебаний с спльфоншм уплотнением вагонов метро и пассажирских вагонов были проведены экспериментальные исследования на динамическом стенде. Была выявлены рациональные уровни рабочей жид-

кости в гасителях колебаний (соответственно 0,48 л и 0,95 л), при которых они выполняют свои функциональные качества.

Относительно большой ход гидравлического гасителя колебаний пассажирского вагона требует постановки сильфонных уплотнений о большим количеством гофр и способствует появлению завышенного положительного или отрицательного избыточного давления соответственно при сжатии или растяжении прибора. Это приводит впоследствии к потере устойчивости и снижению срока службы сильфона. С целью исключения этого недостатка была предложена конструкция гидрофрикционного гидравлического гасителя колебаний с сильфон-ным уплотнением, на которую было получено положительное решение ВНШШ1Э по заявке № 4804575/28 о выдаче авторского свидетельства. Стендовые испытания показали, что разработанная конструкция гидравлического гасителя колебаний исключает относительно большие перепады положительного или отрицательного избыточного давления в сильфонной полости и обеспечивает условия работы уплотнения боз потери устойчивости.

Положительные результаты теоретических и экспериментальных исследований по определению нагруженности и прочности сильфонных уплотнений гидравлических гасителей колебаний позволили начать испытания по оценке их долговечности. Поэтому на четвертом этапе были проведены ресурсные испытания сильфонных уплотнений. Первоначально испытывались сильфонные уплотнения на ресурсных стендах в гармоническом режиме нагруження с амплитудами 10, 20, 30 мм при частоте 4*8 Гц. Испытания показали, что зависимость числа циклов до разрушения от амплитуды нагрукения сильфонов имеет практически линейный характер. В момент разрыва жесткость резины сильфонного уплотнения уменьшается ва 50%.

При проведении сравнительных испытаний гидравлических гасителей колебаний метро исследовались ресурс и работоспособность

сильфонных и манжетных уплотнений. Ресурсные испытания проводились га динамическом четырехпозицпонном стевде. Для поддержания температурного режима гасителей колебаний применялось принудительное водяное охлаждение. Режим силового воздействия на гасители колебаний выбирался на основе анализа амплитудно-частотной характеристики колебательного процесса, полученной при динамических испытаниях вагона метрополитена. За основу был принят режим нагружения прибора при частоте колебаний 1т2 Гц, амплитуде

7 юл, статическом смещении штока 40 мл с регулярными перерывами силового воздействия, имитирующими стоянки вагона. Испытания показали, что в начальный период испытаний (до 2 млн.циклов) скорость снижения параметра сопротивления для гасителей колебаний одинакова, а для прибора с сильфонным уплотнением эта величина практически не изменялась' m всем протяжении испытаний. С увеличением наработки гасителей колебаний с манжетным уплотнением скорости течи и снижения параметра сопротивления возрастают. Величина утечки рабочей жидкости за весь период испытаний типовых демпферов составила 5,3-10~®м3, а снижения параметра сопротивления -8,5 кН'с/м. У гасителей колебаний с сильфонным уплотнением по окончании испытаний параметр сопротивления уменьшился на

3,3 кН-с/м.

На последнем этапе в I98I-I99I гг. на Ленинградском метрополитене и Свердловской железной дорого были проведены эксплуатационные испытания гидравлических гасителей колебаний с сильфонным уплотнением. Испытания показали, что срок службы сильфонного уплотнения гидравлического гасителя колебаний вагона метро составил

8 лет. Сроки службы сильфонных уплотнений гидравлических гасителей колебаний пассажирских вагонов местного и дальнего сообщения соответственно составили около 3 лет и более 2 лет.

ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРУШШОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПШКО^ОБОЛОЧюГ" ГИДРОВСТАВКИ ПОГЛОЩАЮЩЕГО АППАРАТА. Освоение ежегодно возрастающего грузооборота требует повышения провозной и пропускной способности железных дорог на основе увеличения массы и скоростей движения поездов и ускорения переработки вагонов на сортировочных станциях. При отом обеспечение сохранности вагонов является одной из еояных задач транспорта. Характер повреждений и срок службы вагонов в значительной степей определяются уровнем действующих на mix продольных сил и эффективностью устройств продольной амортизации.

Пружинно-фрикционные поглощающие аппараты, которыми оборудован современный отечественный пар:: грузовых вагонов, имеет энергоемкость 55+65 кДа . Эта величина не обеспечивает надежной защиты Еагонов и перевозимых грузов во всем диапазоне скоростей соударений, тлеющих место в эксплуатации.

С учетом тевденции роста осевой нагрузки вагонов, увеличения массы поездов и интенсификации сортировочной работы требуемая ■ энергоемкость перспективных поглощающих аппаратов для четырех-п восьмиосных вагонов должна составлять соответственно is менее 100 и 160 вДж. Среди многообразия конструкций продольных демпферов вагонов наиболее перспективны,и являются гвдрофршециошше поглощающие аппараты. Они объединяют в себе положительные качества фрикционных поглощающих аппаратов в режимах квазцстатического нагрунения и преимущества гидравлических поглощающих аппаратов при ударных процессах их сжатия. Конструкции гидрофрикционных поглощающих аппаратов состоят из фрикционной и гидравлической (гидровставки) частей. Одним из ответственных элементов гидровставки является гибкая оболочка чулочного типа. Поэтому в дальнейшем предложенная в диссертации методика расчета гибких элементов была применена к исследованию нал ряже нно-деформированного со-

стояния оболочек гидровставок поглощающих аппаратов.

На первом этапа были проведана теоротическио исследования / нагружонкостл и прочности гибких элементов гпдровсталок. В конструкциях гэдровставок применяются гибкио оболочки как однослой-ш;э, так и многослойные, армирогагаиэ различными ииютл. Идя построения модели деформирования трехслойной оболочки использовался кинематический подход, в основу которого были полонены гипотезы о распределении перемещений по толщинам слоев оболочки. Использовались следующие гипотезы:

в процессо деформаций прямолинейные и нормальные к исходной поверхности оболочки волокна поворачиваются как жесткое целое па некоторый угол, не изменяя при этом своей длины л не оставаясь перпендикулярными к деформированной поверхности;

нормальные напряжения, действующие на площадках, паратаель-ных площадка!,1 исходной поверхгости, пренебрежимо маты по сразно-ншо с другиш компонентами тетора напряжений.

Гибкая оболочка представлялась как безынерционная система. В соответствии с методом кокечшх элементов оболочка заменялась набором дискретных (конечных) трехслойных осескшетрзчшх элементов, геометрия которых при нагружен™ изменялась.

Внутреппэе давлешо являлось функцией объема поступающей жвдкостп, хода итога и упругих свойств гибкой конструкция. Для кандого положения птока относительно цшшндра вычислялся первоначально внутренний объем оболочкп, соответствующий пулевому избыточному давлению, п объем жидкости, поступающий внутрь ее. После этого давление увеличивалось ступенями и на каждом саго вычислялись внутренний объем оболочкп п приращения напряжений в ней,' Увеличение давления осуществлялось до того уровня, при котором внутренний объем под оболочкой обеспечивал размещение жидкости, поступившей из цилиндра при соответствующем значении хо-

да штока.

При полу чаши матрицы жесткости .многослойного армированного конечного элемента упругие параметры определялись через постоянные и объемные доли компонентов

(23)

(24)

(25)

trfEB+(1-flíM; í¿ % ÍTí^rn- ППШо-V/J;

где . Ев,Va - модуль упругости и коэффициент Пуассона волокна; Efii^M - модуль упругости и коэффициент Пуассона связую-. щого;

f - коэффициент армирования, характеризущий относи-, тельное объемное содержание волокна в слое. Матрица направления армирования представлялась в виде COSV Sinür 0 0 $UW X0S¿4> ■ о о О О CO&V Sln24> О 0 Sín¿4> COSт где Y - угол армирования, который образует волокно армирования с круговой координатой. Матрица упругости многослойшго элемента была представлена в виде

где К - количество слоев в оболочке.

[Т]=

(26)

(27)

[Q-

Ы о о- [ej

(28)

Матрица аеоткости коночного злено ста (Зила "получека путем / численного интегрирования выражения вида /

А)

О Н-1 __ /

Для определения напряжений в волокнах и матрице использова-

/

лись зависимости следувдего вида

/

й ,г - Ев-б«Ы«£в - УйЕ„)6а>. пт>

—Ьь+Н-Т)^-' (31)

(32)

где _ полные напряжения в слое оболочка.

Полученные зависимости были положены в основу при разработке алгоритма и программы расчета гибких оболочек гидровставок.

На втором этапе с использованием разработанной программы исследовалось напряженно-деформированное состояние гибких элементов гидровставок поглощающих аппаратов ПР5-4 и ПМКГ-НО. Было разработано три варианта гибких элементов гидровставок. Исследования гибких оболочек без армирования показали, что при нагруже-нии они испытывают относительно большие радиальные деформации. В связи со стесненными условиями работы гибких оболочек, это отрицательно сказывается на их работе. Было выявлено, что наиболее нагруженными являются зоны крепления и выворачивания оболочек, а также границы перехода от цилиндрических участков к ионическим. Максимальные напряжения в оболочках с модулем упругости розины ЗШа достигают 2,6 ЖГа. При модуле упругости 5 Ша напряжения 1а 15$ выше.

Исследованиями показано, что возможность варьирования углом армирования (б° 6 У4 30°) позволило выбрать рациональные схемы,

исключающие больше поперечные деформации и стесненные условия работы гибких оболочек. Выявлено, что уровень поперечных деформаций армированных оболочек в 1,3+1,35 раза ниже, чем резиновых. Получены зависимости максимальных эквивалентных напряжений от угла армирования. Выявлено, что при угле армировать Ч^ЗЗ0 максимальные эквивалентные напряжения в оболочке имеют минимальные значения;-'

При изменении модуля упругости армирующего материала в диапазоне от 10 до 100 Ша эквивалентные напряжения в опасных точках оболочек изменяются по закону, близкому к линейному, и достигают 10,5 Ша.

В исследованиях величина коэффициента армирования изменялась в диапазоне^ 04 0,8 . При увеличении коэффициента армирования максимальные эквивалентные напряжения возрастают по "• линейному закону до величины 10 Ша.

Изменение модуля упругости резины от 0,ьЕ,0 до 7приводит к линейному изменению максимальных эквивалентных напряжений в оболочке, которые при этом достигают величины, равной 14 Ша. Сопоставление результатов теоретических расчетов с экспериментальными значениями перемещений показали, что расхождения между ниш составляют 6*852.'

На третьем этапе был проведен комплекс экспериментальных исследований по определению влияния высоких и низких температур и агрессивных сред на физико-механические характеристики материалов гибких оболочек годровсгавок. Показано, что применение армирования материалов позволяет повысить их устойчивость к воздействию низких температур и агрессивных сред.

На четвертом этапе были проведены ресурсные испытания гибких оболочек гидровставок. В гибких оболочках наиболее напряженными являются зоны выворачивания, работающие на изгиб. Поэтому

первоначально бы?и исследованы образцы гибких элементов на многократный изгиб до появления трещин. Испытаниям подвергаллсь образца материалов, изготовленные из резины и армированные капроновой тканыа. Сравнительная оценка результатов испытаний показала, что усталостно-прочкостше свойства материалов гибких оболочек зависят от их физико-механических характеристик. Применение армирования позволяет увеличить усталостцую выносливость гибких оболочек в 12*14 раз.

Затем проводились ресурсные испытания гибких оболочек гидровставок при различных температурах окружающей среды. Для проведения испытаний был разработан и изготовлен специальный стевд.-' Ресурсные испытания гибких оболочек проводились в климатической камере, позволяющей поддерживать температурило режимы в диапазоне -|50 * -60°С. Причиной выхода из строя гибких оболочок являлось появление трещин в зоно выворачивания длиной 10*20 мм, глубиной -1,5+2,0 мм. Характер и расположеше трещин свидетельствует, что причиной их появления явились высокие напряжения по поперечным площадка?.!. Кроме того, сказывается раз рушащее воздействие масла. По результатам испыташй построены графики зависимости долговечности гибких оболочек от температуры окружающей среды. Анализ полученных зависимостей показал, что наибольшим ресурсом обладают гибкие оболочки со следующими характеристиками материалов: дадуль упругости резины Ер = 3 Ша, модуль упругости капрона 35 Ша, угол армирования У = 30°, коэффициент армирования "¡р « 0,75. Их ресурс составил 155+160 тыс.циклов.

Сравнения результатов испыташй показали, что применение армирования позволило увеличить ресурс гибких оболочок в 16+20 раз, уменьшение модуля упругости резиш (от 5 Ша до 3 Ша) увеличило ресурс гибкой оболочки в 2,2+2,4 раза. Кроме того, установлено, что ресуро гибких оболочек существенно зависит от пест-

кости армирующего материала и от направления армирования."

На основе проведенных ресурсных испытаний и анализа продольной нагруженности вагонов был определен ориентировочный срок службы гибких оболочек гвдровставок в условиях эксплуатации, который составил 6,5+6,7 лет."

В дальнейшем-были изготовлены опытные партии гибких оболочек с рациональными параметрами и ими были оборудованы поглощающие аппараты.- Поэтому на пятом этапе совместно с Брянским институтом транспортного машиностроения был проведен комплекс испытаний по выявлению влияния гибких оболочек на работоспособность амортизаторов удара рефрижераторного подвижного состава.

Копровые испытания гидровставки показали, что ее силовая характеристика имеет крутой фронт нарастания силы сопротивления. Максимальные силы сопротивления равны 0,3*0,35 МН и соответствовали ходу 30+40 мм. Энергоемкость при этом составила 20+25 кДж.

Ударные испытания" гидрофрикционных поглощалцих аппаратов с опытной уидровставкой позволили получить их силовые характеристики, отличающиеся повышенной полнотой и лишенные скачков сил сопротивления, характерных для фрикционных амортизаторов удара. Энергоемкость аппарата составила 120+130 кПд при коэффициенте полноты 0,5+0,6.

После этого были проведены поездные ударные испытания гидрофрикционного поглощающего аппарата с опытной гидровставкой, установленного на рефрижераторный вагон. Соударения вагонов производились на прямом участке пути посредством накатывания тепловозом вагона-бойка на испытываемый вагон. Анализ осциллограмм ударного сжатия аппарата показал, что они лишены резких скачков и срывов, имеют плавный характер. При этом силовые характеристики обладали повышенной полнотой и энергоемкостью. Полученное значение энергоемкости аппарата составила 140 кДж.

Для проведения эксплуатационных испытаний на ПО "Уралвагон-завод" и ПО "Брянский машиностроительный завод" были изготовлены и установлены на вагоны опытные партии гидрофрикционных поглощающих аппаратов. Испытания первого этапа дали положительные результаты.

ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРУЯЕШОСТИ ГИБКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ГРУЗОВ В ВАГОНАХ' И АМОРТИЗАЦИИ ПРОДОЛЬНЫХ НАГРУЗОК. Современные условия эксплуатации грузового подвижного состава характеризуются увеличением массы поездов и статической нагрузки вагонов, повышением скоростей движения поездов и соударения вагонов в ходе маневровых соударений. Динамическая нагруженность вагонов и сохранность перевозимых грузов во многом определяются их инерционными, жестко стшми и демпфирующими параметрами.'

Одним из перспективных направлений снижения динамических нагрузок в системе вагон-крепление-груз является применение, в качестве элементов крепления пакетируемого груза, гибких оболочек, изготавливаемых из высокопрочных резинокордных материалов; Поэтому в данной работе была изучена эффективность использования гибких оболочечных элементов крепления грузов в вагонах с целью снижения их динамической нагруженности.

На первом этапе были проведены экспериментальные исследования на физической модели по изучению особенностей взаимодействия системы вагон-гибкая оболочка-груз. Было испытано пять схем крепления груза. При испытании первых трех схем модель вагона загружалась в виде пакетов с щебнем, в двух последних схемах в кузов модели вагона устанавливался один контейнер, заполненный щебнем. В первых трех схемах пакеты с щебнем устанавливались в три яруса. Крепление груза в первой и во второй схемах осуществлялось с помощью гибких оболочечных элементов, установленных между пакетами грузов посредине кузова модели вагона." Для креп-

ло1шя груза в третьей схема на месте гибких оболочек устанавливались Еосткие деревянные брусья. В четвертой схеме крепление груза осуществлялось с помощью гибких элементов, установленных между торцевыми стенками моделей кузова вагона и контейнера. При кроплении груза по пятой схеме применялись жесткие деревянные брусья.

Анализ нагруженности модели вагона показал, что при креплении грузов с использованием гибких оболочечшх элементов в первой и второй схемах при скоростях соударений 0,540,7 м/с (что соответствует натурным скоростям соударений 748 юл/ч) суммарные нагрузки Еа торцевую стенку уменьшились на 22*31$ и 14+21$ по сравнению с жестккл креплением. При скорости соударения 1,3 м/с (натурная - 15 ил/ч) эти расхождения уменьшились и стали равными соотззтстезшю 5+7$ п 6+10$.

Сравшшя уровней нэхруженностл модели вагона с четвертой к пятой схзкамп краплений груза выявили, что применение гибких оболочечшх элементов крепления позволяет снизить уровень нагрузок на торцевую стенку на 28+46$.

В дальнейшем с учетом теории подобия были рекомендованы рациональные уровни начальных давлений в натурных гибких элементах крепления грузов в вагонах.

На втором этапе на основе экспериментов на моделях была предложена математическая модель исследования нагруженности и напряженно-деформированного состояния натурной конструкции гибкого оболочечюго элемента крепления' груза.

Вследствие того, что гибкая оболочка представляет собой сложную геометрически изменяемую в процессе нагружения конструкцию, то задача определения напряженно-деформированного состояния решалась с помощью предложенного во второй главе дельта-метода. Для дискретизации конструкции использовались треугольные конеч-

J7

;шо элементы произвольной формы. Прп выводе уравнений применялась система L -координат. Использовались функции фор;,-л для перемещений в плоскости и из плоскости конечного элемента следующих видов

и о и. О L3 О О L, О U О U

(33)

[(2 fzi f« fa fa .^55]; (34)

f„= lAi+LU+UL* - ll-LD;

fiz^-Ца (Lfli+0,SL,L2Ls) +y31(L3

fa=-хМ1г+0,5Цг1з) lUL* +0,5LtLzL3);

хл,=хй-х,;

где X/} - декартовы координаты узлов конечного

элемента;

Lf,/^Zj-¿-ко ординаты конэчшго элемента. Остальшо компоненты матрицы И были получены циклической перестановкой индексов.

Матрица направления армирования принималась в вида

" cos2V st/l2^ -ZU12V ' slhcosAV siti2v • (35)

stn 2V/2. -sm24/2 cosiV \

Матрицы жесткости пра плоском и пзгнбшм напряженных состояниях находились путей численного интегрирования следующих выражений

[т] =

где (1еЬ 3 - детерминант якобиана преобразования координат.

Приращение давленая на т*1 -оы шаге нагруиения определялось по формуле

(38)

где рн - начальное давление в пкевмоэлемента;

V, - начальный внутренний объем пневмоэлемэнта;

V - внутренний объем пкевмоэлемента после Я? -го шага нагрудения.

На основе полученных зависимостей была разработаны алгоритм и программа расчета жесткостных и прочностных качеств гибких оболочечных элементов крепления груза в вагонах. ,

На третьем этапе были проведены теоретические и экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния гибких двух- п трехполостных пгамвоэлеыентов крепления грузов в вагонах. Силовой каркас резинокордных оболочек собирался из четырех слоев кордной капроновой ткани. Для обеспечения одинаковой нагруненности слоев выполнялось условие

сов^+со^^-^? (39)

где ^^ ~ углы, которые образует корды с осыо ординат.

Исследования показали, что максимальные напряжения в резиновых и кордовых слоях трехполостного пневмоэлемента меньше, чем двухполостного соответственно на 25+30$ и 7+9$. Кроме того, напряжения в зонах закругления больше, чем в плоских участках соответственно в резиновых и кордовых слоях на 32+7155 и 9+13$.

При экспериментальном определении деформированного состояния нагружение пневмоэлементов осуществлялось с помощью гидравлического пресса. Проведенное сопоставление показало, что расхождения между теоретическими и экспериментальными значениями ве-

личин отличаются по деформациям на 9*13$, по нагрузкам на 15+21$.

На четвертом этапе на Северной железной дороге были проведены сравнительные натурные ударные испытапия крытого вагона с гибкими оболочечннми и жесткими распоршмл элементами крепления груза в пакетах. /

В результате проведения ударных испытаний были выявлены следующие преимущества применения гибких элементов крепления грузов в вагонах:

нагрузка в контакте гибкий элемент - груз распределяются более равномерно за счет увеличения площади контакта, что повышает сохранность перевозимого груза;

смещения груза а время, в течение которого они проходят, увеличиваются. Это способствует уменьшению ппзрцнонных нагрузок, действующих в системе вагон - груз и увеличивает энергию, которая рассеивается за счет трения в контакте груз - вагон;

остаточные смещения груза минимальные или отрицательные, т.е. после удара восстанавливаются зазоры между пакетами, что способствует снижению суммарной нагрузки на торцовую стенку вагона. Кроме того, снижается опасность завала груза в торцовой части вагона при обратном ударе;

повышается устойчивость отдельных единиц груза вследствие раздвпгавдего эффекта при подаче воздуха в пневмоэлемешы.

Из анализа уровней нагруженностп вагона следует, что при упругом креплении с использованием гибких оболочек нагрузка на торцевую стенку на уровне первого яруса уменьшилась в 1,3*1,5 раз. Причем с увеличением староста соударения это расхождение уменьшалось.

Испытания первой схемы крепления груза показали, что при скорости соударения 10,5 км/ч давление воздуха в верхнем элементе возрастает до 0,25 Ша, 'а в нижнем - до 0,125 Ша. Использо-

ко

вание второй схемы крепления груза показало, что при этой же скорости соударения давление» в пневмоэлеглентах достигаэт 0,17 №а. Уровень погруженности гибких элементов при скорости соударения вагонов 746 км/ч такой ко, как и для жесткого распорного крепления. Однако, с увеличением скорости соударения нагрузка на гибкие элементы снижается»-

ИССЛЕДОВАНИЕ НАДОКЕННОСТИ И ПРОЧНОСТИ ШМОНОВ-СУФЛЕ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ. В настоящее врёгл для уплотнэная межвагошшх соединений в отечественных и зарубежных конструкциях применяются резиновые баллоны, представляющие собой трубы из листовой резины, гогорие закрепляются ка торцовых стенах. В эксплуатации рэзшюдяэ баллош-суфдо подвораеш воздействию солнечного облучения, атмос- -форгаго шелорода, озопа, осадков и т.д.' При движении вагонов баллона пештшаэт порохуларше дпшмачеокио деформации сжатия п пзх'иба. Кроме того, сворачивание листовой резины в трубы обуславливает постоянную статическую деформацию растяжения наружного и сжатия внутреннего поверхностных слоев. Вследствие этого баллоны-суфле разрушаются под действием как механического нагружения, так и внешних воздействий. В дальнейшем на основе анализа повреждений, разработанной методики расчета и проведенных стендовых ресурсных и эксплуатационных испытаний предложены варианты баллонов-суфле с повышенной надежностью.'

На первом этапе произведен анализ технического состояния баллонов-суфле пассажирских вагонов в эксплуатации. Первоначально в вагонных депо были проведены наблюдения за техническим состоянием баллонов отечественных вагонов и постройки ГДР в период их межремонтной эксплуатации.

Наиболее характерные неисправности и повреждения баллонов-суфле были классифицированы следующим образом: проколы и пробоины;

разрывы;

износы (сквозной и несквозкоЗ);

разрывы и вырывы на ушготнптельком клапана;

трещины озо1шого старения.

В результате проведения наблюдений было установлено, шй паибольшее число неисправностей по суфле как для отечественных вагонов, так п для вагонов постройки ГДР приводилось на боковые о'аллош п составляло соответственно 73,2$ и 90$ от общего числа повреждений. При этом доминирующей их неисправностью, составляющей1 соответственно 39,4$ и 50^, является разрушение боковых уп-лотштелылх клапапов. Неисправности по верхнему баллону для вагонов ГДР составили 10$. На верхние баллоны отечественного производства приходилось 26,8% всех неисправностей.

Проведенные обследования технического состояния суфле вагонов СССР п ГДР постройки 1972-1986 гг., поступивших в доповскзй ремонт, показали, что баллоны отечественных вагонов разрушаются в два раза быстрое, чем вагонов ГДР на всем интервале времепи эксплуатации. Кроме того, были выявлены основные причины появления повреждений баллопов-суфлэ:

разрушение из-за производственных дефектов; механические повреддепия; усталостные разрушения; изнашивание.

На втором этапе была разработана методика и исследовано напряженно-деформированное состояние баллонов-суфле. При исследовании напряженно-деформированного состоя1ия гибких арллрованных баллонов использовался треугольный конечный элемент, характеристика которого были получены ранее. Напряяенно-деформированное состояние однослойных оболочек баллонов-суфле исследовалось с помощью восьмиузлоБых объемных конечных элементов в виде произволь-

п=

Г о о о о г"

' I.

о о о

о о г/

гг о

о

о г о

О О Гг

Ш)

ной призмы. Матрица функций формы конечного элемента представлялась в виде

Ч

О

о о гГ л л г(т1

При определении напряжений в узле крепления использовались четырехугольные конечные элементы произвольной формы.

При работе баллоны-суфле испытывают различные виды нагруже-ния, обусловленные относительными смещениями и поворотами. Поэтому при первом и втором видах нагрунения баллонов (скручивание и ' относительное подкатив) осуществлялось кинематически, а составляющие приращения вектора узловых нагрузок принимались равными ■ нулю. При видах нагружения, где присутствовали относительные смещения баллонов, составляющие вектора приращения узловых нагрузок находились с учетом сил трения, возникающих в контакте. Трение описывалось законом Кулона.

Относительные смещения в узлах на поверхности контакта отсутствовали, если выполнялось условие

I Ъ\<{гр бк,

где |ТК| - касательное напряжение на поверхности контакта; .ртр - коэффициент трения резины по резине; (ок - нормальное напряжение на поверхности контакта.

При описании вязко-упругих свойств материала использовалась обобщенная трехэлементная модель Максвелла. Для определения матрицы вязкости использовалась зависимость вида (при коэффициенте вязкости материала П )

се

43

ООО' О О О ООО 3 0 0' О 5 О О 0 3 _

На основе проведенных исследований была выбрана рациональная толщина оболочки баллона-суфле, равная 7,4 мм.

Сравнение результатов теоретических исследований с экспериментом показало, что расхождение между ними составляет 12$.

На третьем этапе были проведены стендовые и эксплуатационше ресурсные испытания баллонов-суфле серийной и усовершенствованной армированной капроном конструкций. Для проведения ресурсных испытаний баллонов был разработан и изготовлен стевд, на конструкцию которого было получено положительное решение ВНИИ ШЭ по заявке № 4812212/11 о выдаче авторского свидетельства. В результате проведения сравнительных ресурсных испытаний были получены следующие результаты:

среднее число циклов тгружения до отказа армированных баллонов-суфле в 2,5+3 раза больше, чем серийных;

износостойкость обкладочной резины опытных баллонов-суфле в 1,7 раза выше, чем серийных;

резино-корцная конструкция баллонов-суфле практически исключила такой механизм их разрушения, как появление и рост в резине магистральных усталостных трещин (разрывы баллонов), характерный для серийных конструкций.

В дальнейшем на ПО "Тверской вагоностроительный завод" опытными баллонами-суфле было оборудовано 14 вагонов, которые в настоящее время эксплуатируются на Октябрьской, Московской и Свердловской железных дорогах. В результате проведения первого клглссион-

[сГ4

1 -0,5 -0,5

0 1 0

0 0 1

0 0 0

0 0 0

0 0 0

ного осмотра после полугодовой эксплуатации было установлено, что на опытных баллонах повреждений на обнаружено.'

РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ВАГО-ЮВ ИЗ ВЖОКОаЛАСТИЧНШС МАТЕРИАЛОВ. Произведено технико-экономическое обосюваше примонэшш конструктивных элементов вагонов из высокоэластичных вязкоупругих материалов. Общий экономический эффект от принятия рекомендаций и праютического использования результатов диссертационной работы составил I млн. 564 тыс.рублей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные теоретические и экспориментальшо псслэдовагая госеоллэт сделать следующие выводы к рекомовдаппг..

X. и^кзйодоп апшшз применения одпослоГ.шх н шзгоилоШых ю яьс-огооквстичнв: вязкоупругих материалов на желез-•..••.• под" ' v:-. Нокаьаю, что изучение всего много-

сорсзх:. ь&лэчзташ: иэкотдекцил из высокоэластичных вязкоупру-гих материалов может быть сведено к четырем обобщенным схемам в виде сильфока, элемента чулочного типа, резервуара и баллона.

2. Показага, что пршздшиачькой особенностью работы оболо-чечних конструкций вагонов из высокоэластичных материалов является Езаямосаязь формы и действующих нагрузок.

3. Предложена обобщенная математическая модель, позволяющая исследовать кагруженкость и прочность оболочечных конструкций вагонов из высокоэластичных вязкоупругих материалов,как геомет-ричэс1и: нзлпкейшх безынерционных систем с изменяющимися во временя упругими характеристиками;

4. Получены зависимости, определяющие в общем Еиде матрицы, характеризующие влияние температуры, жидких агрессивных сред и времени эксплуатации на прочностные качества оболочечных конструкций вагонов из высокоэластичшх материалов.

5. Разработана конечно-элементная геомэтрически нелинейная математическая модель для прогнозирования нагрузкенностп и напря^-женго-деформированного состояния сильфошых уплотпенай гидравлических гасителей колебаний с учетом вязкоупругостп материала ,и различных граничных условий.

6. Исследовано теоретически и экспериментально влияние формы, толщины, схем кропления оболочки и вязкоупругих свойств материалов на нагруженкость и прочность спльфонных уплотнений. Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований показано их удовлетворительное совпадение, расяозденпя составляют не более 13$.

7. Изучены экспершентально процессы циркуляции рабочей жидкости в сильфогаюй полости гасителя колебаний. Установлено, что для обеспечения работоспособности гасителя колебаний с спльфон-ным уплотнением и манжетой необходимо наличие двух групп каналов, соединяющих сильфонную и предманжетную камеры с рекуперативной. Показано, что для гасителей колебаний возможно создание безманжетного спльфоиного уплотнения.' Для гасителей колебаний системы ММЗ площадь каналов, соединяющих сильфонную и рекуперативную камеры, должна составлять не менее 56,5-юЛ)2.

8. Предложены конструкции гасителей колебаний с сильфонным уплотнением и их элементов, на которые получены авторское свидетельство № 261925 и положительные решения ВНИИГОЭ по заявкам

№№ 4641363/28, 4804575/28, 4821852/28 о выдаче авторских свидетельств.

9. Проведены комплексные стендовые п эксплуатационные ресурсные испытания, которые показали, что сроки службы сильфошшх уплотнений составляют: для гасителей колебаний системы ШЗ - 8 лет, для гасителей колебаний пассажирских вагонов местного сообщения -около 3 лет, дальнего следования - более 2 лет.

10. Разработана уточненная методика расчета однослойных и многослойных оболочек гидровставок поглощающих аппаратов, учитывающая геометрическую нелинейность и позволяющая производить исследования их напряженно-деформированного состояния с учетом схем армирования, особенностей крепления и приложения нагрузок.

11. Проведено-исследование прочности гибких элементов гидровставок. Установлено влияние формы, толщины оболочки, угла армирования и модулей упругости материалов на величину максимальных напряжений оболочек.

12. Изучено влияние эксплуатационных факторов на физико-механические характеристики материалов гибких оболочек гидровставок. Выявлены зависимости модуля упругости материалов от воздействий масла, температуры и старения.

13. Исследованы усталостные свойства материалов гибких оболочек. Показано, что применение армирования материалов позволяет увеличить их усталостную выносливость в 12+14 раз.

14. Выбраны рациональные параметры гибких оболочек гидровставок поглощающих аппаратов. Установлено, что ресурс гибких оболочек с параметрами Е,0= 3 Ша, £а = 35 Ша, у = 30°,^ = 0,75 составил 155-160 тыс.цпклов, что соответствует 6,5*6,7 годам эксплуатации поглощающих аппаратов.

15. Изучены экспериментально особенности взаимодействия системы вагон-гибкое пневмооболочечное крепление-груз при продольном ударном нагружении.

16.' Разработана математическая модель для исследования на-грукенности и прочности гибких многослойных армированных оболочек пневмоэлементов крепления грузов в вагонах.

17. Проведено исследование напряженно-деформированного состояния гибких двух- и трехполостных элементов крепления грузов ' в вагонах. Выявлено влияние упругих сеойств материалов пневмо-

элементов на их прочностные качества.

18. Предложены две схемы крепления грузов в крытых вагонах: с поярусным размещением гибких пневмоэлементов и с установкой их между первым и вторым ярусами пакетов в два ряда по ширине вагона. Установлено, что при скорости соударения, равной 10,5 км/ч, в первой схеме крепления полное избыточное давление воздуха в верхнем пневмоэлементе достигает 0,25 МПа, а в нижнем - 0,125 МПа,

во второй схеме оба пневмоэлемента при этом испытывают избыточное давление 0,17 Ша.

19. Показано, что использование гибких пневмоэлементов крепления пакетов по сравнению с жестким распорным креплением при скорости соударения 7+8 км/ч снижает на 13*15$ уровень нагружен-ности торцовой стены крытого вагона.

20. Произведен анализ технического состояния серийных баллонов-суфле пассажирских вагонов в эксплуатации. Установлено, что число отказов и неисправностей за I млн. мл пробега на один отечественный Еагон составило 1,33, а для вагонов постройки ГДР -1,07. Наибольшее число неисправностей по резиновым элементам баллонов-суфле как для отечественных вагонов (73,2$), так и для вагонов постройки ГДР (90$) приходится на боковые баллоны.

21. Разработана методика и исследована напряженно-деформированное состояние баллонов-суфле пассажирских вагонов при различных режимах нагружения. Сопоставление теоретических и экспериментальных значений перемещений точек поверхности баллонов-суфле показало, что расхождения между шили составляют не более 12$.

22. Проведены стендовые ресурсные испытания, которые показали, что ресурс опытных баллонов-суфле в 2*3 раза больпе, чем серийных. Эксплуатационные испытана?: первого этапа армированных баллонов-суфле дали положительные результаты.

23. Результаты работы внедрены:

нь

на Свердловской железной дороге, и Ленметрополитене при модернизации гидравлических гасителей колебаний;

на ПО "Тверской вагоностроительный завод" при создании перспективных гидравлических гасителей колебаний и баллонов-суфле пассажирских вагонов;

на ПО "Уралвагонзавод" и ПО "Брянский машиностроительный завод" при создании перспективных поглощающих аппаратов;

на ТПО "Ленгорэлектротранс" при модернизации подвески троллейбусов;

в учебном процессе УЭШШТа.

Обазй годовой экономический- эффект равен I млн.554 тыс.рублей.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Бачурин Н.С. Методика расчета гибких элементов подвижного состава с учетом наследственности и анизотропии материала// Проблемы развития и эксплуатации железных дорог. Межвуз.сб.науч. тр. / ШИТ. М.,-1990. С.11-19.

2. Бачурин Н.С. Общая методика расчета и проектирования гибких осесимметричных элементов подвижного состава// Р01ЛТЕСН-

А/1КА ът-къи.иыпч микош. Мг.тчлтьрощ ЕЕШТ РИЕТШТУ Ш\л/ГСЕ i990.-SU.9~26.

3. Бачурин Н.С. Анализ и классификация гибких конструктивных элементов//Повышение эффективности проектирования, эксплуатации и организации ремонта дорожных, строительных и путевых машин. МеяЕуз.сб.науч.тр./ЛИИЕТ, ' Л., 1991. - С.42-47.

4. Бачурин Н.С. Определение давления в сильфонной полости гидравлического гасителя колебаний // Совершенствование технического обслуживания, ремонта и конструкции вагонов. Цежзуз.сб.науч.

k9

тр./Белор.ин-т инж. ж-д тр-та. Гомель, 1991. - С.17-20.

5. Бачурин Н.С. Прогнозирование нагруженности и прочности гибких элементов железнодорожного подвижного состава//Расчет и управление надежностью больших механических систем. Инбормац. матер. Всесоюзн.шк./УРО АН СССР. Свердловск. 1990. - С.202. .

6. Бачурин Н.С. Выбор конструктивных схем сильфонных уплотнений гидравлических гасителей колебаний вагонов/А.-д.транспорт: IS/ВИНИГИ. М., 1985, № 8. - С.116.

7. Бачурин Н.С. Нагруженность, прочность и долговечность гибких оболочечных конструкций подвижного состава//Вопросы качества, надежности, прочности и долговечности машиностроительной продукции. Тез.докл. Х1У науч.-техн.конф./Тверь. 1991. - С.55-56.

8. Бачурин Н.С. Методика определения параметров нагруженности сильфонных уплотнений гидравлических гасителей колебаний вагонов//ж.-д. транспорт: FSC/ВИНИТИ. М., 1985, JE 8, - С. 116.

9. Бачурин Н.С. Исследование прочности гибких конструктивных элементов подвижного состава из вязкоупругих материалов/Л1робле-мы и перспективы развития железнодорожного транспорта. Тез.докл. науч.-практич.конЬ./ВЗИЙТ. М., 1991. С. 14-15;'

10. Бачурин Н.С. К вопросу о нагружешюсти давлением сильфонного уплотнения гидравлического гасителя колебаний вагона//К.--д. транспорт: Рй/ВИНИТИ. М., 1983, !Ь7. С.88.

11. Бачурин Н.С., Болотин В.Л. Нагруженность гибких элементов крепления груза в вагонах при продольных соударениях//Повышение эффективности проектирования, эксплуатации и организации ремонта дорожных,строительных и путевых машин. Межвуз.сб. науч.тр./ ЛИИКТ. Л., 1991. - С.34-36.

12. Бачурин Н.С., Бороненко Ю.П., Овелян A.A. Исследование прочности и долговечности гибкого элемента гидрофрикционного поглощающего аппарата//Н.-д.транспорт: РЕ/ВИНИТИ. М., 1990, 5.

С.113.

13. Болотин В.А., Бачурин Н.С. К вопросу о применении гибких оболочечных элементов для амортизации продольных ударных нагрузок вагона/УВопросы совершенствования конструкций и технически) содержания вагонов. Меявуз.сб.кауч.тр./ДИИТ. Днепропетровск, 1991. С.41-44.

14. Бачурин Н.С., Борононко Ю.П. Экспериментальные исследования пневмогидродикамических процессов в сильфонпой полости гасителя колебаний//К.-д. транспорт: ЕН/ВЙНИТИ. Ы., 1985, J5 8. -С.116.

15.' Борокекко Ю.П., Бачурин Н.С., Овелян A.A. Исследование прочности гибкого элемента гидроусилителя поглощающего аппара-'га/Л1овкшение надежности, совершенствования технического обслуживания и ремонта вагонов. Межвуз.сб,кауч.тр./УЭЖИТ. Свердловск. 1939. - С.58-65.

16. Боронэнко Ю.П., Бачурлн Н.С. Методика определения напряженно-деформированного состояния геометрических нелинейных оболочек вращения.//Современные вопросы динамики и прочность в машиностроении. Тез.до1Ш.областн.1/)1:ф./Пермь. 1986. С.7.

17. Бачурин Н.С., Овелян A.A. Оценка свойств материалов гибкой оболочки гидровставки поглощающего аппарата б экстремальных условиях//Е.-д.транспорт: РЕ/В'ЛНИГИ. М., 1990, Ja 5. С.НО.

19. Бачурин Н.С., Романов В.Н. Гидравлический гаситель колебаний усовершенствованной конструкции.//Роль молодых ученых и специалистов в ускорении научно-технического прогресса на транспорте. Тез.докл.обл. науч.-техн. конф./Свердловск, 1987. С.53.

20. Бороненко Ю.П., Бачурин Н.С. Исследование напряженно-деформированного состояния сильфонных уплотнений гидравлических гасителей колебаний вагонов//Повышение надежности и совершенствование технического обслуживания и ремонта вагонов. Межвуз.

5i

темат.сб.науч.тр./УЭМШТ, Свердловск. 1984. С.41-56.

21. Бачурин Н.С., Овзлян A.A., Болдырев А.П. К вопросу о работоспособности гибкой оболочки гидровставки перспективного пог-лощаэдего алпаратаУ/Динамика вагонов. Мешзуз.сб.кауч.тр./ЛИИЖТ. Л., 1991. С.33-^2.

22. Бачурин Н.С., Романов В.Н. Напряженно-деформированное состояние гибких элементов вагонных демпферов/ЛТроблеш механики к.д. транспорта. Тез.докл.Всесоюзн.конЬ./Днепропетровск. 1988.

С.131.

23. Боронетто Ю.П., Бачурин Н.С. Исследование динамической прочности сильфонного уплотнения гидравлического гасителя коле-баннй//Днкамика вагонов. Иежвуз.сб.науч.тр./ЛЖаТ. Л., 1982. -С.48-54.

24. Бачурин Н.С., Романов В.Н. К вопросу о работоспособности гидравлических гасителей колебанпй//Повышение надежности, совершенствование технического обслуживания и ремонта гагогов. Межвуз. сб. науч. тр./УЭШИТ. Свердловск. 1989. - C.I09-II3.

25. Бачурин Н.С., Боронанко Ю.П. Методика определения напряженно-деформированного состояния сильфонных уплотнений гидравлических гасителей колебаний вагонов//Е.-д. транспорт: РН/ВИШТИ. М., 1983, J£ 7. - с.88.

26. Бачурин Н.С., Бороне нко Й.П. Сравнительные испытания гидравлических гасителей колебаний вагонов метрополитена/А.-д. транспорт: РЗ/ВИНИТИ. М., 1985, № 8. - с.116.

27. Маслешшков В.Г., Бачурин Н.С., Романов В.Н. Исследовз-ние напряженно-деформированного состояния и усталостного разрушения резиновых сильфонов//Резиновые технические изделия автомобильной техники и пути обеспечения их надежности на малинах, длительного хранения. Тез.докл.научи.-техн.семинара/Челябинск. 1991. С.17-18.

28. Бабурин Н.С., Романов В.Н. Усовершенствованный гидравлический гаситель колебаний пассажирского вагона. Информ.лист

№ 325-90. ЦНТИ, Свердловск, 1990. - 3 с. '

29. A.c. }ё 1084506. Пневматический гаситель колебаний/Соколов М.М., Савоськин А.Н., Бороненко Ю.П., Бачурин Н.С. и др. опубл. в Бш. 1984,-JS 13.

30. Положительное решение по заявке )i 4641363/28. Гидравлический гаситель колебаний с сильфонным уплотнением/Соколов М.М., Бороненко Ю.П., Бачурин Н.С. и др.

31. Положительное решение по заявке ¡ё 4821852/28. Гидравлический гаситель колебаний/Соколов М.М., Бороненко Ю.П., Бачурин Н.С. и др.

32. Положительное решение по заявке й 4804575/28. Гидравлический 'гаситель колсбашй/Соколов М.М., Бороненко Ю.П., Бачурин Н.С. и др,

33. Положительное решение по заявке & 484I42I/II . Гидровставка поглощающего апларата/Бороненко Ю.П., Левит Г.М., Бачурин Н.С. и др.1

34. Положительное решение по заявке № 4891904/28. Гидравлический демпфер/Соколов М.М., Бороненко Ю.П., Бачурин Н.С., Бонда-ренко Ф.Т. и др.

35. Положительное решение по заявке fö 4814905/11. Поглощающий аппарат автосцепного устройства/Бачурин Н.С., Бондарен-ко Ф.Т., Абрамов Е.В. и др.

36. Положительное решение по заявке Je 48I22I2/II. Стевд для испытания межвагонных защитных суфле транспортных средств/Соколов М.М., Бачурин Н.С., Архипов П.Ф.

Подписано к печати 20.12.91г. Усл. печ. 3,12 л.

Печать офеетная. Бумага для множит.апп. Формат 60x84 I/I6

Тираж I5U экз. Заказ <!Ъ?,. Бесплатно._____

рГП "Петербург.ин-та инж.ж.д.тр-та I9003I,С.-Петер,0$грг, Косковский пр.»9