автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Научные основы совершенствования экспериментальных исследований и отработка конструкций железнодорожных цистерн

ЦДОйгаШТРОВСНИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ КЕЛЕЗНОДОРСШЮГО ТРАНСПОРТА

На правах рукописи

КЕЛЬРИХ йоисей Борисович

. УДЦ 629.463.3.018:620.178.35

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ НЕЛЕЗНОДОРСШЫХ

.ЦИСТЕРН

■ ■ •

Специальность 05.22.Р7 - Подвижной состав железных дорог и тяга поездов

Диссертация на со..екание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада

Днепропетровск 1992

Работа выполнена в Мариупольском научно-исследовательском проектно-конструкторском технологическом институте концерна "Азовмаш".

Научные консультанты: доктор технических наук,профессор " Бороненко Юрий Павловиче .

доктор технических наук, старший научный сотрудник Богомаз Георгий Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Губенко Владимир Константинович, доктор технических наук Редько Сергей Федорович, доктор технических наук,профессор Хусидов Владимир ,Давидович '

Ведущее предприятие: Государственный Украинский научно-исследовательский институт вагоностроения (УкрНШВ) /

Защита состоится " 2 " ¿ле'/%£>Д992 г. в /¥ час. рОтл. на заседании специализированного совета Д 114.07.01 при Днепропетровском институте инженеров железнодорожного транспорта по адресу: 320700,ГСП,г.Днепропетровск,ул.Академика Лазаряна,2, ауд.364.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Диссертация в форме научного доклада разослана

Отзывы на диссертацию в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу совета института.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент

Л.В.Петрович

ОЭДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Для обеспечения перевозок нефти и продуктов ее переработки,сжиженных газов и кислот,порошкообразных грузов и пищевых продуктов Мариупольским концерном "Азов-маиГсовместно с УкрЩШВ.ДШ'Г, ГМ АН Украины, М1ШТ, ВНИШТ и другими организациями проводятся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по коренному обновлению парка вагонов-цистерн ¡за счет ускоренного создания и освоения большегрузных цистерн с попышенними осевыми и погонными нагрузками. С переходом на рыночные отношения и необходимостью сокращения затрат на эксплуатацию цистерн возрастают требования к совершенствованию их конструкций,обеспечению высокой эксплуатационной нгчеиюсти узлов и цистерн в целом.

Несмотря йа большое количество работ,посвященных различным вопросам теоретических и экспериментальных исследований ходовых,прочностных и других качеств вагонов,в том числе и цистерн,оставались малоизученными многие вопросы,связанные с разработкой технических средств и совершенствованием методов экспериментальных" исследований цистерн с учетом их конструктивных отличий,особенностей и условий транспортировки перевозимых грузов. К тагам вопросам относятся: прочность несущих конструкций цистерн для перевозки опасных грузов при сверхнормативных ударных воздействиях;прочность и долговечность цистерн при многократ>'чх соударениях, малоцикловом и многоцикловом на-гружениях,прогнозирование остаточного ресурса специализированных цистерн после отработки назначенного срока службы и др.

В связи с этим основная цель диссертации состоит в разработке научных основ совершенствования экспериментальных исследований и практической отработке большегрузных.цистерн с улучшенными технико-экономическими показателями,внедрение которых вносит иначнтельннй вклад в ускорение научно-технического прогресса на ж-лезнодоромюм транспорте.

Для дсстилеиид поставленной цели были сформулированы сле-чующие йалачи;

1)классификация и анализ основных действующих на цистерны нагрузск и вил.)г испытаний, определяем работоспособность и

надежность га конструкций;

2)разработка основных юложений общей методики' экспериментальных исследований цистерн,обеспечивающей безопасную и надежную эксплуатацию с учетом специфики конструкций и особенностей перевозимых грузов;

3)разработка способов и технических средств,обеспечивающих всестороннюю проверку эксплуатационных качеств конструкций цистерн,безопасное и экологически чистое проведение испытаний, имитирующих экстремальные ситуации при перевозке в цистернах опасных грузов;

4)создание стендов и методик их использования,обеспечивающих проведение ускоренных испытаний оборудования цистерне предохранительная и регулирующая арматура,тормозное оборудование) при многократных продольных ударах;

5)разработка методов и средств по оценке технического состояния цистерн эксплуатационного парка с целью прогнозирования остаточного ресурса и возможности увеличения назначенного срока службы; д

6)разработка и внедрение программно-технических средств автоматизации проведения испытаний и обработки их результатов;

7)оценка экономической эффективности разработанных технических решений.

Общая методика исследований. В основу проведенных исследований положен отечественный и зарубежный опыт,Накопленный при разработке различных вопросов динамики и прочности подвижного состава. В работе использована комплексная методика исследования, вклмчаглш разработку математических моделей и использование их при проведении экспериментальных исследований на натурных образцах цистерн.

Мзтодологической основой работы является современное представление о колебаниях и нагруженности цистерн с жидкими грузами на основе методов аналитической и строительной механики с использованием современных методов и средств измерениу" различных параметров и статистической обработки -экспериментальных данных.

На%ч&м новизна. В целом денеяад представляет изложил« разработанных автором научно- обоснованных технических ре веши

по -отданию технических средств и совершенствованию методов экспериментальных исследований большегрузных цистерн,внедрение ^которых вносит значительный вклад в практику,в ускорение . научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте. Получены следующие основные научные результаты:

созданы испытательные стенды и установки для определения прочности, долговечности и у гойчивости подвижного состава (а с. 264739,970178,1404868),позволяющие проводить испытания натурных вагонов в условиях,максимально приближающихся к эксплуатационным, и разработаны методики выбора параметров стендов;

предложена уточненная методика отработки конструкций цистерн на основе стендовых, и ходовых испытаний,обеспечивающих всестороннюю проверку эксплуатационных качеств цистерн;

установлено влияние -внутреннего избыточного давления в котле цистерны на его эксплуатационную нагруженность при действии вибрационных и сверхнормативных ударных нагрузок. Разработан способ повышения эффективности воздействия вибрационных нагрузок и сокращении сроков проведения испытаний цистерн на долговечность с помощью вакуума в котле (а. с. 379844);

изучено влияние различных конструкций подкреплений котлов 8-оснкх цистерн на их нагруженность и динамическую прочность ■ (а с. 287090 и 1599254);

созданы технические средства (ас. 1346506,1542859),теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность .замены реального груза водой для обеспечения безопасного и экологически "истого проведения ходовых и ударных испытаний цистерн с использованием коэффициентов эквивалентности нагрузок. Экспериментально установлено,что предложенные коэффициенты при ударных испытаниях являются характеристиками,практически независящими от изменения параметров системы и условий испытаний;

предложена методика прогнозирования остаточного ресурса железнодорожных цистерн на базе испытаний специально выбранного образца - представителя эксплуатационного парка с фиксированным техническим состоянием;

создана автоматизированная система экспериментальных исследований "Цистерна" и разработаны, основные алгоритмы, позволяющие автоматизировать проведение испытаний на базе ПЭВМ;

исследована с использованием технических средств динами-

ческая нагруженность котла и его элементов при сверхнормативных ударных воздействиях в автосцепку и днище котла цистерн для перевозки опасных грузов, позволяющие оценить способность' , конструкции цистерн сохранять герметичность.

Практическая ценность. Результаты работы составляют научно-методическую основу экспериментальных исследований х д. цистерн и предназначены для использования в практической деятельности на этапах организации,подготовки и проведения испытаний. Созданные технические средства и методы позволят оценить напряженно-деформированное состояние,ходовые качества, долговечность и безопасность эксплуатации цистерн для перевозки различных типов грузов,сократить сроки создания и освоения новых большегрузных цистерн с улучшенными технико-экономическими параметрами, достичь высокой достоверности получаемых результатов.

Выполненные исследования по оценке технического состояния специальных цистерн эксплуатационного парка промышленных предприятий позволили оценить их остаточный ресурс и продлить назначенный срок службы,

В процессе испытаний и по их результатам предложены новые конструктивные решения по отработке и совершенствованию основных несущих узлов цистерн (а. с. 287090,1046147,1181833,1565776, 1606372), позволившие существенно повысить их эксплуатационную надежность и улучшить технико-экономические показатели. На основании предложенных методов и средств экспериментальных исследований разработаны новые технические решения,на которые автором получено 14 авторских свидетельств.

Реализация работы. Основные разделы работы выполнены при проведении исследований в соответствии с планами новой техники, государственных и целевых комплексных программ. Разработанный комплекс технических .средств и методов проведения испытаний использован при создании новых и совершенствовании выпускаемых цистерн с улучшенными технико-экономическими параметрами для перевозки сжиженных гаэов(модели 15-1597,15-1519,15-1619),бензина и светлых нефтепродуктов (модели 15-1547,; 15-1500), сыпучих грузов (модели 15-854 и 15-1449), кислот ( модели 15-1601, 15-1424,15-1614,15-1487),метанола,модель 15-1610 и др. Отдельные результаты исследований,определявшие условия и. методику проведения ударных испытаний цистерн при замене одного жидко-

гс ^уза другим, использованы при корректировке РД 24.050.37-90 "Рагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и ходовые качества ". Исследования по определению возможности ■ продления назначенного срока служйы специализированных цистерн, выполненные по заказам промышленных предприятий, внедрены со . значительным экономическим эффектом, подтвержденным соответствующими документами.

Апробация. По теме диссертации сделаны и. одобрены' доклады на Всесоюзных конференциях: "Проектирование, строительство и эксплуатация БАМ" (Ленинград,1976), "Современные проблемы вагоно- и конгейнеростроения" (Абакан,1979), по вибрационной технике (Кутаиси ,1981)."Проблемы механики железнодорожного транспорта^Днепропетровск,1984,1983), "Перспективы развития вагоностроения"(1йсква, 1988) .Всесоюзном межведомственном симпозиум "Колебания упругих конструкций с жидкостью "(Новосибирск, 1982), III научно-технической конференции "Нэвьшение на; дежности и'долговечности шиш и сооружений"( Запорожье, 1983). В целом работа рассматривалась на заседаниях городского семинара по сбшэй механике (г. Днепропетровск) .научном семинаре кафедры " Вагоны и вагонное хозяйство "Петербургского института, инженеров железнодорожного транспорта,научно-техни-1 ческих советов МНИПКТИ концерна " Азовмаш " и Украинского научно- ксследовательасогб института вагоностроения.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 41 печатных работах, в том числе в 14 авторских, свидетельствах, . указанных в • онце научного доклада

ОСШВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Введение. Состояние вопроса. Обоснование и постановка решаемый проблемы. Анализ отечественного и зарубежного опыта развития вагоностроения,показывает,что теоретической основой современных методов расчета, проектирования и испытаний являются исследования отечественных ученых Е. П. Влохина, М. Ф. Вериго, С. В. Вериинского, М. В. Винокурова, А. М. Годыцкого-Цвирко, Л. 0. Грачевой, К Е Данилова, О. П. Ертазва, И. Е Исаева, Л. А. Кальницкого, А.А.Камаева, Е А. Ковалева, А. Я. Когана, М. Л. Коротенко, ЕА.Кос-тенко, Е Е Котуранова, Е Е Кудрявцева, С. II. Куценко, В. А. Лааа-ряна, А. А. Львова, ЕЕШделя, Е. Е Никольского, Л. Е Никольского, Ы. Е Пахомова, А. А. Попова, А. Е Савоськина, М. Ы. Соколова,Т. А. Ти-

билова, Е Ф. Увкалова, Е Д. Яуеидоват И. И. Челнокова, Л. А. Шадура, П. В. Иэвчэнко, В. Ф. Яковлева, 1 также зарубежных ученых Картера, Рокара, Шперлинга и других.

Большой вклад в изучение динамических процессов,исследование напряженно-деформированного состояния и совершенствование подвижного состава внесли Е С. Анисимов, Г. Л Богомаз, Ю. Е Еороненко, Е М. Бубнов, В. И. Еарава, А. Л. Голубенка, П. Т. Гре-бенкж, Е К. Губенко, В. Д. Данович, Ю. В. Демин, А. А. Долматов,Е М. Ер-шва, К А. Камаез,Б. Г. Кегдин, Г. Б. Костин, А. Д. Кочнов, Л. Д. Кузьмич, Э. К. Лецкий, В. Е Лозбинев, Е В. Лукин, Л. А. Ыанагвкин, Е К. Окишев, В. С. Еаоткин,А. Е Прнходько.А, А. Радзиховскнй, С. Ф. Редько, ¡0. С. Ромен, О. М. Савчук, Е Е Филиппов, А. А. Хохлов, Ю. М. Черкашин и другие.

Наиболее разработанными является вопросы исследования напряженно-деформированного состояния основного несущего элемента цистерны-котла при действии статических,ударных и динамических нагрузок,определения ходовых качеств цистерн,совершенствования конструктивных схем цистерн и их ходовых частей. Проведенная оценка современного состояния исследований по созданию новых конструкций цистерн и изучение нормативных документов,регламентирующих требования к методам и техническим средствам испытаний вагонов,позволили установить,что проблема обеспечения безопасной и экологически чистой эксплуатации цистерн,перевозящих опасные грузы,требует создания специальных технических средств и совершенствования методов оценки прочности элементов их конструкций не только при нормативных нагрузках, возникающих в условиях нормальной эксплуатации, но и при сверхнормативных нагружениях,возникающих при авариях и крушениях. Мало изученными остались вопросы совершенствования методов и средств определения долговечности конструкций при малоцикловом нагруженки,обусловленном наличием в котле изменяющегося в. процессе эксплуатации внутреннего избыточного давления. Недостаточно развиты методы и технические средства для определения долговечности несущих конструкций при действии вибрационных нагрузок и многократных соударений. Практически отсутствуют данные по оценке остаточного ресурса цистерн для перевозки различных химических грузов после отработки их назначенного срока .службы. Процесс проведения испытаний с применением стандартных средств и устройств для накопления и после духш/гй обработки информации имеет большой обьем рутинных

он':; :и ий.

связи с изложенным можно заключить, что проблема разработки научно-практических основ совершенствования экспериментальных исследований и отработки цистерн,являющаяся составной частью общей проблемы ускоренного создания,отработки,освоения и внедрения в народное хозяйство високогффзктиышх и надеиных конструкций большегрузных цист .)и, является актуальной. Работа выполнялась по следующему алгоритму:

на первом этапе были проведены анализ и классификация нагрузок.действующи на элементы цистерн,а также видов испытаний,определяющих работоспособность и надежность их конструкций. Установлены отдельные виды нагрузок и соответствующие испытания,недостаточный учет которых приводит к сниманию надежности цистерц в эксплуатации;

Г1 втором этапе были разработаны основные положения общей методики экспериментальных исследований цистерн,которая позволяет получить достоверные оценки исследуемых характеристик цистерн, отработать конструкцию отдельных узлов и обеспечить безотказную работу с учетом специфики конструкций и особенностей перевозимых грузов.

На последующих этапах.показано применение основных положений общей методики путем разработки технических средств и совершенствования методов конкретных видов испытаний и оценки технического состояния цистерн. Проведены исследования различных типов новых цистерн с улучшенными техника-экономическими параметрами,а также оценен остаточный ресурс ряда цистерн с истекшими сроками службы.

На заключительном этапе выполнен расчет экономической эф-феетлвности разработанных технических решений.

2. Разработка основных положений обшй методики акспери-иентальных исследований цистерн. Проблема обеспечения прочности, надежности и безопасности эксплуатации современных большегрузных цистерн обусловлены специфическими особенностями цистерн, важнейшими из которых являются: упругость котла,под-шжность перевозимого жидкого груза, наличие внутреннего избыточного давления и возможные катастрофические последствия в случае потери герметичности котла и арматуры.

При решении этих проблем наряду с теоретическими методами

широкое применение находят экеперименталы.ч-э методы, в основе которых лежат испытания натужных конструкций. Во многих случаях экспериментальные методы имеют первостепенное значение, особенно при определении динамических характеристик, оценке ресурса конструкции при малоцикловом,многоцикловом и ударных нагруяениях,проверке безопасности (сохранение целостности и отсутствие разгерметизации котла) при аварийных ситуациях, оценке предельного состояния элементов конструкций цистерн.

Для обеспечения создания высокоэффективного подвижного состава действующими "Нормами для расчета и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог колеи 1520мм (несамоходных)" и РД 24.050. 37-90 "Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и ходовые качества" пре-дусматривакггся экспериментальные исследования вновь разрабатываемых конструкций вагонов,которые должны дать окончательный ответ об их соответствии требованиям технической документации и условий эксплуатации. Основные виды испытаний цистерн,обеспечивающие всестороннюю проверку их эксплуатационных качеств, приведены на рис. 2.1. В основу испытаний положен принцип эквивалентности воздействий в эксплуатации и эксперименте. При применении указанных нормативных документов возникали определенные трудности,связанные с отсутствием стандартного оборудования, позволяющего проводить испытания натурных цистерн массой 90... 180т и длиной свыше ЮООомм на весь комплекс нагрузок, действующих в эксплуатации. Для безопасного й экологически чистого проведения испытаний требовалось создание специальных технических средств,обеспечивающих эквивалентную нагруженность конструкции цистерны при замене одного груза другим,и проведение испытаний цистерн на аварийные сверхнормативные соударения с приложением усилия в днище котла. Анализ данных таблицы и результатов многочисленных испытаний цистерн и других типов вагонов, проведенных различными организациям^ УкрНИИВ,ДИИТ,ВШШВ, ВНИВД, концерн "Азовмаш" и др.) позволили выявить основные нагрузки и соответствующие виды испытаний,при проведении которых представляется возможность оценить работоспособность и надежность цистерн. В результате предложен порядок проведения исследований: изучаются условия эксплуатации и анализируется техническое состояние аналогичных и близких по назначению и конструктивному исполнению цистерн;определятся испытательные

нагрузки, эквивалентные эксплуатационным; планируются условия эксперимента,выбор интервяпа,последовательности изменения условий испытаний и т.д.; создаются стенды,оборудогание,установки, реализующие испытательные нагрузки;разрабатываются схемы п средства измерения и регистрации параметров,обесшчиваю-щие заданные точности и достоверности; разрабатываются методики обработки и анализа данных; по результатам исследований разрабатываются рекомендации но совершенствованию конструкций цистерн. В последующих разделах рассматриваются вопросы разработки и внедрения конкретных технических средств,обоснования и совершенствования методов испытаний,которыми определяются соответствие испытываемых объектов требованиям технической документации и эксплуатации.

3- Соворшеастювание № годов л технлчестх средств статических иешгати} иистерн. Среди видов испытаний наиболее распространенными являютсч статические испытания на прочность,которые заключаются в исследовании напряженно-деформированного состояния,устойчивости и несущей способности конструкции цистерны при действии статических нагрузок, приложенных к конструкции при помощи соответствующего испытательного оборудования. Схемы погружения конструкции цистерны устанавливаются соответствующими характеру действия основных видов эксплуатационных нагрузок, приведенных в таблице 3,1. Способы реализации большинства из указанных нагрузок хорошо известны в отрасли вагоностроения и в дальнейшем рассматриваются только оригинальные стенды и испытательные установки, созданные в концерне "Лзовмаи" под руководством и при непосредственном участии автора.

Для испытаний вагонов на продольные растягивающие и снимающие нагрузки создан специальный стенд (положительное решение по заявке 4859067/11),- позволяющий испытывать вагоны длиной до 35 м с усилиями растяжния 3500 кН и сжатия 4000 кН, а также имитировать нагрузки,учитывающие взаимодействие вагонов, оборудованных буферными комплектами. Использование этого стенда позволило решить ряд вагашх вопросов, связанных с созданием безрамных цистерн и вагонов для эксплуатации на железных дорогах колеи 1435 мм.

Другой нагрузкой, определяющей напряденное состояние рам

-а-

" ■' ......- Га(>лицл ¿Г/»

<«:ношпЛ' пили нлгруппк и П'смина стличиски* игннмнии

N Щаимцнпоанис! нагрузки

п/п I ..!..

-I-;-;-;-

I Вертикальная сши-|чоская нагрузка от (кассы груза и массы 1ТЗРЫ .

-I-;-

| Продольные* рлстйги-|иаюиие ютмамщие нагрузки

Схема приложения

%Н 11,11111])

а

Сррдст па испытаний

ЦпнтроСежний насос

ы

Н-:——

|Прола/1ьнь.т? нагрузки I па .Буферным I кц^плектам

I I

~г

рГ^Чг

ОО -

Стенд растяжения-сжатия

3.

¿СССйН

/ОМхН

/еш <и

Стенд растяжения сжатия

/ЛЯ* Н

Стенд растяжения сжатии

О

4А1 V

Стенд растяжения сжатия

Стенд растяжпни{< сжатия

I Внешнее давление Ч.| Внутреннее дапленио I

—I-;---

'. I Вертикальная состав— |лЯК1ф1<| продольных СИ/1 Э. (от неиент| |/1ьного |пзаимодейстпия аато-.. |сцспок • —I-:---

Насосы: пакуумчнн и писаного давл.

4

ггге~

.(■тог

Гидро-или элемтродомнр ат

-ЗТ54 7777*

| Гориэонтальная ггапс-|рсчная соитаплпюмая , |п|шлалЫ1ш< сил при |доижении о «рииых на— |лого радиуса

-I-г—г—-—

(Ремонт- II I ппль емка | икс? | | дпумй , (реммми | |домкратами I

Стенд Сокооого нажатия

I——:-

III | гшды>мна I | одним | | домкратом

РА

0]Р/

Гндраалический

или электрический домкрат

1—1—-;-г

11а|подьеика I- |оагонл 2 м и I |донкратами I |пп днлго-I |нлли

Гидрлплический

или электрический домкрат

л'р

Гидравлический или электри- ' ческий домкрат

1

цистерн, изготавливаемых Сея боковых продольных балок и имеющих сравнительно небольшую жесткость в горизонтальной плоскости, является горизонтальная поперечная составляющая продольных сил взаимодействия вагонов при нахождении их в кривых. Эти поперечные силы создают в горизонтальной плоскости дополнительный изгибающий момент, который достигает наибольшей величины в месте соединения хребтовой балки со шкворневой. Для проведения испытаний рам цистерн на такие нагрузки под руководством автора разработана методика. и создан специальный стенд, состоящий из гидродомкрата, системы вертикальных и го-риьснташшх плит, упоров,балок, накладок и болтов. Стенд может устанавливаться на любом участке железнодорожного пути; с которым закрепляется с помощью указанных элементов.

С использованием предложенного стенда и методики было исследовано напряженное состояние многих типов 4-х и 8-осных цистерн с различными геометрическими параметрами и конструктивным исполнением хребтовых балок и шкворневых узлов, в результате которых произведена оценка эффективности конструктивных решений по их совершенствованию.

Важным вопросом совершенствования статических испытаний является автоматизация. Ддя проведения измерений при статических испытаниях цистерн широкое распространение получили специализированные комплексы С1ЛТ-2 и СИИТ-3. Однако применяемые совместно с комплексом СИИТ стандартные средства для накопления и последующей обработки информации не позволяют с достаточной оперативностью производить обработку данных,формировать отчетные формы по результатам экспериментов и их отчетных форм на современных машинных носителях информации,осуществлять эффективный контроль и диагностику достоверности информации. Для решения проблемы авто.4атизации проведения статических испытаний с момента составления журнала испытаний до печати отчетных документов при участии автора разработана подсистема "Статика" комплексной автоматизированной системы экспериментальных исследований (АСЭИ) "Цистерна" на основе аппаратно-программного комплекса (АПК) СИИТ-1ВМ РС,включающего блок интерфейса,системное и программное обеспечение. Разработанный АПК позволяет: работать с количеством датчиков до 1000 (в комплекте с'РШ-Е) и. до 500 (в комплекте с СИИТ-3)*,вести

- 1Ь "

жу,)!' и; испытаний и осуществлять настройку системы используемых дл>1 ><:мерения датчиков путем ведения диалога с компьютером; производить управление работой комплекса СМИТ непосредственно с компьютера;осуществлять постоянный контроль за показаниями датчиков;производить статистическую обработку данных измерений; формировать выходные формы результатов измерений, в виде таблиц; производить экс1 «сс-анализ результатов измерений с оперативным нахождением минимальных и максимальных данных. На основе введенной с помощью СМИТ информации осуществляется комплекс расчетов главных суммарных и эквивалентных напряжений расчетных режимов, по которым производится оценка напряженного состояния конструкции, а также печать выходных документов. Сравнительный анализ затрат времени на проведение и обработку статических испытаний на примере полного цикла показе что использование подсистемы "Статика"АСЭИ по сравнению с традиционным набором СИИТ-3 позволяет в 8-10 раз сокращать время обработки и на 30-40Х время проведения испытаний.

4. Определенне эквивалентной нагруженности цистерн, транспортирующих жидкие грузы с различной плотностью, при динамических испытаниях. В процессе испытаний цистерн , как правило , не представляется возможным использовать реальные жидкие грузы (кислоты,сжиженные газы и др.) и при этом в качестве заменителя исходного продукта обычно применяется вода,имеющая другие параметры: плотность,уровень заполнения и т. д. Использование воды, г качестве заменителя реального груза позволяет повысить безопасность,улучшить экологические условия, достичь экономии средств и сокращения сроков испытаний. Поэтому. . с участием автора были разработаны научные основы определения эквивалентной нагруженности цистерн,частично заполненных жидкими грузами различной плотности,сочетающие результаты теоретических исследований и практическую, реализацию путем создания технических средств. При теоретических исследованиях расчетная схема цистерны представлялась в виде системы твердых тел,соединенных упруго-диссипативными связями. Механическим аналогом "отда цистерны с жидким грузом было принято эквивалентное твердое тело с набором из п физических маятников,совершающих колебательные и вращательные движения. Параметры маятников (присоединенные массы, длины, частоты колебаний, точки подвеса и

т. д. 5 соответствовали учитываемым при исследованиях тонам колебаний жидкости и опреде-г иись из- решения соответствующих краевых задач с использованием вариационного метода Ритца по методике,разработанной в ИТМ ЛИ Украины.

При исследованиях боковых колебаний система уравнений движения котла цистерны с жидким грузом имеет вид:

f^V^M^ (4.2)

п= Л*) -, (4- 3>

^ ччу (»р* * v, б)

где w/, 31/, - масса и моменты инерции эквивалентного твердого тела относительно оси OZ и оси подвеса,проходящей через точку 0 , летатуго на пересечении плоскостей симметрии; -расстояние от точки О до центра масс¿Г эквивалентного твердого тела: т*, /„', С*, .У„г - масса, длина подвеса/2-го маятника,расстояние от точки От оси подвеса/2-го маятника и момент инерции/г-го маятника относительно оси подвеса; m*, ¿f, У* - масса, длина подвеса и момент инерции пары маятников относительно оси 02 \ П* , ri* - число тонов колебаний, учитываемых с помощью соответствующих маятниковобобщенные силы »соответствующие обобщенны},) координатам у , &, t}>.

В качестве обобщенных координат были введены : у ,<j>-соответственно боковой относ , углы боковой качки и виляния твердого тела ; £n,cL„- углы отклонения п.-ых маятников , моделирующих колебания жидкости, возникающие при вилянии и боковом относе с боковой тачкой котла

При расчетах учитывались три тона колебаний жидкости,возникающих при вилянии котла, и по два тона колебаний жидкости, возникающих при боковом относе и боковой качке котла цистерны.

Исследования показали, что нагруженность цистерн с различными жидкими грузами при их боковых колебаниях зависит от плотности и уровня жидкости в котле цистерны. Если плотность

ре н1 ,: )го груза меньше плотности воды, при заполнении цистерны во,:,л недолив получается значительно больше,что может приводить к изменению нагрузок,действующих на котел со стороны жидкого груза. Поэтому для обеспечения на практике эквивалентной гидродинамической нагрукешюсти котла цистерна,заполненная водой с соответствующим недоливом,при проведении испытаний оборудуется специальным устройством (а. с. 154.2859), имитирующим верхнюю часть котла и взаимодействие с водой, аналогичное наблюдаемому при использовании реальной жидкости. Внутри котла ци-; стерны размещаются плавучие демпфирующие элементы, расположенные рядами и соединенные эластичной оболочкой,которая снабжена вертикальными стойками и узлом имитации части котла, расположенной над свободной поверхностью реальной жидкости. Это устройство сравнительно легко регулируется в зависимости от внутреннее диаметра котла с заданными ограничениями величины максимальных амплитуд колебаний жидкости и ее плоцдди свободной поверхности. При замене реальной жидкости водой воспроизведение колебаний,эквивалентных реальным,достигается за счет ограничения амплитуд колебаний воды в ьространстве,образованном дополнительным куполом из эластичной ободочки.

Алгоритм оценки эквивалентной нагрукэнности принимает следующий вид: с помощью комплекса программ для определения параметров механических аналогов котлов цистерн с жидким грузом находятся параметры котла цистерны с реальным грузом и с водой при полной грузоподъемности путем численного интегри-

рования системы дифференциальных уравнений определяются максимальные значения динамических характеристик и коэффициенты эквивалентности как отношения наибольших расчетных значений динамических характеристик при заполнении котла водой и реальным г р. зом; проводятся динамические испытания исследуемой цистерны, заполненной водой до полной грузоподъёмности, и оборудованной описанным йыда демпферным устройством;в результате испытаний определяются максимальные значения динамических характеристик; корректируются результаты испытаний цистерны с водой с помощью коэффициентов эквивалентности. Для случаев,когда плотность реального жидкого груза больше плотности воды,расчет выполняется в аналогичном порядке. Исключение составляет условия заполнения котла цистерны: реальным грузом до полной грузоподъемности, водой - с тем г® недоливом (¿^- ^ ).

- 18 -

С помощью предложенной методики B.-nepiioj 1986-91 гг. были проведены динамические испытгчия 5 типов цистерн для перевозки различных грузов, ь том числе для перевозки амми га, модели 15-1610, (fasfá) и улучшенной серной кислоты, модели 15-1601 Анализ нагру&сшюсти цистерн при боковых колебаниях проводился по величинам горизонтальных ускорений пятников рамы л поперечной вертикальной плоскости {Ü ) и рамных сил, действующих на первую колесную пару (HF). Результаты испытаний цистерны модели 15-1601 с использованием воды и реального груза (улучшенная серная кислота с плотностью = 1,8^) показали ;'?пвлетворительную сходи:,юсть (расхождение по рамным силам в iipe^'iJiax Б-б %, по ускорениям 9-12%), что указывает на эффективность и целесообразность использования предлагаемой МеТОДИКИ .

б. Созданщ: технических средагв и соверте нство ванне hiero-дав испытаний цистерн да молго1^-:ность. При создании новых большегрузных циоторн для оценки их ресурса и безопасности эксплуатации в концерне "Аэовмаш" был разработан ряд методик и специализированных испытательных стендов и установок. Впервые стендовые испытания на ресурс били применены в 1968-70 гг. при доводке несущих конструкций Э-осных цистерн. Результаты эксплуатации первых опытных партий 8-осных цистерн показали недостаточное сопротивление усталости котлов и их опорных зон. Для проверки эффективности принимаемых технических решений по совершенствованию конструкций был разработан расчетно-эксперимен-таньный метод,основанный на использовании. результатов ходовых и стендовых испытаний. Анализ результатов ходовых испытаний показал,что нагруяенность несущих узлов цистерны в эксплуатации имеют вид случайного стационарного процесса с нормальным распределением его параметров. Однако обеспечить случайное на-груяание при стендовых испытаниях для такой конструкции как О-осиан цистерна было сложно из-за отсутствия необходимого стандартного оборудования,трудности поддержания стабильности характеристик процесса. Поэтому для ускоренной оценки динамической прочности натурных 8-осных цистерн была предложена методика испытаний при эквивалентном гармоническом нагрукешш, под которым подразумевается совокупность нагрузок,вызывающая одинаковый с эксплуатационным режимом повреждающий эффект, боле

у¡(л)' а ш к воспроизведению. Оценка динамической прочности и долге ^-¡«'.юсти несущих узлов цистерн производилась исходя из условна работы узла без усталостных повреждений в течение всего календарного срока слумбы. При определении величины эквивалентного напряжения установившегося ремша,приведенного к базовому числу циклов ^.принималось,что для натурных вагонных конструкций напряжения любого уровня вызывают усталостные повреждения. Для уточненной оценки динамической прочности натурных образцов 8-осных цистерн была предложена методика стендовых испытаний с программным изменением переменных нагрузок, при котором случайный процесс колебаний заменяется процессом с постоянной частотой, но случайным появлением амплитуд нагрузок. Аналогичное допущение применялось в машиностроении при испытаниях на ресурс образцов материала и натурных узлов малой массы. Однако при испытаниях натур"чх цистерн необходимы новые технические решения,обеспечивающие возможность испытания крупногабаритных конструкций длиной более 20 м и массой свыие 150 т. Эта задача была решена в 1968 году, когда при непосредственном участии автора была создана первая вибрационная установка для испытания натурных цистерн на ресурс (а. с. 264739). При создании установки для сокращения материальных и энергетических затрат было признано целесообразным отказаться от применения реиима вынужденных колебаний, а использовать пневмопульсаторы, снабженные ограничителем хода поршня в виде кольцевого ряда отверстий з стенке цилиндра пульсатора. Шток пневматического пульсатора прикреплен к хребтовой бал"е рамы цистерны. Пневматический пульсатор является самонастраивающимся. Частота создаваемых им колебаний определяется массой колеблющихся частей вагона и жесткостью пружинных комплектов. Применяемые пневматически® пульсаторы обладают следуюмми достоинствами: . возможность возбуждения больших перемещений, значительная удельная мощность, небольшая стоимость, простота регулировки. По механизму создания Переменных нагрузок рассматриваемая вибрационная установка относится к резонансным,работающим в автоколебательном релиме.Под действием пневмопульсатора в нагружаемой системе возникают колебания, зависящие как от возмущающей нагрузки,так и от собственных параметров системы. Параметры пульсатора были определены с помощью аналитических исследований системы "Цистерна-пульсатор- пневМоисточник",расчетная схема которой представлена на

рис. 5.1. .Уравнения автоколебаний цистерны с пневмопульсатором имеют вид:

тъ * * и к * сг (Р-Рй)%; (5,1)

Р(6 - = Ш -Е„)] (5"2)

где параметрыт,Н,С,Р,в , Рг<1, ,4, к обозначены на

рис. 5.1; постоянная Клапейрона; Т -абсолютная температура

воздуха; П - коэффициент, характеризующий истечение воздуха;

Ь {¡. -Ж,)-?" ? ^" ~ ступенчатая функция. Приближенное <г I '/*> i п/>ч в 4 Зс ^

'.'■риодическое решение этой системы уравнений находилось методом гармонического баланса. В результате получены следующие за-еисимосги амплитуд колебаний вагона от характеристик пнэвмо-источника и пн^вмопульсатора:

Л при сухом тг'чши в рессорном под-чшвании колебания

о ¿Л-

возможны тдлпм при амплитуп« пульсации давления Ор > ^г- , при вязком трении максимальные амплитуды определяются вависи-

¿7 ' /"*

мосгьв ¿¡^^ ;") среднее давление и пульсаторе определяется д;»-^! ;3)колебания вагона происходят относительно положила

г

!)} -- ,с - а регулировку амплитуды колебаний мохно осуцест-

ё чЗ С/77 С. $

плягь изменением расположит выпускных отверстий относительно полояонил статического равновесия ^. Приведенные равенства позволяют,задаваясь амплитудой колебания ¿7г,определить величину необходимого давления в магистрали и плоизди выпускных и впускных отверстий и рассчитывать пневмопульсаторы вибрационных стендов.

Для проведения испытаний цистерн с созданием программного нагрулеиия описанная установи была оборудована специально разработанным и изготовленным устройством,позволяю-дам ступенчато регулировать амплитуду колебаний цистерны по заданной программе с учетом закона распределения циклов нагружнкя по урошшы напряжений. Для ускорения испытаний был предложи способ повцеошгя эффективности воздействии вибрационных нагрузок на испытываемый котел цистерны при одновременном синении или сохранении их воздействия на детали телеаки, обладающие меньшей долговечностью. Сущность этого способа состоит в следующем (а. с.^7Р1'44). В процессе испытаний при нагрукении цистерны переменными нагрузками с герметически закрытом кстле с пометам вакуумного пасс.а. трубопровода и регулирующего вентиля созда-

' I.

Расчетная схем системы .цистерна- тебнапольсатор-- пнеОкаасточмх"

Схема биброустакобки а) Стенд для бидрациотщ испытаний багачебш.ошшт

Схема . стенда_Расчетная сша стенда

~ЖСтенд" для "ресурсных испытании при

продольных^ со^орвнш Га.с. №$63)

Устапойаа Оля испытаний г;Стенд для испытаний бот-

котлоб цистерны тиоцихло- . ,

вы* нагреем мо6 т ^ти6ошь(ас. тт)

Рис. 5. /. Стенды с?ля испьтам/и баеоноб

ется вакуум до величины, не превышающей кри1; ,:ческую по условию обеспечения устойчивости оболочки котла при действии внешнего избыточного давления. Эффективность предложенного способа была подтверждена результатами проведенного расчета,анализом материалов исследований при статических иагрудениях и в процессе вибрационных испытаний . В результате проведенных экспериментов на натурных 8-осных цистернах было установлено,что создание в когле избыточного давления 0,15 МПа поникает величину динамических напряжений в нем на 15.. .'20 X при одном и том же значении величины возмущающей силы возбудителей вибростенда. Наличие п котле вакуума 0,03 Ша приводит к повышению динамических нап-р.:*'-ний на 35... 40 %

Ь период 1968-91 гг. с использованием описанной вибрационной уст. и'тки были проведены усталостные испытания многих типов цистерн,в тем числе 8-осных различных моделей (15-871 и ее модификаций, 15-880, 15-1550,15-1500,15-1544),4-осных для бензина (моделей 15-890,15-1537.15-1443,15-869), для цемента, модель 15-854 и др. При этих исследованиях определялись скорости распространения т ре ниш и степень склонности испытываемой конструкции к их появлению, устанавливалось влияние изменения конструктивных параметров узлов цистерн на лх долговечность, разрабатывались мероприятия по снижению чувствительности конструкции к усталостным трещинам. В результате проведенных исследований были отработаны и запущены в серийное производство конструкции цистерн моделей 15-871 (а. с. 287090), 15-1500 (а.с. 1559254), 15-854 и др., хорошо зарекомендовадвих себя в эксплуатации.

В дальнейшем описанный стенд был усовершенствован для исследования ходовых качеств и устойчивости при прохождение кривых участков пути (ас.970178). Для реализации этой цел; стенд снабхен дополнительной рамой,шарнирно закрепленной одно; стороной на основной раме и оборудованной механизмом повороте се относительно горизонтальной осиСрис. 5.1.С.). Для имитации колебаний вагона.движущегося по рельсовому пути, испытуемый ваго! устанавливается на ролики,имитирующие бегут! путь. Измэненп; угла наклона рамы позволяет имитировать действия различны; центробежных ускорений,возникавши при прохождении кривых вплоть до (и-: '¡¡мальных,вызывающи опрокидывание вагона. Дл; предотвращения полного опрокидывания и поломки вагона он сна

бкен упором-ограничителем. Кроме того, стенд обеспечивает имитацию входа тележек в кривую,для чего рама приводится в движение электродомкратами по заданной програше, соответствующей характеристике переходной кривой. Применение описанного стенда позволяет сократить объемы ходовых испытаний новых вагонов и выявить резервы повышения устойчивости от опрокидывания и г*хода с рельс.Этот стенд был успешно использован при исследованиях и отработки принципиально новой конструкции подпружиненной опоры цистерны (а. с. 10461147), позволяющей снизить динамическую наг-р-'жшюсть шкворневых узлов, износ рельсов и повреждение колпаков скользунов тележки.

Основываясь на "спешных результатах стендовых испытаний с имитацией вертикальных нагрузок,был разработан стенд для оценки ресурса вагонов и его оборудования при соударениях вагонов (а. с. 1404868). В основу стенда положи принцип создания динамических нагрузок за счет возникновения автоколебаний при соударении цистерны с вагоном-бойком,оборудованным пневмопульсато-ром. В качестве упругого элемента били использованы пружины поглопающих аппаратов,а для формирования ударного импульса заданной формы -регулируемые амортизаторы удара (рис. 5.1.0 ). Уравнения движения вагоноз представлены в виде :

*Ф, - ''М<Р(р-р,) ■ 3; ^5.3)

< +М - -К, - К;) - (б 4)

где параметры У,, , , , £ показаны на рис. 5.1.6.

и -соответственно расходы воздуха при наполнении и опорочении цилиндров. При исследовании уравнений были рассмотрены различные варианты управления стендом ¡1 установлены основное параметры стенда. Этот гтонд бил успешно применен для отработки конструкции углов крепления тормозного оборудования 4-х и 8-ми осных цистерн. Для срагнения паризнтоп конструктивного исполнения тормозного оборудования по ударной стойкости била разработана специальная мэтолика кспмгаяий, предусматривала чмигаш!» спектра тгруэск и обеспечивающая форсирован-

ное проведение испытаний сочетанием соударений вагонов путем накатывания и стенда. Результаты этих испытаний анализировались и сопоставлялись с материалами обследования технического состояния цистерн в эксплуатации. Они подтвердили выводы исследований повреждаемости цистерн в эксплуатации и показали необходимость совершенстве: ния конструкции узлов крепления и воздухопроводов. Ш ос...л;ашш проведенного комплекса работ были разработаны и осуществлены конструктивные доработки кронштейнов для крепления воздухораспределителя и запасного резервуара, крепление концецчх кранов, тормозной магистрали и др. узлов аьтотормоза. Повторные контрольные испытания цистерн с модернизированными узлами крепления тормозного оборудования показали высокую эффективность коне 'рукторских доработок.

Кроме рассмотренных вопросов оценки ресурса узлов цистерн при многоцикловом нагруАошш,возникает необходимость определения п[ чности котлов при нагрулении избыточным давлением,изменяющимся в процессе эксплуатации. Длительность и количество циклов действия этого давления зависит от условий эксплуатации цистерны: вида переьоаимиго продукта,Дальности перевозки,времени оборота цистерны,количества загрузок-выгрузок продукта и т. д. Частота нагружения не превышает 0,1-0,3 цикла в минуту,а количество воздействий за весь срок службы цистерны не превышает 10* -10* циклов. Несмотря на то, что в целом напряжения в котле от внутреннего давления не превышают предела текучести, в отдельных зонах при наличии концентраторов местные напряжения могут превышать предел текучести и стать причиной разрушения котлов. Отсутствие данных по исследованиям прочности котлов цистерн при малом числе циклов и ограниченный объем подобных данных по другим натурным объектам делают актуальным создание стендов и методики испытаний котлов цистерн при действии изменяющегося внутреннего давления. Созданная испытательная установка (рис.5.1.4) включает в себя насос,замкнутую кольцевую магистраль и автома изированную систему управления процессом испытаний. В качестве рабочей жидкости для создания внутреннего давления использовалась вода. Для имитации р . .личных условий нагружения испытательная установка позволяет изменять темп нарастания и снижения внутреннего давления в котле, величину максимального и минимального давлений, интервал времени выдержи давления на заданном уровне. В процессе испытаний

обеспечивается непрерывная регистрация напряжений и деформаций, величина и фо^ма цикла нагружения,проверка состояния котла методом неразрушающего контроля. Предложенная испытательная установка позволяет выполнять испытания на уровнях нагрузок, соответствующих эксплуатационным или превышающих их с доведением элементов конструкций до разрушения или набора числа нагр 'же-ний,соответствующих требуемому ресурсу конструкции с учетом запаса по числу циклов. Установка обеспечивает возмо;шость варьирования различию режимов испытаний в аироком диапазоне к-мэнеиил нагрузок, деформаций, частот и форм цикла в условиях стабильного поддержания метрологических параметров. С использование!! описанной у.тановки были проведены испытания б типов цистерн,которые позволили оценить ресурс и дать рекомендации по установлению срога службы цистерн.

В результате проведенных стендовых испытаний с использованием огшсаш"к в настоящем разделе методов и средств по совокупности анализа напряженно-деформированного состояния котла цистерны для сгллэнннх газов рекомендовано снизить, на 10-15 % толщину крайних цзрг сбэчзйш по сравнения с толщиной средней (а. с. 1606372). Применение дифференцированного распределения толглн стенок котла обеспечивает снипзине ?.'зт ал люеикости котла и рациональное распределение напряжений в его элементах. Кроме того,доказана возкомюсть применения шпангоута переменной пзсткости из рельсового профиля Р 24 взсмеи сварного таврового варианта подкрепления котлов 8-осных цистерн (а. с. 1559254), что существенно снизило трудоемкость изготовления и общий уровень напрлгэний.

б. Рааработаа пзтолщг дшпки ■дрошюста шътърц цзя Есзхи onaojngi грузов при eisрхнорчптитшх уяяр.чих воздействиях. Нзобхйдн!.!ость оценки прочности при сверхнормативных ударных воздействиях обуславливается тем , что имзвшие место на г. . д . транспорте кругазния и аварии , в котори-? попадали цистерны для перевозки о,.левых грузов, сопровождались существенны!,-::! загрязнениями окружающей среды .потерями перево-шяж грузов,значительны:.« гатериг.'.ыи^н затратами по ликвидации последствий пварий. В болызинстге случаев непосредственны-?.:и причинами аварии являлись нарушения правил перевозки грузов или празил технической эк: :луатацин, При существующих условиях

- - 26 - '• - ■ средняя скорость соударения вагонов превышает по всей совокупности горок нормируемую правилами технической эксплуатации,а максимальные скорости достигают 18-20 км/ч. Возникающие при -этом продольные силы значительно превышают установленные "Нормами..." и могут привести к появлению трещин в зонах соеди- . нения котла с лапами среднего крепления и горловиной люка. При ударе автосцепкой соседь^о вагона или его груза в днище котла . возможно появление остаточных деформаций или пробоя с утечкой находящегося в котле груза,а при опрокидывании цистерны-разгерметизация котла в зоне установки предохранительно-запорной и контрольной арматуры, отсутствие в действующ« нормативных * документах на проектирование и испытания вагонов методов теоретической и экспериментальной оценки прочности конструкций цистерн при аварийных ситуациях не позволяло оценить вероятность повреждения котлов и разработать мероприятия по защите их в аварийных ситуациях. Фактические аварийные ситуации могут отличаться местом и направлением приложения нагрузок,площадью соприкасающихся элементов вагонов,массой и жесткостью кузова накатываемого вагона,наличием в котле внутреннего давления перевозимого груза и сопровождаются работой материала а? пределом текучести. Теоретические' методы расчета конструкций при та- . ких нагружениях разработаны недостаточно. Поэтому в 1989 году под руководством автора была разработана методшш испытаний цистерн для опасных грузов. При ее создании необходимо 1ило решать проблему обеспечения безопасного и экологически чистого проведения испытаний. Для ее решения было предложено отказаться от использования реального груза и заменить его водой с обеспечением условий эквивалентности ,для определения которых была составлена математическая модель в соответствии с расчетной схемой цистерны,принимаемой в виде системы конечного числа твердых тел: двух тележек,рамы цистерны и котла с жид-• костью,представляемого в виде твердого тела с прикрепленными к нему маятниками,имитирующими колебания жидкого груза в котле. Вагон-боек представлялся одним твердым телом. В этом случае ва обобщенные координаты принимаются: /«.-абсолютные г-реме-щения - вагона-бойка и котла: 2К вертикальные перемещения котла и рамы:^-относительное перемещение центров „:асси вагон-бойка и котла цистерны; -соответственно углы поворота : котла и рамы в плоскости0X2, -угол отклонения/?-го маятника

относительно вергшсальиой оси 02. Математическая модель цистерны с жидким грузом при соударении с вагоном-бойком записивает-ся в виде:

(Ч +£<nJzK -> 2(Кг * KJ(ZK~ZP) о- (6.1)

к ЧФ1*<£* Чi (6.2) fc&iCtfcK - с < I - (е,3)

SfSt'MA, + Si^nAj; (б.5)

2V - -P -6-гх.ф-гр^(6.6) ^jrsfsy,?^- signAj; ^ ^ (67)

tfx -Pfa.-m^'P, <?°signS (6'm

где (}1'r / m'r ; ?J,' - Mt +

s

Здесь приняты следую©^ обозначения: Щ > , /??г, М,

соответственно кассы .тлдкости, поролюго котла, раш, телекек и вагона-бойка; 3 У-соответственно моменты инерции жидкости, котлз и рамы относительно главной центральной попер^ипоЛ оси котла цистерны,колесной пари относительно ее враг^ния; П^, -массы и длины мзтематичэскшс маяггшков, подвешэнны;: на вертшсальной оси симметрии на высоте С,'. >¥}, - гестко-стныо характеристики упругих элементов крепления котла цистерны к рэ!"0; /^-r.iCTicocTb рессорного комплекта телокэк; Pt ,/J -силы трснил и демпферах теле, .эк и элементах крепления котла; <j-ускораннз свободного падения; Щ -координата центра масс эквивалентного твердого тела: & J,п -геометрические характеристики рассматриваете систеш;г-рздиус колеса; 5 -продольная сила в автосцепке.

Определение характер :стик нагруганности цистерн осуаэст-

вдалось путей численного интегрирования указанной системы дифференциальных уравнений при учете основного тона колебаний жидкости. Анализ результатов исследований позволил установить критерии эквивалентности динамических нагрузок на цистерны с различными по плотности жидкими грузами и предложить для практического использования .оэф^ициенты эквивалентности нагрузок, определяемые в соответс* ии с разделом 4 как отношение наибольшей нагрузки для цистерны с исходным грузом к наибольшему значению этой же нагрузки для цистерны с водой. Определение динамических нагрузок на цистерну с исходным продуктом при coy- . дарениях сводится в этом случае к перемножению экспериментальных значений нагрузок,полученных для цистерны с водой и соответствующих им коэффициентов зквив; лентности. С использованием расчетной модели при исследовании процесса соударения цистерны с вагоном-бойком определялись коэффициенты эквивалентности нагруаок(продольных усилий S в автосцепке,вертикальной силы Sf, в рессорном подвешивании, гидродинамического давления íj на днище и продольного ускорения Хл котла) и оценивалось влияние возможного разброса значений отдельных параметров объектов и условий испытаний на указанные коэффициент j (масса вагона-бойка,жесткость межвагонного соединения,недолив жидкого груза,скорость соударения). По результатам расчетов установлено,что коэффициенты эквивалентности нагрузок на цистерну при продольных ударах являются достаточно стабильными ; ¿ракгери-стикаыи, практически независящими в рассматриваемых диапазонах изменения параметров от указанных параметров объектов и условий испытаний. Исключение составляет полное заполнение котла жидким грузом,при котором значения коэффициентов эквивалентности отличается от тех,которые получены для цистерн с недоливом. Это объясняется существенным различием инерционных характеристик жидкости в том и другом случае. В качестве иллюстрации в таблицё 6.1 приведены значения коэффициентов эквивалентности нагрузок на цистерны д*я олеума,модель 15-1424,для улучшенной серной кислоты, модель 15-1601,для аммиака,модель 15-1619 и бензина, модель15-1547.

Таблица б. 1

Исследованная : Плотность: Недолив: К, (•$): : цистерна,груз : груза, т/м : : : : : :

15-1601 0 1.13 1,26 1,33 0,71

Улучшенная • v

серная кислота- 1,8 имеется 1,05 1,46 1,57 0,92

^5-1424 1,83-1,96 0 1,14 1,35 1,39 0,75

Олеум имеется 1,07 1,51 1,57 0,89

15-1619

Сжиженный

аммиак 0,68-0,70 имеется 0,94 0,87 0,83 1,10

15-1547

Светлые нефте-

продукты 0,75-0,80 имеется 0,97 0,91 0,88 1,05

Как следует из приведенных в табл. 6.1 данных, если плотность исходного продукта меньше плотности воды, то все коэффициенты эквивалентности нагрузок (ва исключением ' коэффициента эквивалентности продольного ускорения)будут меньше единицы. Если Необходимо определить действительные нагрузки на цистерну с исходным продуктом,залитым до эксплуатационного уровня,по результатам испытаний цистерны,залитой до полного объема котла водой,коэффициенты эквивалентности нагрузок X* , Л"/, Kf, X* определяются аналогично, но в отличие от предыдущих коэффициентов К, , /<1 , К% , Ki существенно зависят от величины эксплуатационного уровня недолива исходного продукта в котле цистерны.Taie по цистерне для олеума,модель 15-1424 (недолив составляет 0,15м) K,*(S)-0.85; »1 » 31 ; </^/-0.54; Л/ЛкН • S5-Проведенные . натурные испытания этей цистерны при загрузке котла водфй (недо.га^ отсутствовал) и олеумом( недолив составлял 150мм) с определением основных дипемических показателей ( S , Sf,Pt ,ХК) показал, что отличия приведенных лиге коэффициентов Xt*fS), Kl (sфактичсс:л получении:; при испытаниях составили: при скоростях соударения до 8 км/ч - 4. ..6Z,a при скоростях 8... 12 км/ч - 8. ..-14%.

Длл выбора параметрог стенда и конструкции подвижного

состава на следующем этапе была произведена предварительная теоретическая оценка напряженного состояния котлов цистерн при ударах в автосцепку и днище. Для расчета напряженного состоя-: ния конструкции 4-х осной ^цистерны для аммиака,модель15-1619, была составлена соответствующая конечно-элементная модель.

В этом случае цистерна представлялась конструкцией,состоящей из котла и типовой '-шн, имеющей упругие вертикальные закрепления с жесткостями,соответствующими жесткостям рессорных комплектов тележек. Ввиду симметрии исследуемой конструкции и прикладываемых внешних сил относительно плоскости рассматривалась половина цистерны,отсеченная указанной плоскостью. Расчеты проводились при участии автора в ИТМ АН Украины с помощью комплекса программ "Композит", который реализует МКЭ в форме перемещений. В результате было установлено, что для достижения напряжений уровня предела текучести при ударе в автосцепку необходима скорость порядка 18-20 км/ч,а при ударе в днище котла-порядка 4 км/ч. Наличие рабочего давления в котле способствует снижению напряжений и прогиба днища в зоне удара. Отклонение места приложения удара от центра днища котла вниз ... приводит к увеличению максимальных напряжений.

На третьем этапе был разработан проект, изготовлен спе- " циальный вагон-боек и впервые в отрасли вагоностроения прове- ; дены испытания опытной 4-х осной большегрузной цистерны для . аммиака, модель 16-1619, на сверхнормативные удар..ые воздействия. Разработанный вагон-боек.массой 120 т состоит из ходовой части, несувизй рамы с серийными автосцепными устройст-. вами и кузова с паровозной автосцепкой,имеющей короткий хвостовик и устанавливаемой без поглощающего аппарата. На торцевой стене' кузова установлена плита с отверстиями для крепления дополнительной автосцепки. Шаг отверстий по высоте плиты позволяет изменять положение оси дополнительной автосцепки до расстояния, равного 950-1000мм от оси штатной автосцепки вагона-бойка. С помощью вагона-бойка была проведена проверка прочности конструкции котла цистёрны и эффективности дополнительных защитных устройств, предотвращающих повреждение днит кг 'ла при сверхнормативных нагружениях, и отработаны методика и технические средства проведения испытаний. При испытаниях цистерна была загружена водой до полной вместимости и подперта составом иа трех заторможенных башмаками вагонов общей массой 300 т.

Скорость соударения вагона-бойка с цистерной определялась двумя кезавистаъ' и друг от друга скоростемерами. Испытания проводились при двух схемах нагружения продольными усилиями: путем удара штатной автосцепкой вагона-бойка в автосцепку цистерны со скоростью 20-22 км/ч (6м/с); путем удара дополнительной автосцепкой вагона-бойка в днище цистерны, .оборудованного эыцот-ной накладкой,со скоростью 10-11 км/ч (3 м/с) (штатные автосцепки вагона-бойка и цистерны сняты).

Критерием оценки эффективности принятых конструктивных рвений по защите цистерны от сверхнормативных нагрузок установлено сохранение герметичности котла после проведения испытаний, определяемой ¡,/тем контрольного создания давления в котле 2 МПа. В результате проведенных испытаний указанной цистерны,а такде двух других цистерн моделей 15-1408 (для аммиака) и 15-1409 (для хлора)установлено,что при ударе в автосцепку повреждения в эле энтах рамы я узлов крепления появляется при скоростях 21-22 км/ч (6 м/с),но нарушений герметичности котла не происходит.

При ударе в днища остаточные деформации в мз'ете удара появляются при скоростях свызгэ 3,5км/ч( 1м/с). Однако и после соударений со скоростями 10,5 км/ч (цистерна модели 15-1519), 10,8 км/ч(цистерна модели 15-1409) и 15,3 км/ч( цистерна модели 15-1408) не было зафиксировано потери герметичности котла. При наличии в котлах цистерн внутреннего избыточного давления 1,5 МПа ( цистерна для хлорг модели 15-1409) и 2 МПа (цистерна для аммиака модели 15-1403) глубина вмятины днища после уд^ра в него азтосцепкой меньше, чем при отсутствии давления в котле. Так, у цистерны модели 15-1409 при скорости 7,2 км/ч прогибы составили 80мм(давление отсутствует) и 40 мм(давление 1,5МПа),а у цистерны модели 15-140.9 при скорости 6,7 км/ч -52мм(без давления),а при скорости 10,3 км/ч и давлении 2МПз -20 мм. '

Проведенные исследования" токазади эффективность предложенного стендового оборудования ,метода испытаний , усиления днища котла .цистерны и возможность с достаточной для практики точность» оценизать напряженно-деформированное состояние конструкций при сверхнормативных ударных воздействиях .

7. Прогнозирование остаточного ресурса специализированных цистерн. В настоящее время отсутствует научно-обоснованная методика опредёления назначенного срока службы цистерн нового типа, предназначенных дл.> перевозки различных химических продуктов. Разработчик и изготовитель ориентируется при установлении срока службы на опыт 31ссплуатации выпускавшихся ранее вагонов. В то же время условия эксплуатации цистерн оказываются существенно отличными от имевших место ранее. В эксплуатации находится большое количество специализированных цистерн с истекшими сроками службы,техническое состояние которых по данным предприятий характеризуется как удовлетворительное. Поэтому возникает вопрос об оценке остаточного ресурса и установлении возможности продления назначенного срока службы цистерн. Для решения этой задачи было предложено использовать разработанные и предложенные в предыдущих разделах методы и средства стендовых испытаний,дополнив их оценкой текущего технического состояния и другими специальными исследованиями. Техническое состояние оценивалось путем анализа нормативно-технической документации,данных выпуска по годам,распределения по регионам и предприятиям, интенсивности эксплуатации, фактических, технических параметров несущих конструкций: толщин лис ов котла, наличия и размеров трещин и повреждений. Особое внимание уделялось таким характеристикам эксплуатации,как загрузка,р^д пе- . ревозимого груза,время оборота,прохождение сортировочных горок и условия формирования поездов,качество и своевременность проведения профилактических и плановых ремонтов. Анализ технического состояния различных типов цистерн показал,что наибольшая доля неисправностей у большинства цистерн приходится на трещины сварных швов приварки лап к котлу и к хребтовой балке,износ и вмятины ударной розетки,выпучивание верхнего листа хребтовой . балки 6 районе хвостовика автосцепки и др. Большинство этих неисправностей являются, следствием воздействия 8начк ильных продольных сил,возникающих при соударениях вагонов с высокими скоростями. Затем проводились испытания специально отобранного комиссионно образца представителя каждого типа цистерны эксплуатационного парка данного предприятия с фиксированным техническим состоянием по алгоритму, приведенному на рис. 7.1. В результате этих испытаний определялся остаточный ресурс,кото-

1 §

V? ü

п

t?

¡■I a

й a

3

ij >»

il

M Й

fi u

—

-

B r Si

ш Ш

zu:

чЧ

tí л g

« ? Я

"Р

i-:

PI Ijl

=I-i Hi*

mil

Шр! pip

I ä

Ii 5

s.*!

ñ

;í ^ ¡s я

Ifn

Ц Ü Й 0 в

p 2 и _ n a

aS 4 8 i I

«y ô -

p II

в

5

ч

■з -fi;

Û 3

H g 1 a 3 б

И I

з I <2. ä

Sa

в f1

sü t¡

4 5

13 rf

1 P

3 1

4 3

ч Й

«s

n 6

1 У

ci M

n

II

53

lili

i:

íj

3

Ш

а аз

b

I

я d

&Î

u

íi¡

sé я s

fi 8 S

„ à

Is

P

h а

рый в дальнейшем через время оборота цистерны конкретного типа пересчитывался на допустимый срок службы. Получаемые в процессе испытаний данные о появлении дефектов,накоплении повреждений и времени от появления дефектов до разрушения.конструкции позво-. лили сделать прогноз на сроки слулйы цистерн.технйческое состояние которых отли"г «ось от состояния выбранного образца представителя. В обьем дополнительных исследований включались испытания,учитывающие специфические условия эксплуатации конкретного типа цистерн. Так, цистерны для сжиженных газов, пере- . возка которых осуществляется под высоким давлением (1,5-2 МПа), подвергались гидравлическим испытаниям при давлениях,превышающих рабочее и испытательное. При этих испытаниях определялась; величина предельного давления,при котором происходит нарушение герметичности или разрыв котла,исследовалось напряженное ■ состояние и развитие трещин методом акустической эмиссии.

Г результате проведенного комплекса исследований был продлен назначенный срок службы специализированных цистерн собственности производственных объединений "Азот" в гг. Невин-номыск, Северодонецк, Новомосковск, Днепродзержинск, ПО "Став-ропольполимер'Ч г. Буденновск) и других предприятий, что дозволило этим предприятиям осуществлять перевозку грузов без приобретения дополнительного парка цистерн.

8. Оценка зкономичесюй эффективности внедрения предложений и рекомендаций по совершенствованию конструкций цистерн и методов их экспериментальных исследований. Использование изложенных в настоящем научном докладе методов и технических средств экспериментальных исследований позволило произвести в период 1985-91 гг. отработку конструкций высокоэффективных большегрузных цистерн различного назначения,в том числе 8-осно цистерны модель 15.-1500,4-осных цистерн для бенэина( модель 15-1547), для сжиженных газов( модель 15-1597,15-1519,15-1619), цемента (модель 15-854).кальцинированной соды(модель 15-1449), кис лот (модель 15-1614,'15-1601,15-1487,15-1424), метанола( модел! 15-1610) и др. Общий экономический эффект от внедрения предложений и рекомендаций по совершенствованию конструкций цистерг и методов их экспериментальных исследований определяется:

1. Экономической эффективностью от изготовления и использования цистерн в эксплуатации за пчет снижения себестоимост!

производства и. их испытаний,а также сокращения эксплуатационных расходов. ■

2. Экономической эффективностью от Енедрения защитных устройств днищ и арматуры котлов цистерн для опасных грузов за счет повышения надежности защиты экологической среды и человека, снижения ущерба и затрат на ликвидацию последствий от -юз-действий опасных грузов при авариях.

3. Экономической эффективностью от внедрения комплексной автоматизированной системы экспериментальных исследований "Т1истерна" на основе применения ПЭВМ.

4. Экономической эффеютгеностью от снижения капитальных вложений предприятиГ на приобретение новых цистерн за счет использования рекомендаций по увеличению назначенного срока службы цистерн их эксплуатационного парка.

При долевом участии в образовании экономических эффектов от внедрения меооприятий, подтвержденных заказчиками,по пп. 1 и 2 в размере 5% ,а по пп. 3 и 4 -в размере 20-25%,общий экономический эффект от принятия рекомендаций и практического использования результатов диссертационной работы в ценах 1990 года превысил 2,7 млн. рублей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Выполненные теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать и реализовать комплекс научно-обоснованных технических решений по совершенствованию экспериментальных исследований и отработке конструкций железнодорожных цистерн,внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте. Получен ряд практически ватаых результатов,позволивших сформулировать следующие основные выводы и рекомендации.

1. Проведена классификация основных видов нагрузок и способов испытаний и предложена уточненная методика отработки конструкций цистерн с помо- гю стендовых и ходовых испытаний,обеспечивающая всестороннюю проверку эксплуатационных качеств цистерн, безопасное и эколс. ически чистое проведение экспериментов.

2. Экспериментально изучены особенности динамики цистерн с жидкими грузами. Предложен технические средства для исследо-

вания влияния волновых процессов свободной поверхности гадкого груза на колебания системы при ходовых испытаниях. Получены зависимости амплитуды и частоты колебаний жидкости от скорости движения. Созданы специальные демпфирующие устройства (а.с. 1346506,1542859) .улучшающие эксплуатационные характеристики цистерн за счет демпфирования колебаний свободной поверхности жидкости,заполняющей котел цистерны с произвольны;,1 уровнем и повышающие точность проводимых экспериментальных исследовании.

3. Теоретически обоснована и экспериментально проверена возможность замени реального груза водой для обеспечения безопасного и экологически чистого проведения ходовых и ударных испытаний цистерн с использованием коэффициентов эквивалентности нагрузок. Установлено,что предложенные коэффициенты являются достаточно стабильными характеристиками при испытаниях на продол ные соударения,практически независящими от изменения параметров системы и условий испитаний(скорость соударения,масса вагона-бойка,жесткость межвагонного соединения, недолив жидкого груза).

4. Разработана методика и создан комплекс испыт^елыюго оборудования для имитации продольных нагрузок,их поперечных и вертикальных составляющих,возникающих при нецентральном взаимодействии автосцепок соседних вагонов в горизонтальной й вертикальной плоскостях (положительное решение от 27.02. 91 по заявке (а. с. 4859087/11). Использование предложенного комплекса оборудования позволило уточнить напряженное состояние рам цистерн и оценить эффективность конструктивных решений по их совершенствованию,

5. Разработана методика расчета параметров автоколебательного вибрационного стенда и создана пневматическая вибрационная установка (а. с. 264739) для определения долговечности несущих конструкций подвижного состава.Определены зависимости динамической нагруженное! . вагона при испытаниях на виброустановке от характеристик пневмопульсатора и пневмоисточни-ка. Установлено влияние внутреннего избыточного давлени.. и разрежения в котлах цистерн на их динамическую нагружен-ность.Предложен способ ускорения стендовых испытаний на долго вечность путем повышения эффективности воздействия вибрационных нагрузок на испытываемую.цистерну созданием в котле пони

- 37 -

же иного давления С а. с. 379844).

6.Проведаны натурные вибрационные и ударные ресурсные испытания 8-осных цистерн различных модификаций,4-осных цистерн для цемента (модель 15-854) и кальцинированной соды (модель 15-1449).изучено влияние различных конструкций подкреплений котлов и рам на их нагружэнностъ и ресурс. Разработаны н внедрены предложения по совершенствованию несущих узлов указанных цистерн,произведена отработка конструкций для серийного производства в концерне "Азовмаш"(а. с. 1046147,1181833,1565776, .599254,1606372).

7.Предложен стенд для оценки устойчивости от всползания колеса на рельс и илрокидывания цистерн(а. с. 970178) и определена эффективность применения упруго-фрикционных опор цистерны, снижающих нагрузки на шкворневой узел и износ гребней колес (а. с; 1046147).

8. Разрабо" ана методика расчета параметров и создан стенд • проведения испытаний несущих конструкций и навесного оборудования на ресурс при продольных ударах (а.с. 1404868).

9. Проведен анализ повреждаемости узлов крепления и воздухопроводов тормозного оборудования 4-х и 8-ми осных цистерн в эксплуатации,выявлены нагрузки,оказывающие определяющее влияние на работоспособность указанных узлов. Разработана методика ускоренных ресурсных испытаний элементов тормозного оборудования. По результатам экспериментальных исследований разработаны рекомендации по доработке исследуемых узлов,эффективность которых подтверждена повторными контрольными ресурсными испытаниями.

10. На основе обобщения накопленного опыта испытаний создана АСЭИ "Цистерна" и разработаны основные алгоритмы,позволяющие автоматизировать проведение испытаний на базе ПЭВМ.

11. На основе результатов экспериментальных исследований напряженно-деформирование"о состояния котлов цистерн для перевозки сжиженных газов рекомендовано снизить на 10-15 X толщину крайних царг обечайки по сравнению с толщиной средней (а.с. 1606372).Это обеспечивает снижение металлоемкости и рациональное распределение напряж?н1.,1 в элементах котла при эксплуатационном нагружении.

12.Теоретическими и экспериментальными методами исследована динамическая нагружек.гость котлов цистерн для опасных

грузов при сверхнормативных ударных воздействиях. Созданы тех-■ нические средства и метод имитации аварийных ситуаций при сверхнормативных ударных воздействиях в автосцепку и днище котла цистерн.Установлено,одо наличие в котле внутреннего из-' Ситочного давления способствует снижению напряжений и деформаций днища в локальной зоне удара. Снижение высоты удара в пределах 10 см от среднего значения повышает максимальные напряжения в элементах котла и его крепления к раме.

13. Разработан алгоритм исследований по прогнозированию, остаточного ресурса же-езнодорожных.специализированных цистерн после истечения назначенного срока службы. На основании прове- , денных исследований ряда цистерн эксплуатационного парка доказана возможность. продления назначенное о срока служба .

14. Общий экономический эффект от внедрения методик и средств испытаний,рекомендаций по совершенствованию конструкций ци тер>н при их отработке и освоению серийного производства, продлению назначенного срока службы цистерн эксплуатационного парка промышленных предприятий превысил 2,7 млн. рублей.

Основное содержание научного доклада опубликовано в следующих работах:

1. Соколов М.М. .Кельрих М.Б. Особенности вертикальной динамики вагонов с упругими кузовами и подвижными грузами //Динамика вагонов: Науч. тр. /ЛИИЖТ-JL ,1975. N 390. .

2. Кельрих U. Б. Вибрационная установка для усталостных испытаний железнодорожных цистерн//Транспортное машиностроение; Науч. реф. сб./НИИШШРЮШОШ-М. ,1975.-5-76-11. .

3. Бубнов В Ы. .Кельрих М. Б.,Котик A. IL Исследование напряженного состояния котла 8-осной цистерны для БАЫа//Проектирова-ние, строительство и эксплуатация ВАМ: СБ. тр. /ЛИИЖТ. -Л. , 1978.

4. Кельрих М. Е, Белый Ф. П. ,Романченко Е Е Исследование колебаний жидкости в котле 8-осной железнодорожной цистерны грузоподъемностью 120 т // К х. д. трансп. /ВИНИТИ. -1975. -РЕФ.9В28-76. ; '

5. Кельрих М. Е , Азовский А. II .Глазкова Р. С. Результаты прочностных статических испытаний 8-осной цистерны для Байкало-Амурской магистралиУ/Конструкция,динамика и . прочность большегрузных вагонов: Межвуз. сб. /МЙИЖГ. -М., 1978. -Вып. 610 .

6. Вороненко' КХ Е .Кельрих М. Б., Кравченко Ю. IL Оценка поперечно}

: ." " ' ... ■ - 39 -

'. устойчивости от опрокидывания большегрузных цистерн габарита Т //Совремечные проблемы вагонов и контейнеров: Докл. Всесоюзн. конф. HHG ВСНТО в Абакане. -М. ,1979.

7. Бороненко iü И .Кельрих М. Б. .Дубинский Е А. Исследование работы вибрационной установки для испытаний несущих конструкций вагонов на долгове чность//Науч. тр. /ДИИТ-1980. -Вып. 210/2 . -

С. 3.

8. Кельрих М. Б., Беспалов Г. А. Вибрационные испытания вагонов //Тез. докл. Всесоюзн. конф. по вибрационной технике. -Кутаиси-Тбилиси, 1981, -С. 1.

9. Кельрих М. Е , Беликов А. Д., Беспалов Г. А. .Кузьменко Е Н. О некоторых результат, jc экспериментального исследования напряженного состояния конструкции бункерного цементовоза// РЖ

ж. д. трансп. /ВИНИТИ.-1982. Nl-РЕФ. 1Б24-82.

10. Кельрих М. Е .Каменомост М. JL .Омельченко А. А. Стенд для испытаний вагоне-4 на поперечные нагрузки//Трансп. оборуд. Реф. сб.

V /ЦНИИТЭИТЯЖМАЕ -М. ,1982. -5-82-21.

11. Аснис А. Е., Бубнов Е М., Кельрих М. É , Щ>ылов С. Е , Тереш-кин JL Е Применение дуговой точечной сварки в несущих рамных конструкциях х. д. цистерн //Автоматическая сварка.-1983.-N6.

12. Кельрих М.Е .Тупицына М. Г. Испытание цистерн, оборудованных буферными комплектами //Транс, оборуд.: Реф. сб. /ЦНИИТЭИТЯЖМАЕ -М. ,1983.-5-83-11.

13. Богомаз Г. И. .Кельрих ML Е .Гаркави Е Я. и др. Оценка нагружен-ности железнодорожных цистерн с жидкостью при соударениях //Динамика механических систем.-Киев: Наукова думка. -1983. -С. 121-128.

14.Кельрих ЕЕ .Крылов С.Е Исследование напряженного состояния хребтовых балок цистерн //Трансп. оборуд.: Реф. сб. /ЩШ-ТЭИТЯЖМАШ. -М. ,1983. -5-83-14. С. 19-24.

15. Богомаз Г. И. .Кельрих М. Е ,КривовязюкКХ II Эквивалентная наг-руженность 4-х осных тдастерн с различными параметрами жидких грузов при продольных уларах //Проблемы механики железнодорожного транспорта: lea, докл. Всесоюзн. конф./ДИИТ, 1984. -ел ' 5 ■■.;•,

16.Богомаз Г.И. .Кельрих;М.Е ,Криви^язюк Ю.Д Исследование динамики конструкции,содержащей полость с жидкостью при ударных нагружениях //Колебания упругих конструкций с 'жидкостью. -М.-: ЩИ "Волна*' > 1984. -с. 31-34 '

17. Богомаз Г. И. .КельриХ Ы. Б., Кривовязюк КХ П. Оценка эквивалентной нагруженности элементов конструкции 4-х осных цистерн при различных плотностях жидких грузов //Проблемы динамики и прочности железнодорожного подвижного состава: Меж-вуз. сб. научн. тр. -ДЛИТ ,1984.

18. Богомаз Г. И. , Кельрих М. Б., Биличенко О. Е , КривовязюкКХ Е Экспериментальные и теоретические исследования динамики 4-х осных цистерн при ударных нагружениях //Динамика,нагружен-ность и ■ надежность подвижного состава: Мзжвуз. сб. на-учн. тр.-ДЮ1Т, 1985. , : :

19. Базилевич КХ Н.Демин Р. В. .Кельрих М. Б., Коротенко Л. М. О боковых колебаниях 8-осных экипажей //Конструкторско-техноло-гические исследования в области с. оздания металлургического, горнорудного,подьемно-транспортного оборудования и ци-стерностроения /НИИПТМАШ, -Краматорск, 1985. -С. 90-99.

20. Кел. рих М. Б. .Глазкова Р. С. .Канивец Р. Ф. и др. О напряженном состоянии котлов цистерн для перевозки сжиженных углеводородных газов. ЦНШЭИТЯШАШ, деп. N 11(193)1987.0.197.

21. Биличенко Ю. Е , БогомазГ. 11 , Германчук Е Е , Кельрих М. Б. Моделирование ударных нагруиений железнодорожных цистерн,тран^ спортирующих жидкие грузы / /Проблемы механики »длезнодо-рожного транспорта: Тез. докл. Всесоюзн. конф.-ДИИГ, 1988.

22. Кельрих М. Б. .БелоусоваФ. М. .Стахов А. Ы. Усталостные исчгга-. ния натурных железнодорожных цистерн //Повышение надежности

и долговечности машин и сооружений: Тез. докл. конф. "Запорожье, 1988,

23.Кельрих М.Е .Белгородцев А.Е .Бриндак Е А.,Кравченко ЕЕ Снижение повреждаемости узлов крепления и воздуховодов тор-моаного оборудования железнодорожных цистерн //Проблемы механики железнодорожного Транспорта: Тез. докл. Всесовзн. конф. -ДИИТ.1988.

24. Богомаз Г. И. .Кельрих Ы Б. .Кривовязюк КХ Е Способ определения эквивалентной на. руженности 4-х осных цистерн по результатам их ударных испытаний с водой //Вопросы исследования динамики и надежности элементов подвижного состава и транспортных машин: Сб. научн. тр. / Ин-т трансп. машиностроения. Брянск, 1988.-С. 58-64.

. 25. Кельрих М. К , Олещак Е С., Романченко Н. Е , Шабан й А. Напряженное состояние 4-х осных цистерн безрамной конструкции

для • перевозки кальцинированной соды // Трансп. оборуд.: Реф. Сб. /ЦНИИТс'ТЯЖМШ. М. 1990. -9-90-5.

26. Кельрих М. Б. .Кравченко Ю. IL Методика ускоренных испытаний на ресурс механической части тормозного оборудования железнодорожных цистерн // Передовой произв. опыт и научн.-техн. достижения в тяжелом,энергетическом и транспортном „аши-ностроении: Инф. Сб. /ЦНШЭИТЯМАШ, М. 1989. -9-89-19. -С. 29-32

27. Кельрих М. Б. , Кравченко Ю. П. .Белгородцев А. В. Ресурсные испытания тормозного оборудования вагонов-цистерн //Передовой произв. опыт и научи. -техн. достижения в тяжелом, энергетическом и транспортном машиностроении: Инф. сб. /ЦНИИТЭИТЯЖ-МАШ. М. , 1989. -9-&J-21. -С. 36-38.

28. А. с. 264739 , 42К 21/01. Стенд для вибрационных испытаний вагонов /М. В. Кельрих,А. Е. Кохан.В. И. Латьпзенок и др. -N 1275872/ 27-11: Заявлено 14.10.68; Опубл. 03.03. 70,Бод. N9 //Открытия, Изобретение -1970. N 9.

29. А. с. 287090, 20С, 9. Железнодорожная цистерна. /В. Ф. Карпов,

A. Ф. Довженко, М. П. Прага, М. В. Кельрих и др. -N 1362077/27-11: Заявлено 25.09.69: Опубл. 19.11.70, Бюл. N35 //Открытия, Изобретения. -1970. -N35.

30. А. с. 379844 , 01 7/00. Способ вибрационных испытаний емкости транспортного средства /И. П.Сухов,М. П.Ходос, МБ.Кельрих и др. -N1698630/27-11; Заявлено 17. 09.71; Опубл. 20.04. 73. Бш. N 20 //Открытия. Изобретения.-1973. -N20.

31. А. с. 645178, Об 7/70. Устройство для определения запаса устойчивости колесной пары транспортного средства/М. В. Кельрих, А А. Манашкин, Е М. Шхайленко и Др. -N2405705/18-24; Заяв-лено13.09. 76; Опубл. 30.01.79, Бюл N4 //Открытия. Изобретения. -1979. -N4

32. А. с. 970178 . 01 М 17/00. Стенд для вибрационных испытаний вагонов /М. М. Соколов,Ю. П. Бороненко.М. В. Кельрих, А. П. Нико-димов -N2811424/27-11. Заявлено 17. 08.79;Опубл. 30.10.82,Бюл. N 40//0ткрытия. Изобретения. -1982. -N40.

33. А. с. 1045147, В 61 Г 5/14. Упругая боковая опора железнодорожного транспортного средства/М. М. Соколов,Ю. IL Боронеико,

B. Я Бубнов, М. В. Кельрих и др. N¿465814/27-11. Заявлено 07.04. 82;Опубл. 07.10. 83, Вал. N37 //Открытия. ^Изобретения,-1983. N 37. '

34. А. с. 1181813, В ГЗ К ../16. 9/18. Способ дуговой точечной

сварки /А. Б. Аснис.М. В. Кельрих,С. В. Крылов и др.-N3765665/25-27. Заявлено 04.07.84; Опубл. 30.0Э.85. Бмл. N36 //Открытия. Изобретения.-1985.-N36.

35. A.c. 1346506, В 65Д 88/12. Цистерна для жидкости /0>. П. Белый," Ю. Н. Биличенко, Г. И. Богомаз, Ю. В. Демин, М. Б. Кельрих и др. -N3932229/31-13; Заяр зно 22. 0785; Опубл. 23.10. 87. Бюл. N 39 //Открытия. Изобретен.'.. -1987. -N 39.

36. А. с. 1404868, Ol U 17/00. Стенд для ресурсных испытаний оборудования подвижного состава при продольных соударениях /М. М. Соколов, Е. П. Блохин, Ю. П. Вороненко, Ii Б. Кельрих и- др. -N 4112752/27-11;Заявлено 27.08.86; Опубл. 23. 06.88, Бюл. N 23 //Jnrhsnbz&Bpj, htritytaS -1988. N Z3.

37. А. с. 1542859, Б 65 Д 38/12, 90/2Г. Цистерна для натурных испытаний. /Г. И. Богомаз, Ю. В. Демин, М. Б. Кельрих и др. - N 4310518/31-13; Заявлено 28.09.87; Опубл. 15.02.90, Бюл. N6 '/Открытия. Изобретения.-1990. -N6.

38. А. с. 1565776, В 65 Д 88/74. Железнодорожная'цистерна /Б. Л Евтушенко, В. С. Лагута,М. Б. Кельрих.и др. N 4465402/27- Заявлено 26.07.88; Опубл. 23.05.90, Бюл. N 19 //Открытия. Изобретения. - 1990л -N 19.

39. А. с. 1599254, В 61 Д 5/00. Железнодорожная цистерна. /А. FL Азовский, В. М. Бубнов, М. Б.' Кельрих и др. N 4618234/27-13; Заявлено 20.10.88; Опубл. 15.10.90, Бюл. N 33//0ткрытия. Изобретения. - 1990. - N 38.

40. А. с. 1606372, . Железнодорожная цистерна для жидких грузов. /В. Ii 'Гилиппов, В. М. Бубнов, М. Б. Кельрих и др.

:N 4607275/27-13; Заявлено 22. И. 88,Опубл. 15.11. 90 Бюл. N 42 //Открытия. Изобретения. - 1990. -N 42 .

41. Заявка N 4859067/11/08729. Стенд для испытаний рам транспортных средств на растяжение-сжатие/М. Б. Кельрих, Б. В. Хромушин, А. А. Омельченко, Л. П. Стодеру. Приоритет 13. 08.90; Решение о признании изобретения от 27.02.91.