автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Особенности напряженно-деформированного состояния элементов котлов железнодорожных цистерн при внутреннем давлении

КШИСТЕРСТЕО ПУТЕ'1 СООБ1Ш25Я СССР 1й>оковет:л2 ордена Ленина ж ордена Трудсгсго Красного Згжзни шютзтут Ешмк-зроа зэлознодорожнсго транспорта еч, Ф.Э.Дзорхпяохого

Ка красах рукогглся

ертт гагогь епляыея

ОСОБЕННОСТИ МПРЯгЭШО-ДЕЙОКДШОа^НКОГ'О состояния элшятов котлов гзпЕзнодерезаых шсгерн ПРИ Ш77Ш1НШ ДШШШ

05.22.07 - Еодвигной состав яелезннх дорог в тага поездов

Азяороферат диссертация на совскавие ученой стененз кандидата технических вауя

Москва - 1990

Работа вшюлкета в Московском ощыёв. Далкаа в ордева Трудового Красного Знамени хнскпуго шшверо» кзяезЕодэ-рогного транспорта шена Ф.Э.ДзБрашского

Научный руглводетедь - доктор технических наук,

заслухешшй деятель наука и техники РСФСР, профессор Л.А.Шацур

Официальные оппоненты - доктор технических паук,

профессор Ю.П.Боронегш) - кандидат технически наук, • доцент К.А.Сергеев Ведущее предприятие - производственное объединение

"Ааовшш"

Защита диссертации состоится " " г.

в ' час, на заседания спепдадЕзврованного совета Д 114.05.05 при Московском институте шшзнэров яедезво-дорожного транспорта во адресу: 101475, ГСП, г.Москва,А-55, ул. Образцова, 15, ауд, 2417.

С диссертацией ыогно ознакомиться в библиотеке института.

• 0т8нз на автореферат, заверенный печать», просш направлять по адресу совета гнстатута.

Автореферат разослан' ^ " 1990 г.

Учвннй секретарь

сЕодкахиагрсткного совета Н.Ы.Лукоа

- 3 -

0Е7АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность теед. Экокомичэсяс» развитее страны вызывает увегкчзгда объет.'.л перевозок, *г:о неааспаю без соверивнство-аэнзя талеззодороетого транспорта. Совершенствование последнего направлено на псгшгокяэ пропускной п npo£cr.:o2 способности гзяэзнкг дорог» Эта поглзатзлэ -тесно связана с пронз-»одктеяьяомып грузовнх вагонов, которая возрастает благодаря повянбшаз и обновлеаив парка болоа «адезашма п экснсстчшп.ш грузовага гагош-и.

Еэлэзнсдорозные цзсториы составляет значительную часть а парко грузовнх загонов, поэтому эффективность гас использования имеет я будет эгать особоэ значение как в настоящее эреыя, так и в обозримой порслектяза.

Сохраняв? остроту лроблеш создания цистерн характвра-зувдгхся низкая себестоимостязш изготовления и перевозок грузов. При этом наиболее перспективны:,: считается путь повы-пекяя грузоподъемности н погонной нагрузки цистерн до предельно возможного значения.

В связи с этим, вса более ваяным становится совершенствование процесса их проектирования.

Котлы гелэзнодорогзнх цистерн рассчитываются па основе теории тонких упругих оболочек. Больное влияние на выбор толезшн оболочки, образующей котел, оказнаэзот нагрузки, прикладываемые к котлу в опорннх зонах. Эта нагрузка, о точка зрения теории оболочек, являются локальными. Радом ученых было замечено существенное изменение реакции оболочек на воздействие локальных нагрузок при наличии в них избыточного внутреннего давления.

С другой стороны, для кефтебекэкнощх цаотера, состагля-щез болъиую часть парка цистерн, внутреннеэ дазлепге явдяет-ся одной из основных нагрузок, которое определяет яааряаоааао состояние котлов- Б то яе время, влшянае Екутрегшего давлена? ка напряхойно-дефоршрованноо состояние ( ВДС ) котлов кслэз-нодоропшх цистерн сзучено недостаточно.

Поэтому- весьма актуальная; является: работы, направленные на изучение и создание методик оценки влияний внутреннего давления на ВДС котлов цистерн и узлов, обоспечиваодк кг беЕстказнуо е безопасную экепдуагацшэ, те^у с сосгадона дан» ная диссертация.

Лель работы. Задача диссертационной работы состоит в дальнейшем развития методов оценки НДС оболочек котлов цистерн а разработке алгоритма и програгл.сшго кешдевеа для иро-Евдекия кноговарнантных расчетов о цельа виявланлд особенностей ЩО элементов котлов авлезнздороашзе цистерн нра внутреннем давленш, в {щсаермзеталька: яодоерздешш достогерностз алгоритма путем сравнения расчетйах и экспарагэйталькиг датах НДС оболочек кохдов цистерн, о проведении часлеякш: нсследога-ний зон возмущения веэмоыенгяого" состояния котлов при внутрзк-нем давлении.'Одновременно следует провести аналяз НДС сузео-твувдих йонструкцнё рэтежьЕИХ крышек ликов аалезнодорогэшх цистерн, как узлов, от которга: зависет безопасность акмиуа-тации, п дать рекомендации по иг улучгеншз.

Научная новизна диссертационной работы саплэчается: - разработке хариацаонно-разностного ютода расчзта цшхгшдретееккх оболочек в пршенешш его для определения степени влияния внутреннего давления на НДС котлов в зонах воз-

¡»удэний;

- в разработке метсшка оценки НДС гладких котлов при одновременном действия лекальных нагрузок и внутреннего давления;

- в примеяоппи теоретических реаегай по влиянию локальных нагрузок ка пластины я оболочки для оценки прочности и гер-гэтачности рагеяьннг крксек люков железнодорожных цистерн.

. Практическая ценность диссертационной работа заключается

- в получении формул, псэволяодкх определять напряжения от энутрэннего давления и других нагрузок в оболочке при наличии кордгулярностеЗ, обусловленных го: г с труз гт ив гам: особенностям® котлов;

- з обнаружении и количественно« анализе эффеггга уменьшения напряжений в котла цистерны при одновременном воздействии локальных нагрузок и внутреннего давления;

- в разработке методяк оценки прочности и герметичности ригелышх крыаек лаков к рекомендаций по их рациональному проектированию.

Реализация работа.Научные положения, разработанные в диссертации, предназначены для использования в конструктор- • ских бвро при создании и проектировании новых и модернизации существующих конструкций железнодорожных цистерн. Результата исследований и практические рекомендации принята к внедрении на ПО ТАЗОВМАШ".

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации доложены и получили одобрение на 27 научно-технической конференции сотрудников ИрИЯГа и специалистов эксплуатации и строительства железных дорог Сибири я БАМа ( Иркутск, 1990 г.), на заседания кафедры "Вагоны и вагонное хозяйство"

- в -

ШШТа ( Москва, 1990 г.).

Публикации.Материалы диссертации иглсхсаи в четырех статьях.

Структура и обьваг твботн. Двссртацаонная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и рзкоьйндацкй, списка использованных источников.

СОДЕКЕАШЕ РАБОТ!]

' Введение посвячено актуальности теш исследования. Здесь излагаются обще цата и 8адата диссертации,

В петзвой главе приведен краткий обзор катодов расчета тонких упругих оболочек.

Ойцую теорию ободочек, как известно, предаоаид А.Лав. Он впервые разрешил основную проблему теории оболочек - переход от трехмерной задачи теории упругости к даухшрной.

Весомый вклад в развитие теории оболочек внесли отечественные учение. Еще до револщии постился целый род фундаментальных исследований И".Г.Бубнова, Б.Г.Гадерхкна, Ж.С.Лейбан-зона, С.П.Ттюшенко. ДальнвЕвее развитие теория получила в трудах советских ученых Б.З.Власова, Б.В.Новоетлова, АД. Гольденвейзера, В.Э.Ководворского, А.И.Лурье, А.П.Оилина, С.Н.Кана и др.

• Теория оболочек охватывает различные направления. Исследуются статические и дакашческие задача, устойчивость оболочечных конструкций, оболочки всевозш£но2 геометрии. К отдельному классу относятся задачи о воздействии на оболочку внутреннего давления, которая ванвхшись В.Ы.Даровскп2,

- 7 -

А.С.Дздспгя, П.Бейдзрд, Я.Ндаэц я др.

В ссс-тоднеэ время а сгазя сбурянм развитием вычислительной техники возросла роль численных мотодов рогеяия задач етрогтолыюй механики. Одаы пз наиболее распространенным часдегсшм штодом является ьэтод конечных элементов ( ЫКЭ ). Его Еоауетргеадш способствовали работы О.К.Зенкевича, Да. Одета, ЛД.Розина, А.В.Александрова» Б.Л.Постяова, Н.Н.Па-сспгг.сга и др. г^игс.

Вопросам тптаепзот;: тоорзх тонки:: упругих оболочек и МКЭ з обяастг вггоностроогсл nocnßr,emi работы E.H.Никольского, B.H.KoTyp.ucta, А.П.Азоаского, Б.А.Ал9хшгтава, В.Н.Жда-яога, В.М.Бубяотза ж др.

S аокцо раздала, па осяоэо проведенного обзора, сформу- -дгрогакы цояа к задачи дгссортацгояной работы.

Во, втотюй глава пзяагазтся сущность вариационно-разностного метода расчета оболочек.

Из анализа возуоености применения плоских конечных эле-ионтоз ( КЭ ) било установлено, что при дэЗствии на конструкции, ашроксЕярованзуо зга« типацд КЗ, распределенной нагрузки, в узлах конструкция возникают изгибающие шизнты. В реальных конструкциях при указанных нагрузках наблюдается бэз;:оменткоо состояние. Tami образом, эти типы КЭ на могут обеспечить корретнуэ оценку НДС оболочек котлоз при внутреннем давлении.

Криволинейные КЭ обеспечивают более точную картину, однако их применение осложняется тем, что для пост%ения их матриц яесткости ( Ш ) возникает проблема выбора функций, удачно аппроксимирующих поля перемещений КЭ. С этой целью

используются полиномы Эрмита, Лежандра и др. Но, поскольку, оболочка котла цистерны состоит из различии типов поверхностей ( цилиндрической, сферической, эллипсоидной ),то слезно подобрать необходимее полиномы для универсального КЭ.

Можно исключить указанные сложности, если воспользоваться вариационно-разностным штодои.

Тонкие упругие оболочки подчиняются геометрическим и физическим соотношениям, которые в матричной фор&га могут быть записаны соответственно в виде:

Ш (2)

где £ - вектор составлявших деформации срединной поверхности оболочки;

1В1 - матрица операторов дифференцирования;

У- - вектор перемещений;

' N - вектор составляювдх внутренних усилий;

[Ф] - матрица коэффициентов ¡¡меткости штериала оболочки.

Для вычисления коаффициенов 1Я [РО КЭ воспользуемся известной формулой

.са»у/вГш вые о)

■ Чтобы реализовать идею вариационно-разностного подхода к построению» матрицы [Е^ универсального КЗ на основе формулы (3), надо задать численные значения функций перемещений в ряде узловых точек и выбрать штод численного интегрирования. В дальнейшем будем применять формулу трапеций.

£=!в ¡-и. N =Ш -Т,

- з -

Еатяоразпомнив поэдоталдеяия пропзвод-

' шк йгапсй чор>з эяачокзя $угаещй в отдашзсс точках (рио.1) з дэстрадьпхг, щ^гггг; л язкп: рззаост.тс выглядят слэдутязгм сбрассм:

(-/в+Л)г

М т , , , > (4)

¿(гЬг^- (/.-«.¿,+3 А);

*

о £ 2 X

■т Л V ■

Рго.1. Схе;.а элзмзктарноЗ сеточкой области Функции /(Г).

Рассмотрим подробнее дефоргецка цилиндрической оболочки вращения.

Круговые цилиндрические оболочки являются частнн« случаем общего случая деформации оболочек вращения. Для ах описания удобно пользоваться щшшдрячесиаи координатами (рис.2). ' .

Переход из ведефоргтрованного состояния к деформированному для кавдой точка срединной поверхности характеризуется тремя составляющими перемещений:

Рис. 2. Система цилиндрических координат,

Рис- 3. Элементарная область {конечный'элемент) цилидрической панели.

-17 -

V/ - рлд-г.глькс.э пэр^пчоннв; V - тапгвнЕЕЕгшяоэ тарчмезсшга; Ц - пг.-рэ;,;зцош10 гдолг образувдоЗ. Используя назглиша порбмачсняг, геометрические соотно-пзпзгс гиляндрлчзсг.ой обогэтет затпснжаотся елодугпзм образом:

¿и. „ д1*

дх

С ду V/ . V <Э4и^ ¿V .

+ Г ; ^ ' ^

* дх аъ/ь' £ дхд/ ■

г£э 61 - дефор>гацгя растатшя: срединной поверхности вдоль образуащ-эЗ;

<£, - деформация растягзния срединной поверхности вдоль дута;

^ - деформация едзига срединной поверхности; Х1 - азменониа крнвпзйы срединной поверхности по образующей;

изменение кривизна срединной поверхности по дуге;

_ дэ^ср.шщя кручэнзя срединой поверхности; Е. - радиус кривизны оболочки. Для построения Ц£ цилиндрической панели, наве-сем на пев сатку с сагом.равномершгц в по дуге, а по образующей. Рассмотри« элементарную область панели, состоящую из узла 5 в восьми грилегавдих к нему узлов (рис.3).

Используя центральные конечные разности (4), несложно привести систем (5) к виду

р _ - + и? , °< 21* ' - Ух + У г .

£

Г

\л/г

2 5

Ы* 2

у _ Щ- 2И<"г 4-У/» .

X Ч- 2 УУг + УУ* - Уу» Уе А " " + 2

<Г

4 ЕЛ^Л6

Записывая полученные соотнесения в ьатричноа вида при векторах деформации и переиедеяЕй соответственно

Г х4 хА <Г;

V/, ил %... иа V,}]

получай конечно-разностное вырастете ьатрэд: IБ ] раздоряо-стьз 6 х 27 в узле нскер 5. Аналогично получаем матраца | В | для всех узлов сотки. Используя влраяешо (3) с интегрируя по всей поверхности КЗ', получаем Ш хщлшщрическоЛ пан охи.

Используя показанный алгорот», шгао построить Ш любого оболочечного и стергневого КЭ, такиы образе!:, 1:02210 говорить об универсальности харищпонво-разноствого пзтода.

%оби участь влияние внутреннего давления Р на Езг^нэ-Епе кривизны цшшдоттеской оболочка необходимо построить матрицу гессэтрлчэской хзсткости ( КГЕ ). Дне йог© необходимо врогснЕшзировать работу фдашвноА рздеально£ нагрузки

3

Р

£Х ( + 2 -Х * 2

1 ах* +

2

1*

)

(7)

га »сох зозмогетх поремсцегоиа. Это яослоззго сделать, используя ту 25 сет:су п те кэ гоночные разности, с помогаю которых строилась M иаяо.та.

S третьей главо приведены результаты по исследованию воздействия на котел цистерны Б:?утрекнего давления..

Сначала проведен анализ сходимости результатов, полуденных с пошзью гарзацзояно-рззносткого метода, с экспзри-галтальшглг даянии, полученными в ходе испытания котла цистерны мод. 7SO-COI3. Несовпадение расчетных з экспериыенталь-Î27Z данных в наиболее напряженных точках оболочки котла сострило 20 - 25 %.

Далее расаютрево влияние различных нерегулярностей на НДС зотлов ¡три внутреннем давлении.

Как известно, наиряхешоо сотояние идеальной цилквдричес-г»3 гфугоеоЗ с боло тан, ошскваотся беэ£го^оатню,а величинами: а) перемэвдетяка

И ш I. - Zi-PX.Z ; ЕЛ 2 В

W •Я-iâ.JEiS. ; V Я о

2 2k

(8)

б) внутренней усилила

//, " ; /4-Р-2; (9)

2

а) портальная а охзквалепттгз нащдазйзяуи где . 'Е - иодуль упругости;

(Ю)

N

V - коэффициент Пуассона;

Л- - тожкна оболочка.

Цилиндрические часта котлов гслезнодроЕнах цистерн в силу различных факторов имеет бодьсоо число зон, лскахаг^пх бегмоментпое состояние ври внутреннем давлении. К такш зонам относятся места стнков листов различной толциш, зогш накладок, различных подкреплений и т.д. Детальный йнадкэ ■ зон стыков листов различной толгцшы показал, что напрятанное состояние этих зон определяется состояние« бодоз тонкого листа, причвм наиболее неблагоприятным, с точки spsEM прочности при внутреннем довлеют, яхдязтся сток листов, у которого совмещены внутренние поверхности, а самьм благоприятна • - стык с совмещением паррзых поверхностей. В зонах подхроп» лонкя оболочки шакгоутша ила стрингерами суымараыэ от гаги ба и мембранных усилий напрйлоквя в оболочке, как показал расчот варкацЕоняо-разностым методом, уианьсаются.

Для точной оценки НДС и вонах возмукешй необходам трудоемкий расчет. Поэтому а работе, используя дангшо таолен-шх вкспериментов на ссвоеэ Еараацноино-разностного цзтода, были выведены эмпирические форггули, so которая uosho определить напряжения в зонах нератулярностей еря внутренней давлении на этапе эскизного проектирования:

- в зоне стыка листов по дуге

О.та-2,8^+I,9A>+0.75-R );

- в зоне стыка листов во образующей

= 1,3 - 3,эЛ«+ 2,7 А$ + 0,64-R ); , СП)

- в зоне накладки

бк** О [2Д + I.бС^-Ал) + 0,67'Е 3; (II)

- в июантоуто

6" » 5-? ( 20,5-Р. - 2 кл - О.ЗЗЯ -4,15),

______безиогонтннэ эквивалентные напряжения (10);

соответственно толщина меньшего 2 большего ласта в сантиметрах; £ - радиус котла в метрах;

К*кл~ толщина накладки в сантиметрах; кл - толцина основного листа в сантиметрах;

. Р - величина внутреннего давления;

Р - ялосадь сечения шпангоута в кв. сантиметрах.

Расчет подкрепленных оболочек котлов относится к числу трудоемких расчетных операций. В то ге время гладкие котлы пяроко представлены в цистерностроенли. Для расчета таких - котлов целесообразно пользоваться более экономичными, чем вариационно-разностный методами.

Поэтому в четвертой глава предлагается методика расчета гладких котлоэ при совместном действии нормативных нагрузок и внутреннего давления. Она основана ка реконии системы уравнения ыо'йвтноа теории цилиндрических оболочек, предложенной В.З.Власовш, о помехи аппроксимации переложений и внутренних усилий дзойпая тргтонсггатрачоспгмп рядош.Сурьо. Впешнпэ пагрузку представляем а виде нагрузок от опорного давления. Предварительные папрягензя от внутреннего давления

- 16 -

учитывается 4;:ктлгко2 радиальной нагрузкой (7) от мембранных усилий на изменениях кривизны. Введение этого слагаемого приводит, вообще говоря, к нелинейности неходких уравнений.

Бри анализе результатов расчетов было откачено, что щл наадуво оболочки, вагрукоккой спорным давлением, радиальныо перемещения в опорной зоне заметно уменьшается (рис.4), т.о. оболочка стремится принять правкльнуэ цшшндрдческуа фор:,^. Вследствие этого уменьшатся изгибкке напряжения, к поэтому, несмотря на увеличение мембранных напряжений, аквивалонтные напряжения в оболочке котла уменьшаются, что страгено на грифике (рис.5). Для сравнения на этом so рнсуккз приведены графики напржкогагё в том же котле, но погучэкныо по рекодзш-довшшым действуидап "Норь&мк расчзта загонов на прчность1', расчетным рекамаы, согласно которш эгагааяоктнне напряаэнЕя получаются простые суммированием напряжений от разлагал: в;> дов нагрузок. Как видим, последние результата йвачзлельно зависели. Таете на графиках хорошо виден мшо^ц зависимости напряжений от внутреннего давления, т.о. существует некоторой оптимальное, с точки зрения НДС, внутреннее давление, лехгщео в пределах 0,25 - 0,75 151а, при котором напряжения в оболочке уменьшаются в 1,5 - 2 раза по сравнении о напряаэнияш, возникающими в котле при отсутствии внутреннего давления.

На следующей этапе исследований бшш проведены расчеты, з которых изменялись различные параметры котла, такие как толщина и радиус оболочки, длина цилиндрической части ободочки, размеры и расположение опорных зон. Оказалось, что наибольшее влияние на степень уменьшения напряжений под действием внут- ' ; реннего давления имеют толщина и радиус оболочки. Результаты

Р;: с. 4. Эпюра радиальных перемещений в опорной зоне котла цистерны при нггруяении:

—-- опорным давлением;

--- опорным и внутренним давлением.

Pec.5.Графики загисжссти шксг.млльннх эквивалентных напряжений от внутреннего дгплепля.

1 - напряжения на Енутреннс-й поверхности по

кетодике "Норм...";

2 - напря>7.е:;::я на наружной поеотхиссти по

методике "Нор.-.:... " ; ■

3 - напряжения ка внутренней поверхности г.о

предлагаемой методике ;

4 - напряжения на наругной поверхности г.о

предлагаемой методике.

- 18 -

показывают, что наиболее полно эффект умэюьпзния капряхснзй в оболочка под действием внутреннего давления проявляется на тонких оболочках болыгого диаметра. Из этого следует, что указанный эффект особенно сгоутил в котлах босьшосннх цистерн.

В настоящее время практически на всех типах келезнодорог-ных цистерн имеются калгшннз горловины в (аш) лакц-дазы, которые закрываются крыакаш различных конструкций. Все более вирокое применение на ввлезводоровша цистернах находага ри-гельнне крыаки, т.к. кх праатиэ осуществляется посредством балки-ригеля с последувцш закреплением одни.1.; болте:-', что .обеспечивает сокращение трудоемкости погрузочао-разгругочшк работ.

Оснозной нагрузкой ддя рахелышг крыаэк является внутреннее давление, с другой стороны, ех ЦДС еда недостаточно ray- • чоно, поэтов пятая глава диссертации посвящена вопросам прочности и герметичности ригельшх кршзек лаков гелезнодорешшх цистерн.

После анализа работ суцествуадих типов ригельных крыаех: за основу методики оценки их НДС бшх приняты результата расчета гонках пластин в ободочек в случае воздействия на нас локальных нагрузок. Была приняты расчетные схоин для сферического сегмента и пластины, прадотаашарг кэсучую основу крыаек и для которых ищется формулы прогиба нагругенцнх в центре локально:

Н^ЯШ"

tKj- ' (12)

гдэ №са— прогиб сзгмекта;

прогиб пластины; к}- тлидина сфэрэтосксго сегмента; Я - радиус его кривизны; 1 - радиуо центрального стержня; "¡ро ■ 0,5772 - донсганта Эйлера; С я Ч1С - приведенный радиус центрального стеряня; ^"А} & - коэффициенты, зависящие от геометрических размеров сферического сегмента; {ь^- толщина пластины; 0 - цилиндрическая иесткость пластины; радиуо пластины в плана. Поскольку, пластина и сегмент соединены в центре кесткпм сторгнем, их прогибы будут равны, а силы, воспринимаемые шли, будут пропорциональны иодатливостяи:

т, И'^г . р -4,-р (13)

лл Ягг+У™ ' °

. гдо во - осевая; сила со стороны ригеля;

РМ/ Рсгг- силы, воспринимаемые соответственно пластиной и сегшптш;

Уцл?Уогг ~ податливости шастшш и сегмента.

Поело определения взаимного распределения сил, рассчитывается пзгибзг^иэ момэятн и поперечные силы на границе "пятна", контакта ригеля о кркакой, а затс-м я напряжения.

Достоверность получошшх по предлагаема-мотодииэ результатов была проворена расчет«! притек лзкоз по прогрш-м проч-постошс расчетов КИПР-ЕС, разработанной па кафедре "Строитель-пая глэханига" КЯИГа под руководством В.И.Мяченкова и В.П.Шль-

- 20 -

цева. Отличительной особенностью когяшекса является то, что система дифференциальных уравнений, списывашзшс поведение оболочек вращения, свободна от допущений, а погрешность определяется только погрешность» исходных гипотез Кирхгофа, лега-цпх в основе теории оболочек. Результаты расчетов по обоим методикам удовлетворительно согласуются.

Потеря герметичности рнгелькых крышек в эксплуатации о?~ рицательно отражается на сохранности грузов и безопасности движения поездов. В диссертации предлагается методика, оце-нпваедая герметичность таких крышек. Основными исходными дакни:,-л для нее являются: жесткость крышки при центральной осево£ нагрузке, жесткость ригеля, размеры и штериал уплотняющей прокладки. На основании данных о монтажной усилии на крышку, величине внутреннего давления определяется рабочее удельное давление на прокладку. Критерием герметичности иршки является сравнение этого давления с некоторым минимально допустимым удельным давлением, определяемым материалом прокладки.

ОСНОВНЫЕ'ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Разработан универсальный вариационно-разностный метод и на его основе алгоритм для оценки НДС котлов зелезно-дорожных цистерн при совместном действии внутреннего давления и других нормативных нагрузок.

2. Метод позволяет учитывать нерегулярности оболочки различных типов. Для стыка листов различной толщины, накладок и шпангоутов предложены эмпирические формулы»■позволявшие определять напряжения в этих зонах при внутреннем давлении.

- 21 -

3. Для гладких котлов разработана кетодг.ка, оценигалцая влияние гнутрогаего давления на их •напрятэтюе состояние при локальных нагрукеннях. С ее по!.:ощъз оценен эффект уменьшения язгибных и, следовательно, общк напряжений от действия ло-:алытых нагрузок при наличии: з котле внутреннего давления. Действие указанного эф$экта увеличивается при укеньвеняи тол-дины Оболочки Л 7ВОЛЯЧС-НЯЛ 00 рОДйуса. ■

4. Прсддияено ензстл 2 действуюплэ "Нормы расчота вагонов ка прочность" измэнеа-зи в ту их часть, которая относится к расчетный регямам определения напряжений в оболочке котла яра ссг:.'ое*гж:г действия нормативных нагрузок.

5. Прадигогеш гзтодика, позволяйте оценить НДС и герме-«нгкузсть рггельяих крппек люков, на установку которых переп-до ПО "Азск.та". Предмгена прогрессивная конструкция риголь-по2 Ер!глта. ^зработаны рекомендации по рациональному проекти-теванза рпгольшх а узлов их уплотнения.

Предгагаокно ¡.'этодига реализованы в программном комплексе по сценке прочности; цистерн в состава САПР-цистерна.

ШШКЩШ.

Основные гол&тония диссертация опубликованы в следующих работах:

• I. Еруянш И.З. Специальны! конечный элемент для расчета цилиндрических оболочек котлов гелезнодороаннх цистерн -Моск. пн-т пнз. а.-д. трансп. та. §,Э.Дэер=яяского.г 23., 1950.- 8 о.- Доп. 3 ЦШ5ИТЭИ ШС .'5 5214 ОТ 24.04.90 г.

2. Бруякин И.В. Влияние внутреннего давления на напря-генно-дефоркаровапное состояние гладких котлов желез нодорог-

них цистерн - Моск. ин-т инж. е.-д. граней, ем. Ф.Э.Дзергзл-ского.- М., 1990.- 16 е.- Деп.в ЦШГЭИ ШС й 5213 от 24.04.90 г.

3. Еруякин И.В. Особенности расчета нацряхенно-Дс^ор&аро-ванного состояния и гермзтнчкосги крышек .таков холознодороц-шх цистерн, райотаэдих под внутренние давлением - Моск. иа-т ккх. т'ранси. км. Ф.Э.Дзералаского.- М.» 1290,- 16 с.-. Деп. в 1521ИТЭИ МПС И 5212 от 24.04.50 г.

4. Бруякин И.В. Расчет котлов голэгкодороэшх цистерн вараационно-разностшм иетодоы // Передовой щшзводствшщй опит и научно-технические достижения в тяхелом кашноотрсагш: Информ. сб./ ВДИИТЭЙ Ъгоаш.- 1990.- Сер.9; Ешг.П.- с. 25-38,