автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Прогнозирование прочности и долговечности вагонов для перевозки коррозионно-активных грузов

На правах рукописи

ЛАПШИН Василий Федорович

I |

\ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ

I ВАГОНОВ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ КОРРОЗИОННО-АКТИВНЫХ ГРУЗОВ

I 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог,

тяга поездов и электрификация

I

! I

| Автореферат диссертации на соискание ученой степени

| доктора технических наук

I

I

|

Екатеринбург - 2003

Работа выполнена в Уральском государственном университете путей сообщения (УрГУПС).

Научный консультант доктор технических наук, профессор

БАЧУРИН Николай Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

старший научный сотрудник ГЛУШКО Марат Иванович

доктор технических наук, профессор КОБИЩАНОВ Владимир Владимирович

доктор технических наук, профессор КОТУРАНОВ Владимир Николаевич

Ведущая организация Государственное унитарное предприятие

«ПО Уралвагонзавод»

Защита диссертации состоится « о13у> Л ( 2003 г. в /у

на заседании диссертационного совета Д 218.013.01 при Уральском государственном университете путей сообщения по адресу: 620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66, ауд. 283. Факс: (3432) 45-01-90

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан «

/Ь' » £ с с- у 2003 г.

Отзыв на автореферат в 2-х экземплярах, заверенных гербовой печатью организации, просим направлять в адрес Ученого совета УрГУПС.

Ученый секретарь

диссертационного совета ^ / . Асадченко В.Р.

О.о©з-А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из главных задач современного этапа развития подвижного состава является создание вагонов с кузовами повышенной прочности и коррозионной стойкости, обеспечивающих их безремонтную работу в период между капитальными ремонтами. Как показал опыт эксплуатации вагонов для перевозки коррозионно-активных грузов (кислот, минеральных удобрений) коррозионные повреждения являются причиной 60 - 65% случаев отказов вагонов. При перевозке таких грузов, вследствие коррозионного износа уменьшаются сечения элементов, изменяется их напряженное состояние, что приводит к существенному снижению несущей способности, уменьшению надежности и сокращению долговечности конструкций вагонов.

Особую актуальность вопросы изучения влияния агрессивных сред на прочность и несущую способность вагонов приобретают при оценке сроков службы и видов ремонта, а также при обеспечении их эксплуатационной надежности в течение заданного срока службы. Наметившийся рост объемов перевозок резко обозначил проблему нехватки подвижного состава и поставил задачу повышения эксплуатационной надежности существующего парка вагонов, используемого для перевозки коррозионно-активных грузов. Так, в настоящее время нехватка в рабочем парке вагонов для перевозки минеральных удобрений составляет 8000 вагонов, а к 2010 году она может возрасти до 29000 единиц. Важнейшими задачами текущего этапа считается планомерное внедрение новых технических решений и передовых технологий, направленных на повышение долговечности узлов и деталей подвижного состава.

Решение этих задач требует реализации комплекса вопросов, связанных с анализом технического состояния конструкций, их диагностики, теоретических исследований по прогнозу остаточного ресурса, а также разработки обоснованных требований к новым техническим решениям и аспектам противокоррозионной защиты вагонов.

Однако, существующие методы расчета элементов вагонов основаны на математических моделях, не учитывающих специфических особенностей эксплуатации, характерных для подвижного состава, используемого для перевозки коррозионно-активных грузов. Они не учитывают изменение прочностных качеств кузова вагона в процессе эксплуатации и особенности взаимодействия материала таких конструкций с перевозимым грузом, не позволяют определить сроки службы вагонов и наметить пути повышения их эксплуатационной надежности.

Цель работы. Основная цель диссертации состоит в комплексном решении научной проблемы, заключающейся в теоретическом обобщении и разработке метода расчета прочности и долговечности элементов вагонов для перевозки коррозионно-активных грузов, и получении новых технических решений и практических рекомендаций, используемых при проектировании нового и модернизации существующего подвижного состава, научном обосновании систем противокоррозионной защиты.

Общая методика исследований. Методологической основой работы является современное представление о прочности конструктивных элементов вагонов, взаимодействующих с коррозионно-активными грузами. При теоретическом исследовании напряженного состояния и прогнозировании долговечности конструкций применялся метод конечных элементов (МКЭ), реализующий технологию расчета многослойных оболочек на основе непосредственной дискретизации МКЭ соотношений трехмерной теории упругости с использованием кинематических гипотез Тимошенко. Это позволило на единой основе разработать расчетные модели котлов вагонов-цистерн из двухслойных сталей и кузовов вагонов-минераловозов. Проверка результатов теоретических исследований производилась экспериментально на стендах с применением методов электротензометрии, сравнением с известными аналитическими, численными решениями и данными эксплуатационных испытаний вагонов. При обработке экспериментальных данных применялись мето-

ды математической статистики с учетом специфики сбора информации при натурном обследовании технического состояния подвижного состава.

Научная новизна. Комплексно решена проблема прогнозирования прочности и долговечности элементов вагонов с учетом коррозионного износа. Получены следующие научные результаты:

- предложено для описания взаимодействия элементов конструкций с агрессивной средой, приводящего к снижению несущей способности и сокращению ресурса вагонов, использовать совокупность частных моделей: модели конструкции, модели наступления предельного состояния, модели нагружения, модели деформирования материала, модели взаимодействия с агрессивной средой и модели материала. Разработана общая структурная схема модели «Конструкция - агрессивная среда», соответствующая различным условиям взаимодействия элементов вагонов с перевозимыми грузами;

- разработана уточненная методика расчета прочности и долговечности элементов вагонов в условиях взаимодействия с коррозионно-активными грузами, основанная на методе конечных элементов и феноменологическом подходе описания кинетики разрушения материалов с учетом нелинейно-упругого деформирования материала конструкции, влияния напряженного состояния на скорость коррозии, работы защитного покрытия и срока эксплуатации вагона;

- установлены закономерности и механизм коррозионного разрушения низколегированных сталей, используемых в конструкциях вагонов, от воздействия различных грузов, перевозимых в вагонах-цистернах и вагонах*

минераловозах;

- изучены особенности работы конструкций вагонов (вагонов-цистерн, вагонов-минераловозов) с учетом коррозионного износа и действия эксплуатационных факторов;

- предложены математические модели для расчета прочности и долговечности двухслойных котлов вагонов-цистерн и кузовов вагонов-минераловозов, учитывающие пространственное расположение коррозионных повре-

ждений, сложное напряженно-деформированное состояние элементов вагонов в зонах коррозионных повреждений, неравномерный коррозионный износ элементов кузова;

- разработаны принципы построения системы прочностного мониторинга конструкций вагонов для перевозки коррозионно-активных грузов;

- исследовано влияние эксплуатационных факторов на стойкость покрытий, используемых для противокоррозионной защиты вагонов при перевозке минеральных удобрений;

- разработана методика прогнозирования срока службы защитных покрытий по первичной информации, получаемой в условиях эксплуатации, основанная на количественной оценке изменения во времени комплексного показателя эффективности защитных покрытий, позволяющая учесть особенности работы защитных покрытий в условиях эксплуатации вагонов для перевозки минеральных удобрений.

Практическая ценность. Разработанный в диссертации метод позволяет на стадии проектирования производить оценку прочности и долговечности элементов конструкций вагонов с учетом коррозионного износа, при минимальных затратах времени и средств на экспериментальную доводку. По результатам проведенных в диссертации исследований даны практические рекомендации по совершенствованию конструкций вагонов, позволяющие повысить их эксплуатационную надежность, обеспечить сохранность перевозимого груза, сократить эксплуатационные расходы на ремонт вагонов. Получены аналитические зависимости, позволяющие определить степень коррозионного износа элементов кузовов вагонов в зависимости от срока их эксплуатации. Предложенная классификация дефектов и эксплуатационных повреждений защитных покрытий позволила визуальным методом производить оценку состояния защитных покрытий, сократить время на техническую диагностику покрытий при ремонте, а также сократить время на разработку новых и доводку существующих материалов для противокоррозионной защиты вагонов. Разработанные в диссертации схемы противокоррозионной защиты

позволили обеспечить качество перевозимых продуктов, снизить затраты на подготовку вагонов, продлить срок службы вагонов. Проведенные исследования позволили сформулировать требования к системам противокоррозионной защиты кузовов вагонов для перевозки минеральных удобрений.

Реализация результатов работы.

1. Разработанные мероприятия по повышению работоспособности и ресурса вагонов использованы при разработке новых конструкций вагонов для перевозки минеральных удобрений на ГУЛ «ПО Уралвагонзавод» и ОАО «БМЗ-вагон», рекомендованы секцией Вагонного хозяйства научно-технического совета МПС РФ как дополнение в технические требования на разработку и освоение серийного производства вагонов нового поколения для перевозки минеральных удобрений.

2. Разработанные требования к системам противокоррозионной защиты вагонов-минераловозов использованы разработчиками лакокрасочных покрытий (ЯрНИИ ЛКП, ООО «ТэоХим») при разработке защитных покрытий кузовов вагонов для перевозки коррозионно-активных грузов.

3. Результаты опытных работ и эксплуатационных испытаний вагонов-минераловозов с противокоррозионной защитой кузовов использованы ОАО «Уралкалий», ООО «Экостройресурс» при организации специализированных участков по противокоррозионной защите вагонов-минераловозов и отработке схем защитных покрытий.

4. На основе проведенных исследований разработаны «Типовой технологический процесс противокоррозионной защиты вагонов-минераловозов. ТП-ЦВТР-5/29-2001» и «Типовой технологический процесс противокоррозионной защиты вагонов-зерновозов. ТП-ЦВТР-5/30-2001».

Типовые технологические процессы внедрены на 18 предприятиях: вагоностроительных заводах; научно-исследовательских институтах; предприятиях", имеющих в собственности вагоны; предприятиях, производящих противокоррозионную защиту кузовов вагонов; организациях лакокрасочной промышленности.

5. Разработанная методика расчета прочности вагонов-минераловозов использовалась в ГУЛ «Уральское отделение ВНИИЖТ» при выполнении научно-исследовательских работ по оценке напряженно-деформированного состояния их кузовов.

6. Теоретическая часть диссертации написана по результатам выполнения Программы фундаментальных и поисковых НИР МПС РФ, тема 37.02.61 (2000 г.), 19.1.17 (2001 г.), 19.10.00 (2002 г.) раздел 8 «Исследования по совершенствованию узлов грузового подвижного состава, направленные на повышение безопасности движения и увеличения срока службы вагонов (полувагоны, цистерны, вагоны типа хоппер, ходовые части)»

Внедрение результатов работы подтверждено соответствующими актами.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на следующих конференциях, семинарах, совещениях: науч.-техн. конференции «Современные вопросы динамики и прочности в машиностроении», г. Пермь, ППИ, 1986; XXXVI науч.-техн. конференции, посвященной * 50-летию ХабИИЖТа, г. Хабаровск, 1989; науч.- практич. конференциях

«Фундаментальные и прикладные исследования - транспорту», г. Екатерину

бург, УрГАПС, 1994, 1996; науч.-практич. конференции "Современные проблемы хозяйствования на железнодорожном транспорте", г. Челябинск, ЧИПС, 1998; юбилейной науч.-техн. конференции посвящ. 120-летию Свердловской ж.д., УрГАПС, г. Екатеринбург, 1998; Первой, Второй науч.-технич. конференциях «Подвижной состав 21 века (идеи, требования, проекты)», г. С.-Петербург, ПГУПС, 1999, 2001; науч.-технич. семинаре «Виброакустические процессы в технологиях, оборудовании и сооружениях отраслей лесопромышленного комплекса», г. Екатеринбург, УГЛТА, 1998; заседании на-уч.-технич. совета УКБВ ГУП «ПО Уралвагонзавод», 1999, 2003; Международной науч.-технич. конференции «Современные научно-технические про- 5

блемы транспорта России», г. Ульяновск, УВАУГА, 1999; межвузовском се-

1

минаре «Системы конечно-элементного анализа конструкций и моделирова-

•I 4

ния процессов и механизмов», г. Екатеринбург, 2000; науч.-технич. семинаре кафедры «Вагоны» УрГУПС, 2000; заседании секции вагонного хозяйства науч.-технич. совета МПС РФ,"2000; Международной науч.-практич. конференции «Информацибнные технологии в моделировании и управлении», г. С.-Петербург, СПбГТУ, 2000; Второй, Третьей, Четвертой науч.-практич. конференциях «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте», г. Москва, МИИТ, 1999, 2000, 2001; Международной науч.-практич. конференции «Проблемы безопасности на транспорте», г. Гомель, БелГУТ, 2000; Первой,"Второй, Третьей науч.-практич. конференциях «Безопасность движения поездов», г. Москва, МИИТ, 1999, 2000, 2002; Всероссийской науч.-технич. конференции «Фундаментальные и прикладные исследования транспорту - 2000», г. Екатеринбург, УрГУПС, 2000; науч.-практич. конференции «Транссибвуз - 2000», г. Омск, ОмГУПС, 2000; заседании кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» МИИТ, 2002; заседании кафедры «Вагоны» УрГУПС, 2002.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в журнале «Железнодорожный транспорт», «Вестнике Российской Академии Транспорта», сборниках научных трудов (ДИИТ, СамИИТ, ДВГУПС, ОмГУПС, УГЛТА, БГИТА, УрГУПС), трудах конференций (БелГУТ, МИИТ, ПГУПС, УВАУГА, СПбГТУ, ЧИПС, УрГУПС), изданиях ЦНИИТЭИ МПС. Основные материалы диссертации изложены в 45 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Общий объем диссертации 421 стр., из них 340 стр. основного текста. Диссертация содержит 54 таблицы, 85 рисунков и состоит из введения, шести глав, общих выводов по работе, списка литературы из 330 наименований на 34 стр. и 5 приложений на 47 стр.

Автор выражает глубокую признательность научному консультанту Н.С. Бачурину, а также, В .А. Ивашову , A.B. Смольянинову, М.Г. Буткину, В.Ю. Шувалову за многолетнюю поддержку при выполнении работы и высказанные предложения и советы при обсуждении ее результатов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение содержит обоснование актуальности разрабатываемой в диссертации научной проблемы, показывает ее народнохозяйственное значение. Отмечается, что важнейшей задачей современного этапа при производстве грузовых вагонов МПС является создание подвижного состава с кузовами повышенной прочности и коррозионной стойкости, обеспечивающих безремонтную работу вагона в период между капитальными ремонтами, и планомерное внедрение новых технических решений и' передовых технологий, направленных на повышение долговечности подвижного состава."

В первой главе дан обзор исследований по оценке прочности и долговечности конструкций вагонов для перевозки коррозионно-активных грузов, рассмотрены общие подходы к анализу системы «конструкция - коррозион-но-активная среда» и методы повышения долговечности конструкций, выработана методология исследований и поставлены задачи решения проблемы.

Основы современных методов исследования подвижного состава железных дорог заложили работы отечественных ученых М.Ф. Вериго, C.B. Вершинского, В.М. Винокурова, A.M. Годыцкого-Цвирко, В.Н. Данилова, С.М. Куценко, В.А Лазаряна, A.A. Львова, E.H. Никольского, Л.Н. Никольского, И.И. Челнокова, Л.А. Шадура, а также зарубежных ученых И. Боммеля, Ю.Л. Кофмана, Г. Марье, Е. Шперлинга и др.

Существенный вклад в развитие методов расчета, испытаний, проектирования и оптимизации перспективного подвижного состава внесли В.Р. Асадченко, П.С. Анисимов, Н.С. Бачурин, C.B. Беспалько, A.A. Битюц-кий, Е.П. Блохин, М.М. Болотин, Ю.П. Бороненко, В.М. Бубнов, Г.П. Бурчак, И.А. Буше, А.И. Быков, H.H. Воронин, И.И. Галиев, М.И. Глушко, В.Д. Да-нович, В.А. Двухглавов, A.A. Долматов, С.А. Другаль, Г.Б. Дурандин, Д.Г. Евсеев, Р.И. Зайнетдинов, В.А. Ивашов, В.Г. Иноземцев, A.A. Камаев, В.А. Камаев, Б.Г. Кеглин, С.Н. Киселев, В.В. Кобищанов, М.Л. Коротенко, H.A. Костенко, В.Н. Котуранов, А.Д. Кочнов, H.H. Кудрявцев, B.C. Лагута, В.П. Лозбинев, В.В. Лукин, В.П. Мальцев, Л.А. Манашкин, В.И. Мяченков,

М.Н. Овечников, B.K. Окишев, H.A. Панькин, Г.И. Петров, B.C. Плоткин, В.Е. Попов, А.П. Приходько, Ю.С. Ромен, А.Н. Савоськин, О.М. Савчук, В.И. Сакало, В.И. Сенько, A.B. Смольянинов, М.М. Соколов, Т.А. Тибилов, А.И. Турков, П.А. Устич, В.Ф. Ушкалов, В.П. Феоктистов, В.Н. Филиппов, A.A. Хохлов, В.Д. Хусидов, В.Н. Цюренко, Ю.М. Черкашин, В.А. Четвергов, H.H. Шапошников и др.

Большое значение в развитии прикладных методов расчета конструкций вагонов имеют работы А.П. Азовского, Ю.Н. Аксенова, Б.А. Алексютки-на, В.А. Атрощенко, И.В. Бруякина, Р.Ф. Канивец, Г.Г. Крахмалевой, Т.Г. Морзиновой, В.Г. Мышкова, В.И. Наумова, В.И. Селинова, A.B. Третьякова, Г.Ф. Чугунова, В.Ю. Шувалова, С.М. Шудрака.

Глубокие исследования по изучению нагруженности и прочности конструкций подвижного состава ведутся во ВНИИЖТе, ГосНИИВе в университетах путей сообщения городов Москвы, Санкт-Петербурга, Омска, Хабаровска, Днепропетровска, Гомеля, Екатеринбурга, Брянском техническом университете, ГУП «ПО Уралвагонзавод», ОАО «БМЗ-Вагон» и в других научных и производственных организациях.

Анализ работ, посвященных исследованию конструкций, взаимодействующих с коррозионно-активными средами, показал, что основным подходом, при исследовании влияния коррозионных повреждений на НДС конструкций кузовов вагонов, является уменьшение площади поперечного сечения элементов пропорционально величине коррозионного износа. Действующие в настоящее время нормативные методы расчетов на прочность и долговечность конструкций вагонов не учитывают вида и уровня напряженного состояния, температуры, концентрации и агрессивности перевозимого груза, условий эксплуатации подвижного состава, конструктивных особенностей кузовов вагонов и многих других факторов влияющих на скорость коррозии. Это требует дальнейшего изучения закономерностей коррозионного разрушения элементов конструкций вагонов и решения задачи прогнозирования их долговечности при перевозке коррозионно-активных грузов.

Влияние агрессивных сред на работоспособность различных конструкций рассмотрено в трудах Ф.Ф. Ажогина, Ю.И. Арчакова, И.Н. Гатауллина, Э.М. Гутмана, В.М. Долинского, P.C. Зайнуллина, В.К. Иноземцева, Б.А. Ка-дырбекова, В.Г. Карпенко, В.Г. Карпунина, С.И. Клещева, В.М. Кожевато-вой, М.С. Корнишина, И.Г. Овчинникова, П.А. Павлова, В.В. Петрова, Х.А. Сабитова, Н.Ф. Синевой, В.В. Филиппова, Л.Я. Цикермана, И. Барда, Г. Улига, P.JI. Дилона и др. В этих работах заложены основы расчета конструкций в условиях воздействия коррозионно-активных сред и решено ряд прикладных задач. Однако, практически все работы направлены на исследование конструкций простейших форм - пластин и цилиндрических оболочек. Это обусловлено тем, что задачи такого типа, как правило, являются нелинейными и многопараметрическими. Как показал анализ, расчет конструкций вагонов относится к сложным связанным задачам, требующим построения расчетных моделей, учитывающим особенности взаимодействия с коррози-онно-активной средой, нелинейное деформирование элементов конструкций, условие наступления предельного состояния, особенности конструктивного исполнения.

Комплексное решение проблемы коррозии предусматривает не только исследование развития коррозионных процессов, анализа факторов, влияющих на напряженно-деформированное состояние и долговечность конструкций, но и разработку методов защиты от коррозии, оценку эффективности противокоррозионных мероприятий. При этом, необходимым требованием является соответствие методов защиты условиям эксплуатации конструкций.

Значительный вклад в разработку новых материалов, обеспечивающих высокую коррозионную стойкость и защиту от коррозии конструкций внесли B.C. Артамонов, H.A. Буше, С.Г. Веденкин, С.А. Гладыревский, М.А. Каря-кина, С.Н. Казарновский, А.Д. Конюхов, Т.А. Романова, А.Т. Санжаровский, B.C. Синявский и др. В работах этих ученых заложены основы экспериментальных методов исследования коррозионно-стойких конструкционных материалов и противокоррозионных покрытий, показана технико-экономи-

ческая эффективность применения атмосферостойких легированных и нержавеющих сталей в транспортных конструкциях.

Как показал анализ, значительная часть задач, связанных с решением проблемы коррозии конструкций, сводится к рассмотрению поведения многослойных конструкций (двухслойные стали, толстые полимерные покрытия к

и др.). Однако, существующие теоретические методы исследования долговечности конструкций вагонов и систем противокоррозионной защиты не учитывают специфику работы подвижного состава, влияние эксплуатационных факторов на срок их службы. В связи с этим, становится актуальной проблема теоретического обобщения и разработки комплексного метода расчета прочности и долговечности элементов вагонов при воздействии корро-зионно-активных сред на основе теории многослойных конструкций.

Среди первых публикаций по теории расчета слоистых конструкций необходимо отметить работы С.А. Амбарцумяна, Н. Гопкинса, Д. Леджетта, Ван дер Нойта, А.П. Прусакова, А.Л. Рабиновича, Э. Рейсснера, Д. Уильямса. Значительный вклад в развитие теории многослойных элементов внесли отечественные и зарубежные авторы: Э.И. Григолюк, П.П. Чулков, В.В. Болотин, В.И. Королев, А.Ф. Рябов, С. Донг, Р. Нилл и другие. Анализ этих работ, показал, что к настоящему времени разработан целый ряд вариантов теории многослойных конструкций, базирующихся на различных гипотезах. Среди них преобладают работы, посвященные построению прикладных теорий и решению различных частных задач. При таком многообразии прикладных теорий первостепенное значение приобретает проведение сравнительного анализа этих гипотез, оценка их точности и пределов применимости.

На основании вышеизложенного, для достижения поставленной цели, в диссертации решались следующие задачи:

1. Обобщить результаты исследований по расчету конструкций взаимодействующих с коррозионно-активньми средами, обосновать область использования существующих теоретических предпосылок для анализа конструкций подвижного состава.

2. Разработать общий метод расчета прочности и долговечности элементов вагонов при воздействии коррозионно-активных грузов с учетом многослойной структуры и нелинейного деформирования материала конструкции, влияния агрессивной среды и действующих напряжений на скорость коррозии, времени эксплуатации подвижного состава, срока службы защитных покрытий.

3. Выявить основные закономерности коррозионного разрушения металла конструкций кузовов вагонов, используемых для перевозки кислот и минеральных удобрений.

4. Произвести анализ технического состояния вагонов для перевозки коррозионно-активных грузов (кислот и минеральных удобрений). По результатам натурных обследований различных типов подвижного состава определить кинетические зависимости коррозионного износа от срока эксплуатации вагонов, а также оценить влияние коррозионных дефектов и повреждений на несущую способность и прочность конструкций кузовов вагонов.

5. Обосновать новые технические решения для обеспечения назначенного срока службы вагонов при перевозке коррозионно-активных грузов.

6. Исследовать влияние эксплуатационных факторов на срок службы противокоррозионных защитных покрытий вагонов, разработать основные требования к противокоррозионной защите вагонов и дать рекомендации по выбору параметров материалов защитных покрытий.

Решение комплекса поставленных задач имеет научно-техническое значение и направлено на реализацию важнейших задач железнодорожного транспорта - ресурсосбережения и эффективного использования вагонов.

Вторая глава посвящена разработке общей методики расчета и прогнозирования долговечности элементов конструкций вагонов при перевозке коррозионно-активных грузов. В работе за долговечность вагонов принимался средний срок службы их элементов, подверженных коррозионному износу, определяемый продолжительностью эксплуатации, в течение которого элементы вагона не достигнут предельного состояния. При этом, под пре-

дельным состоянием понималось, такое состояние элементов вагонов, при котором их дальнейшая эксплуатация недопустима (с позиций прочности конструкции). Алгоритм построения общей методики включал три этапа:

- исследование основных закономерностей разрушения материалов конструкций вагонов в коррозионпо-активпых средах;

- разработка общей методики расчета напряженно-деформированного состояния и оценки долговечности элементов конструкций вагонов, работающих в условиях воздействия коррозионно-активных сред;

- оценка адекватности и точности предлагаемой методики расчета напряженно-деформированного состояния и долговечности конструкций.

Как показал анализ, можно выделить две группы коррозионных процессов: с поверхностным разрушением материала (коррозионный износ); с внутренними структурными повреждениями, выражающимися в изменении во времени физико-механических характеристик материала. В зависимости от механизма коррозионного разрушения материалов определяются алгоритм метода расчета и структура используемых моделей коррозионного разрушения. Поэтому, важным этапом исследований явилось изучение основных закономерностей разрушения металла конструкций вагонов под влиянием коррозионно-активных сред.

На первом этапе, для получения данных о влиянии среды на коррозионную стойкость сталей, применяемых в настоящее время для кузовов и рам вагонов, проведены ускоренные коррозионнные и металлографические испытания образцов из сталей марок 09Г2, 09Г2Д, 09Г2С, 09Г2Ф и 10ХНДП. В качестве коррозионно-активных сред были приняты: концентрированная серная кислота с концентрацией 93,64%; кислотный меланж (смесь азотной 89% и серной 7,5% кислот); насыщенный раствор хлористого калия.

В ходе лабораторных испытаний были решены следующие задачи:

- сравнение коррозионно-электрохимических свойств сталей (хронопо-тенциометрическим методом);

- определение скорости коррозии сталей в агрессивных средах (весовым методом, по потере массы на единицу поверхности);

- измерение микротвердйсти (в поверхностном слое и в объеме образцов после ускоренных коррозионных испытаний) и металлография поверхностных слоев образцов.

Сравнительные испытания сталей марок 09Г2, 09Г2Д, 09Г2С, 09Г2Ф, 10ХНДП в коррозионно-активных средах (меланж, серная кислота, хлористый калий) позволили обоснованно построить ряды коррозионной стойкости, в соответствие с интенсивностью коррозии.

Результаты металлографических исследований и измерения микротвердости показали, что вагонные стали при взаимодействии коррозионно-активных грузов, подвержены коррозионному износу без проникновения агрессивной среды вглубь металла и образования поверхностных слоев с пониженными физико-механическими характеристиками.

Поэтому, на втором этапе разработки общей методики расчета, считалось, что физико-механические характеристики материала конструкций вагонов с течением времени не меняются, а разрушение металла конструкций вагонов происходит по механизму коррозионного износа.

Для построения общей методики расчета элементов вагонов и оценки их долговечности, в условиях воздействия коррозионно-активных сред, использовались многослойные конечные элементы, позволяющие на единой основе МКЭ выполнять расчеты с различным числом слоев материала конструкции.

Принятая в работе концепция, заключалась в непосредственной дискретизации МКЭ соотношений трехмерной теории упругости с использованием, в процессе построения КЭ, допущений теории оболочек типа Тимошенко.

Для описания соотношений деформации многослойного оболочечного элемента использован «элемент Ахмада». Вектор перемещения элемента объема, для случая изопараметрической аппроксимации, записывался в виде:

: I

к=1

V

1

+ 2-Ги)

(1)

где и - число узлов элемента;

N^,7]) - функции формы;

Ик - толщина элемента в узле к, заданном на срединной поверхности;

ик>ук'™к ~ перемещения точек срединной поверхности в узле к\

Уук,У2к - единичные узловые векторы, аппроксимирующие направление нормали в узлах;

0\,&2 — углы поворота нормали относительно векторов Кц,;

£,7? - криволинейные координаты на срединной поверхности КЭ; линейная координата по толщине.

При построении многослойной КЭ-модели считались справедливыми следующие гипотезы и допущения: кинематические гипотезы Тимошенко о характере распределения перемещений по толщине; отсутствие проскальзывания между слоями элемента; каждый слой является ортотропным.

Процедура вычисления матрицы жесткости многослойного КЭ предусматривала численное интегрирование по толщине оболочки, которое выполнялось при помощи формулы прямоугольников, позволяющей располагать квадратурные точки в соответствие с расположением слоев. В работе использована двухточечная квадратура по толщине слоя, что соответствует принятому линейному закону распределения мембранных деформаций.

Общая математическая модель для исследования прочности и долговечности в операторной форме была представлена совокупностью разрешающих уравнений МКЭ, уравнения коррозионного износа, уравнения, описывающего кинетику изменения мгновенной прочности, уравнения снижения защитных свойств покрытий:

№Ме}|

|Д<7

Ы

¿8

\А1

д{ = о |*=0

=/2(С,Г,<т,*,...)

Л ы

СГЭ1 Э|Д9

Л

ей

Д/

(2)

(4)

(5)

где [/Г] - матрица жесткости;

{и} - вектор возможных перемещений;

{£)} - вектор приложенных к системе нагрузок;

Я - мгновенная прочность;

А? - шаг по времени;

Ад - шаг по нагрузке;

5 - величина коррозионного износа;

<7Э - эквивалентное напряжение, определяемое по теории удельной потенциальной энергии формоизменения (гипотеза Губера-Мизеса-Генки);

(С,Г,СГ,/,...) - комплексный показатель качества защитных покрытий;

Ь — показатель стойкости, изменяется от 1, в момент времени до Ьк при ? = , где период, в течение которого сохраняются защитные свойства покрытия.

В общем случае, кинетические уравнения (3), (4), (5) зависят от концентрации агрессивной среды (С), температуры (7"), напряженного состояния элемента (с) и срока эксплуатации вагона (?). Из-за сложности определения структурных параметров, определяющих коррозионное разрушение металла под действием агрессивной среды, условий протекания процессов разрушения, в работе использовался феноменологический подход к построению кинетических моделей. В этих моделях величины исследуемых параметров не имеют непосредственной связи с характеристиками среды и материала. Вид зависимости и эмпирические коэффициенты определялись по результатам измерений исследуемых параметров элементов конструкций за определенный срок ее эксплуатации. В этом случае, любые отклонения структурных параметров на входе модели отображаются как отклик на выходе.

Явный вид функций (3), (4), (5) определялся путем аппроксимации опытных данных некоторой математической зависимостью, соответствующей каждой конкретной задаче. При определении вида уравнения (3), считалось, что кинетическое уравнение коррозионного износа включает в себя поправку, учитывающую разрыхление материала.

С использованием общей методики расчета прочности и долговечности элементов вагонов, описываемых операторными уравнениями (2), (3), (4), (5) решались две задачи:

- расчет прочности и долговечности элементов вагонов без противокоррозионной защиты (поверхности элементов имеют непосредственный контакт с коррозионно-активной средой на протяжении всего срока службы вагона);

- расчет прочности и долговечности элементов вагонов с противокоррозионной защитой (поверхности элементов не имеют непосредственного контакта с коррозионно-активной средой в течение времени сохранения защитных свойств покрытий). В этом случае принимается гипотеза: под защитным слоем не возникает коррозионного износа металла, до полного его

разрушения после времени в течение которого сохраняются защитные свойства покрытия; в период работы защитного покрытия не происходит проникновения агрессивной среды в слой защитного материала. После потери покрытием своих защитных свойств коррозионный износ элементов происходит по законам для незащищенных конструкций, а кинетика коррозионного износа (3) описывается уравнением:

05_ ей

О , при

(6)

./¡(С,7\<7,^...), nput>t3

При решении задач прочности конструктивные элементы представлялись как физически-нелинейные системы. Решение строилось в нелинейно-упругой постановке на базе метода Ньютона-Рафсона, основанного на шаговой процедуре, с использованием полилинейной аппроксимации диаграмм деформирования материала.

Задача определения напряженно-деформированного состояния элементов в условиях коррозионного износа сводилась к последовательному решению уравнений МКЭ (2). Алгоритм расчета включал два этапа:

- решение нелинейной задачи мгновенного деформирования с пошаговым нагружением конструкции, величиной Ад. После достижения заданного уровня нагрузки осуществляется переход к внешнему циклу - пошаговое решение уравнений (2) по параметру времени. Переход на внешний цикл возможен в том случае, если при достижении заданной нагрузки не произошло выпоинение условия предельного состояния (4);

- решение разрешающих уравнений МКЭ (2) по времени с шагом А/. На каждом шаге по времени определялась величина коррозионного износа 8 ь течение времени А? по уравнению (3). Текущее значение остаточной толщины элементов конструкции уменьшалось на величину коррозионного износа, после чего осуществлялся переход к внутреннему циклу и повторялось решение нелинейной задачи мгновенного деформирования при новых жест-

костных параметрах конструкции. Циклы расчетов повторялись до тех пор, пока выполнялось условие прочности.

При оценке долговечности элементов конструкций, работающих под воздействием коррозионно-активных сред, в общем случае считалось, что состояние любой точки конструкции оценивается мгновенной прочностью (4), равной напряжению, требующемуся для ее разрушения в данный момент времени. Долговечность элементов конструкций определялась следующим образом: на каждом шаге по времени Л? определялись эквивалентные напряжения во всех характеристических точках конечно-элементной конструкции (узлах конечных элементов). Время, по истечении которого, хотя бы в одной из характеристических точек конечно-элементной модели конструкции, выполнялось условие мгновенной прочности (4), принималось за долговечность элемента конструкции.

Для оценки долговечности защитных покрытий была предложена методика, учитывающая снижение защитных свойств покрытий через обобщенный показатель качества защитных покрытий. Значение комплексного показателя качества защитных покрытий находилось из выражения:

А3(()=П{к;а;((), ■ (7)

/=1

где Пф- количество факторов, влияющих на долговечность покрытий;

аг относительная оценка снижения защитных свойств от г-го фактора;

к^ - коэффициент весомости учитываемого г-го фактора.

Долговечность защитного покрытия принималась равной времени сохранения защитных свойств.

На заключительном этапе выполнена оценка адекватности и точности предлагаемой методики путем сравнения численных решений МКЭ с результатами стендовых экспериментов и данными известных численных решений. Расхождения результатов теоретических и экспериментальных исследований составляют не более 13%.

В третьей главе выполнено исследование напряженно-деформированного состояния котлов вагонов-цистерн для кислотного меланжа. Опыт эксплуатации подвижного состава для перевозки кислот показывает, что значительная доля отказов связана с интенсивными коррозионными процессами, вызванными химической активностью перевозимого груза. В связи с отсутствием специализированных вагонов, перевозку меланжа осуществляют в вагонах-цистернах моделей 15-1610, 15-1548 для улучшенной серной кислоты со сварными котлами из двухслойной стали.

На первом этапе проведены натурные обследования вагонов-цистерн. С целью выявления критических зон котлов вагонов-цистерн и основных причин их отказов в эксплуатации выполнен сравнительный анализ распределения отказов цистерн с использованием диаграмм Парето. В результате проведенных исследований установлены типичные повреждения котлов вагонов-цистерн, которые обусловлены, как правило, проливом меланжа при грузовых операциях (рис. 1).

По результатам натурных обследований разработана классификация коррозионных повреждений двухслойных коглов вагонов-цистерн, используемых для перевозки кислотного меланжа. Все дефекты коррозионного происхождения были объеденены в семь классов: общая, язвенная, ручейковая, кольцевая, совмещенная, околошовная, расслоение. По разработанной классификации выполнена схематизация коррозионных повреждений, определяющая порядок учета коррозионных повреждений в расчетных моделях МКЭ при исследовании НДС котлов.

Для оценки интенсивности коррозии производились измерения остаточной толщины металла методом ультразвуковой толщинометрии. Зависимости толщины металла от срока эксплуатации цистерн аппроксимировались линейной зависимостью (табл. I). Для всех точек измерения остаточной толщины металла значения остаточного квадратичного отклонения достаточно близки к единице и превышают 0,93, что свидетельствует о приемлемой точности аппроксимации.

Кольцевая коррозия Ручейковая коррозия

Рис. 1. Схема расположения точек измерения остаточной толщины и основные коррозионные повреждения котлов вагонов-цистерн при перевозке кислотного меланжа

Таблица 1

Результаты статистической обработки измерений остаточной толщины металла котлов вагонов-цистерн

Точка Вагон-цистерна модели 15-1548 Вагон-цистерна модели 15-1601

Уравнения для определения остаточной толщины металла Скорость коррозии, мм/год Уравнения для определения остаточной толщины металла Скорость коррозии, мм/год

1 А - 8,013 - 0,2216-/ 0,22 А = 9,9209 -0,2856/ 0,29

2 А = 7,9102 -0,8141-/ 0,81 А =10,204- 0,7613 / 0,76

3 А = 8,218-0,891/ 0,89 А = 10,251 -0,9008/ 0,9

4 А = 8,089 -0,8346/ 0,83 А = 10,352-0,8368/ 0,84

5 /г = 7,9192-0,8781-/ 0,87 А =10,096 - 0,7944/ 0,8

6 А = 8,201 -0,6531 / 0,65 А = 10,144 - 0,6243/ 0,62

7 А = 8,006-0,3896/ 0,39 А = 9,9604 -0,3942/ 0,4

8 А = 8,215 -0,1472/ 0,15 А = 10,054 - 0,1705/ 0,17

На в юром этапе выполнялось пошаговое решение по времени нелинейной задачи мгновенного деформирования с учетом изменения жесткост-ных параметров конечно-элементной модели котла цистерны.

Использование двухуровневой схемы метода подконструкций позволило снизить размерность задачи и уточнить напряженное состояние котла в зоне повреждений. На первом уровне определялось общее напряженное состояние котла цистерны от действия нормативных нагрузок при отсутствии коррозионных повреждений. На втором уровне из общей расчетной модели выделялись детализированные подконструкции, учитывающие наличие дефектов коррозионного характера. Из общей модели котла было выделено 3 подконструкции: с кольцевой коррозией вокруг люка-лаза; с ручейковой коррозией по окружности котла от горловины люка-лаза; с поверхностной (общей) коррозией в зоне установки сливо-наливной арматуры котла.

Геометрические размеры подконструкций выбирались в соответствии с принципом Сен-Венана. Связь между моделями первого и второго уровней осуществлялась путем идентификации узлов по границе подконструкции и вычисления перемещений в этих узлах, с последующей интерполяцией результатов решения на общей модели котла к моделям подконструкций. Считалось, что в процессе эксплуатации изменяется только толщина основного слоя металла , т.е. оболочка котла находится в условиях одностороннего коррозионного износа. Математическая модель записывалась в виде:

аэк <атк А"?

где т - индекс, обозначающий номер модели подконструкции;

к — индекс, обозначающий номер слоя, в двухслойной оболочке котла цистерны, к = 1,2;

О? - предел текучести материала слоев двухслойной оболочки.

Уравнение коррозионного износа в модели (8) записывалось в виде:

^ = Г0 + Хаэ, (9)

где Ро - скорость коррозии ненапряженного металла;

Я - коэффициент, учитывающий влияние напряженного состояния на скорость коррозии.

Расчет конструкции котла цистерны проводился в два этапа. На первом этапе расчета выполнена оценка влияния конструктивного концентратора (люка-лаза) и линейных размеров коррозионных повреждений на напряженное состояние оболочки котла. Исследование влияния люка-лаза на напряженное состояние оболочки котла показало, что величина скачка напряжений на наружной поверхности основного слоя зависит от вида нагружения. При этом, коэффициент концентрации напряжений составляет 2,1 - 2,87. Затухание возмущенной зоны наблюдается на длине, соответствующей 2,5 - 2,96 радиуса горловины люка. Полученные результаты подтверждаются известными данными о величинах коэффициентов концентраций и длины возмущенной зоны для цилиндрических оболочек с большими отверстиями.

Проведенный анализ показал, что на величину коэффициента концентрации существенное влияние оказывает поверхность вывода. Коэффициенты концентрации напряжений в основном и плакирующем слоях не совпадают, так как в зоне горловины люка-лаза в оболочке кроме тангенциальных компонент усилий возникают моменты, вызывающие изгибные напряжения. Такое перераспределение напряжений обусловлено влиянием усиления оболочки котла в виде кольца горловины люка-лаза.

/

Численными экспериментами установлено, что наличие локальных коррозионных повреждений (кольцевая коррозия вокруг люка-лаза и ручей-ковая коррозия вдоль образующей цилиндрической оболочки котла) приводят к увеличению эквивалентных напряжений в среднем в 1,2-1,8 раза. Значение коэффициента концентрации напряжений зависит от характера коррозионного дефекта, вида нагружения, и рассматриваемого слоя двухслойной оболочки котла. Длина возмущенной зоны практически не зависит от глубины дефекта, определяется шириной поврежденной зоны котла и составляет 2,0 - 2,6 ширины зоны дефекта. Как показали результаты анализа, увеличение ширины дефекта приводит к уменьшению коэффициента концентрации напряжений в основном слое, и увеличению - в плакирующем.

На втором этапе численного моделирования выполнена оценка долговечности котла путем последовательного решения разрешающих уравнений МКЭ с шагом по времени А/. Скорость коррозии ненапряженного металла в формуле коррозионного износа принималась по результатам лабораторных испытаний Рд = 0,59 мм/год. Исследования влияния уровня напряжений на скорость коррозии показали, что при кольцевой коррозии вокруг люка-лаза после 5 лет остаточная толщина котла в зоне коррозионного повреждения со-ставляег кост = 4,11 мм. При ручейковой коррозии - кост = 4,29 мм. Таким образом, средняя скорость коррозионного износа составила 0,778 мм/год и 0,742 мм/год, соответственно для кольцевого и ручейкового коррозионного повреждения котла. Полученные результаты хорошо согласуются с данными ультразвуковой толщинометрии котлов вагонов-цистерн (см. табл. 1).

Межслоевые напряжения, с увеличением глубины коррозионного износа основного слоя металла двухслойной оболочки котла, имеют устойчивую тенденцию к снижению. При этом значения межслоевых напряжений меньше допускаемых напряжений, которые определялись по условию браковки соединения слоев двухслойных сталей, при испытаниях на срез по плоскости соприкосновения основного и коррозионно-стойкого слоев.

На основе проведенных исследований было установлено, что суммарные напряжения по I и III расчетным режимам достигают уровня предела текучести на шестом году эксплуатации. Наиболее неблагоприятным" для плакирующего слоя оболочки котла является сочетание нагрузок по III расчетному режиму, в то время как в основном слое наибольшие напряжения возникают при I режиме.

Результаты расчетов показали, что применение двухслойных сталей не обеспечивает назначенный срок службы котлов цистерн по условию прочности. Поэтому, в дальнейшем предполагается провести исследования по применению коррозионно-стойких сталей для изготовления котлов вагонов-цистерн для перевозки меланжа.

В четвертой главе выполнено исследование прочности и долговечности кузовов вагонов-хопперов для перевозки минеральных удобрений. Исследования выполнялись в несколько этапов с проведением эксплуатационных испытаний вагонов в опытном поезде «УрГУПС-Мониторвагонтранс».

С целью выявления критических узлов кузовов вагонов-минераловозов и основных причин их отказов в эксплуатации, выполнен сравнительный анализ распределения отказов вагонов с использованием диаграмм Парето.

Результаты исследований показали, что коррозионным повреждениям наиболее подвержены (рис. 2): крыша вагона, обшивка кузова, стенки разгрузочных бункеров и крышки разгрузочных люков. Так, доля эксплуатационных повреждений элементов крыши, вызванных химическим воздействием перевозимого груза, составляет: 60% для модели 19-923, а для модели 11-740 - около 50%. У вагонов модели 19-923 наибольшее количество отказов приходится на крайние листы крыши - 35% всех повреждений крыши. У вагона-модели 11-740 наиболее повреждаемым является крайний лист крыши над дугами - 27% эксплуатационных повреждений крыши.

Важнейшей характеристикой состояния вагонов является остаточная толщина металла элементов конструкции. Значения интенсивности коррозии определялись методом ультразвуковой толщинометрии. Для оценки точности

проводимых измерений проводились контрольные измерения толщины металла на образцах свидетелях, вырезанных из реальной конструкции. Установлено, что неравномерный характер коррозионного износа приводит к завышению результатов измерений до 0,15 мм, в зависимости от состояния прокорродированной поверхности. С целью снижения погрешности измерения, получена зависимость корректирующего полинома от величины неровностей поверхности, обратной поверхности ввода эхосигнала толщиномера.

В результате обработки измерений остаточной толщины элементов конструкции, с учетом погрешности измерения, были получены зависимости изменения толщины металла от срока эксплуатации вагонов-минераловозов (габл. 2). На основе проведенных измерений было установлено, что максимальная интенсивность коррозии у вагонов модели 19-923 наблюдается в нижней части стенок разгрузочного бункера (0,11 мм/год), крайнем листе крыши в зоне приварки к верхней обвязке (0,13 мм/год). У вагонов модели 11-740 максимальные значения коррозионного износа имеет средний лист крыши под настилом для обслуживающего персонала - 0,164 мм/год.

Измерения несущих элементов рамы вагонов (шкворневая и хребтовая балки) показали, что остаточная толщина металла соответствует чертежным размерам, с разбросом значений в пределах допуска на изготовление.

Результаты эксплуатационных испытаний были использованы при разработке модели для исследования напряженного состояния элементов кузова вагона-минераловоза в условиях коррозионного износа. Считалось, что в процессе эксплуатации воздействию коррозионно-активных грузов подвержены только внутренние поверхности кузова вагона, имеющие непосредст-.венный контакт с перевозимыми минеральными удобрениями, т.е. поверхности находятся в условиях одностороннего коррозионного износа.

В силу разных условий взаимодействия с коррозионно-активным грузом элементы кузова имеют различную интенсивность коррозионного износа, что приводит к перераспределению полей напряжений, снижению равно-прочности конструкции и эксплуатационной надежности вагона.

Сквозные коррозионные повреждения на обшивке боковых стен

Сквозные коррозионные повреждения среднего листа крыши

Сквозные коррозионные повреждения крайних листов крыши

Рис. 2. Коррозионные повреждения вагонов-минераловозов

Таблица 2

Результаты статистической обработки измерений остаточной толщины металла _тонкостенных элементов кузова вагонов-минераловозов _

Наименование элемента Уравнение для определения остаточной толщины металла Скорость коррозии, мм/год

Средний лист крыши в зоне загрузочных люков А = 3,0248 -0,0893 / 0,09

Крайний лист крыши у верхней обвязки (м. 19-923) А = 2,0764-0,1307-/ 0,13

Крайний лист крыши у верхней обвязки (м. 11-740) А = 2,1304-0,099/ од

Средний лист крыши под настилом (м. 19-923) А = 3,0549-0,1098/ 0,11

Средний лист крыши под настилом (м. 11-740) А = 3,0376 - 0,1643-/ 0,16

Крышка загрузочного люка А = 2,0469 - 0,0392/ 0,039

Обшивка крышки разгрузочного шока А = 2,0193 - 0,0901 / 0,09

Лист обвязки (нижний) крышки разгрузочного люка А = 3,0941 - 0,0929/ 0,093

Лист торцевой (4 см от нижнего обвязочного угольника) крышки разгрузочного люка А = 6,0513-0,1419/ 0,14

Обшива боковой стены у нижней обвязки А = 2,987 - 0,0444/ 0,044

Обшива торцевой стены А = 4,5839-0,0785-/ 0,078

Задняя стенка разгрузочного бункера А = 4,5862-0,0991 / 0,1

Боковая стенка разгрузочного бункера А = 4,5505 -0,1116/ 0,11

Поэтому, для построения процедуры расчета долговечности выполнялась декомпозиция кузова вагона, на основании которой функция коррозионного износа элементов была представлена в виде совокупности зависимостей вида / = 8r s(t). Для каждого элемента конструкции определялись частные

значения 5¡jit0), Sjj(/]), S; j{t2), ■■■, 5jj(t3) в моменты времени tQjb t2,

..., ?э (где i, j - индексы, обозначающие текущий номер элемента i в конструктивном блоке У; Л, - срок эксплуатации- вагона; г - количество конструктивных блоков в результате декомпозиции; s - количество элементов в блоке).

В соответствие с принятой общей методикой расчета, математическая модель для исследования напряженного состояния и долговечности элементов кузова вагонов-минераловозов, в условиях коррозионного износа, записывалась в виде:

№}=М;

dSr

dt

т

=т

At

¡Д/

(10)

= 0

м

о„

! О j

|Аq

Оценка долговечности элементов конструкции производилась последовательным численным решением системы (10) с шагом по времени Аt. Время, в течение которого выполнялось условие прочности для всех элементов конечно-элементной модели, принималось за долговечность конструкции.

Расчеты производились на сочетание нормативных нагрузок по I и III расчетному режиму. При определении давления сыпучего груза на наклонные стенки предполагалось, что сыпучее тело ограничено сверху горизонтальной плоскостью (вагон загружен без «шапки») и находится в состоянии предельного равновесия, угол трения груза о стенки кузова и угол наклона

поверхности груза к горизонту равны 0. Предполагалось, что вертикальные стенки кузова испытывают только нормальное давление, распределенное по линейному закону, а давление на наклонные элементы имеет нормальную и касательную составляющие, распределенные по высоте в форме трапеции.

В результате численных экспериментов были получены картины распределения полей эквивалентных напряжений в элементах кузова вагона-минераловоза в целом, его элементах (боковая стена, крыша и т.д.) и их деталях, в зависимости от срока эксплуатации. Установлено, что долговечность вагона в условиях коррозионного износа ограничивается напряженным состоянием тонкостенных элементов.

Максимальный градиент напряжений наблюдается в местах приварки обшивки к несущим элементам каркаса кузова. В среднем, величина эквивалентных напряжений в этих зонах на 29 - 37% больше, чем в середине листов обшивки. Как показал анализ, уровень напряжений в этих элементах достигает предела текучести уже после 8 лет эксплуатации вагона. В середине листов этот показатель равен 12-14 годам.

Наибодре нагруженным элементом крыши является верхняя обвязка. Максимальные напряжения возникают в зоне приварки дуг и поперечных стяжек, где после 10 лет эксплуатации суммарные эквивалентные напряжения от нагрузок по I режиму превышают предел текучести и составляют 286 -354 МПа.

В элементах разгрузочных бункеров максимальные напряжения возникают в зоне приварки задней стенки бункера к нижнему обвязочному уголку и упорной планке, образующей продольный конек. После 12 лет эксплуатации значения эквивалентных напряжений составляют Оэ — 245 - 306 МПа.

На основании численных экспериментов были определены функции расчетных напряжений в зависимости от срока эксплуатации вагона, установлены предельно-допускаемые в эксплуатации толщины элементов кузова.

В результате проведенных исследований разработаны рекомендации по совершенствованию кузовов вагонов-минераловозов: изменение профиля

верхней обвязки, усиление крайнего листа крыши, усиление дуг крыши, изменение конструктивного исполнения настила для персонала, а также: использование сменных элементов, безремонтных узлов из нержавеющих сталей. В рамках диссертационной работы разработаны принципы построения системы прочностного мониторинга конструкций вагонов.

В качестве основного способа повышения долговечности вагонов-минераловозов в работе рассмотрено применение коррозионно-стойких защитных покрытий. В этом случае, в математическую модель (10) включалось уравнение (5), определяющее изменение комплексного показателя качества защитных покрытий по первичной информации, получаемой в условиях эксплуатации вагона (глава 5). Результаты расчета показали, что применение защитных покрытий позволяет увеличить срок эксплуатации вагона, до достижения предельного состояния его элементов, до 13 - 16 лет.

В пятой главе выполнено исследование стойкости противокоррозионных защитных покрытий в условиях эксплуатации и прогнозирование срока их службы.

Общей целью проводимых исследований явилось исследование качества защитных свойств покрытий внутренних поверхностей кузовов вагонов для перевозки минеральных удобрений и оценка эффективности противокоррозионной защиты под воздействием эксплуатационных факторов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- исследование общих закономерностей, характеризующих стойкость противокоррозионных защитных покрытий, и определение факторов, оказывающих наибольшее влияние на их стойкость в условиях эксплуатации ваго-нов-минераловозов;

- создание методики прогнозирования долговечности и определение срока службы покрытий, разработка корректирующих действий на повышение качества систем противокоррозионной защиты (под системой противокоррозионной защиты понималась совокупность трех составляющих: материал, способ подготовки поверхностей, метод нанесения покрытий);

- выявление зон повышенной повреждаемости противокоррозионной защиты кузовов вагонов-минераловозов и сравнительная оценка их защитных свойств в эксплуатации.

На первом этапе проведены эксплуатационные испытания вагонов-минераловозов с противокоррозионной защитой. Для решения поставленных задач была разработана методика эксплуатационных испытаний вагонов с противокоррозионными защитными покрытиями, определяющая порядок и методы исследования защитных свойств покрытий (адгезия, площадь разрушения и др.). Всего было испытано 19 систем противокоррозионной защиты, как на вагонах новой постройки, так и бывших в эксплуатации. По результатам испытаний, в качестве базовых, было принято шесть систем на основе эпоксидных материалов.

Для оценки влияния эксплуатационных факторов на стойкость покрытий и выбора их параметров были проведены испытания вагонов с толщиной защитных покрытий следующего размерного ряда: 100 - 149 мкм; 150 - 199 мкм; 200 - 249 мкм; 250 - 300 мкм.

Результаты эксплуатационных испытаний показали, что на вагонах с толщиной защитных покрытий 100 - 149 мкм, уже после 6 месяцев эксплуатации, наблюдались многочисленные выступления продуктов коррозии металла через пленку покрытия, вспучивания и пузыри. У вагонов с защитными покрытиями, с толщиной более 250 мкм, наблюдалось снижение среднего значения адгезии до балла 2. Дальнейшее увеличение толщины покрытий до 300 - 400 мкм, приводит к снижению в эксплуатации прочности сцепления покрытия с металлом, многочисленным отслоениям и отколам при ударных воздействиях при зачистке от остатков груза.

Лучшие показатели по адгезионной стойкости покрытий показали системы защиты, предусматривающие струйную очистку окрашиваемых поверхностей (вагоны бывшие в эксплуатации). Среднее значение адгезии по-

крытий, при толщине покрытия более ЗЗДмтсмдгеч ные системы противокоррозионной жщиты ••ё(?ййУ!:1й&али

1 С.Нетер&ург

оэ 300 акт

2 баллов. Дан-гакже лучшую

стойкость покрытий к перевозимому грузу. Площадь разрушения при толщине покрытия менее 150 мкм не превышала 3 - 3,5%, в то время как у покрытий, по прокатной окалине (вагоны новой постройки) - 6,5 - 7%.

В результате натурных обследований было установлено, что введение скользящих добавок позволяет снизить более чем на 50% остатки груза после разгрузки и уменьшить количество повреждений покрытий (более чем в три раза), обусловленных ударным воздействием при зачистке вагонов.

По результатам эксплуатационных испытаний были выявлены характерные повреждения защитных покрытий, на основе которых была разработана классификация их эксплуатационных повреждений и технологических дефектов, позволившая визуальным методом производить сравнительную оценку состояния защитных покрытий, сократить время на техническую диагностику покрытий при ремонте.

На основе проведенных эксплуатационных испытаний были рекомендованы следующие требования к системам противокоррозионной защиты вагонов для перевозки минеральных удобрений: комплексная толщина покрытия 210 - 250 мкм; толщина одного слоя покрытия не менее 50 - 60 мкм; высота неровностей после струйной обработки поверхностей 35 -40 мкм.

В дальнейшем, для проверки возможности реализации разработанных требований, были проведены опытные работы. Было рекомендовано 10 схем защиты внутренних поверхностей вагонов для перевозки минеральных удобрений. Полученные схемы вошли составной частью в типовые технологические процессы противокоррозионной защиты вагонов-минераловозов.

На втором этапе была разработана методика прогнозирования долговечности защитных покрытий по первичной информации, получаемой в условиях эксплуатации. Методика исследований заключалась в определении функции, оптимально описывающей комплексный показатель качества защитных покрытий А3 во времени t, и определение на ее основе срока службы систем противокоррозионной защиты. Прогнозирование долговечности выполнялось на основе метода экспертных оценок.

Как показали результаты эксплуатационных испытаний, наибольшее влияние на состояние противокоррозионной защиты оказывают следующие свойства покрытий: химическая стойкость; адгезия покрытия к металлу конструкции; стойкость к ударным нагрузкам; стойкость к истиранию; сохранение твердости покрытия при нагреве и химическом воздействии перевозимых минеральных удобрений. Поэтому, выражение (7) для комплексного показателя качества покрытий записывалось в виде: А3 (/) = кааи (/)+ кхах (/)+ куа М)+

(0+ кпрапрк), (11)

где аа,ах,ау,аи,аст — относительные оценки степени нарушения адгезии

и степени разрушения в результате химического воздействия перевозимого груза, ударных йагрузок, истирания и снижения твердости покрытия;

апр - относительная оценка площади поврежденных зон кузова;

ка,кх,ку,ки,кст,кпр - коэффициенты весомости учитываемых факторов.

Процедура количественной оценки качества включала два этапа:

- определение относительных оценок степени нарушения адгезии и степени разрушения покрытия от действующих факторов;

- определение коэффициентов весомости учитываемых факторов.

Относительные оценки определялись по результатам эксплуатационных испытаний, путем определения свойств покрытий согласно положений специально разработанной методики эксплуатационных испытаний вагонов с противокоррозионными защитными покрытиями.

Для оценки характеристических свойств использован метод определения весомостей свойств К у , позволяющий исключать и добавлять свойства

покрытий по усмотрению экспертов, а также присваивать некоторым свойствам несколько рангов при сомнении эксперта. Коэффициенты весомостей I -ых свойств, определяемых у -ым экспертом К ц вычислялись по формуле:

2

к = 1

где Sj - количество свойств, полагаемых у -м экспертом существенными для данного назначения;

ГПу - количество рангов, присваиваемых у -м экспертом / -му свойству.

Для определения ошибки весомостей был использован критерий Стью-дента, а проверка согласованности оценок экспертов выполнялась по крите-

Было рассмотрено 6 схем противокоррозионной защиты"с различными способами подготовки поверхностей под окрашивание (механический, абра-зивоструйный, химический) и нанесения защитных покрытий (воздушное распыление, безвоздушное нанесение покрытий).

При обработке расчетных данных было рассмотрено 5 моделей: линейная, полиномиальная 2-ой степени, полиномиальная 3-ей степени, экспоненциальная, гиперболическая. Результаты анализа расчетных данных и характера аппроксимирующих кривых показали, что достаточно надежно описывает экспериментальные данные линейная модель вида А3 = 1 — а ■ /, где

о

достоверность Я > 0,84 и характер изменения комплексного показателя технической эффективности соответствуют общим тенденциям изменения качества защитных покрытий с течением времени. Поэтому, в уравнении снижения защитных свойств покрытий (5) использовалась линейная модель изменения комплексного показателя качества А3.

Результаты расчета показали, что использование систем противокоррозионной защиты, на основе эпоксидных материалов с применением струйной технологии подготовки поверхностей под окрашивание и безвоздушного способа нанесения противокоррозионных материалов (при защите поверхностей с остаточной плотносцепленной ржавчиной), позволяет обеспечить на-

Ьц - ранг, присваиваемый у -м экспертом / -му свойству;

рию Фишера. Показатель степени согласованности составил £ = 0,816.

дежную защиту кузовов вагонов в течение 5,5 - 6 лет. Нанесение противокоррозионных материалов на поверхности с прокатной окалиной (при производстве новых вагонов) с использованием фосфатирующих грунтовок обеспечивает срок службы защитного покрытия не более 3 лет.

На третьем этапе выполнена оценка влияния свойств защитных покрытий на стойкость систем противокоррозионной защиты в условиях эксплуатации. По результатам исследований установлено, что наибольшее влияние на стойкость защитных покрытий, в условиях эксплуатации вагонов-минераловозов, оказывают следующие свойства: устойчивость к воздействию агрессивной среды (коэффициент весомости - 0,261) и адгезия (коэффициент весомости - 0,247).

В шестой главе выполнено технико-экономическое обоснование применения противокоррозионной защиты вагонов, используемых для перевозки коррозионно-активных грузов. Экономический эффект составляет 133,7 тыс. рублей на один вагон.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили сделать следующие выводы и рекомендации.

1. Выполнен анализ влияния коррозионно-активных сред на элементы конструкций вагонов. Предложено, для описания взаимодействия этих элементов с агрессивной средой, приводящего к снижению несущей способности и сокращению ресурса вагонов, использовать совокупность частных моделей: модели конструкции, модели наступления предельного состояния, модели нагружения, модели деформирования материала, модели взаимодействия с агрессивной средой и модели материала.

2. Исследованы основные закономерности разрушения материалов конструкций вагонов в коррозионно-активных средах. Установлено, что вагонные стали при взаимодействии с коррозионно-активными грузами, под-

вержены коррозионному износу без проникновения агрессивной среды в объем металла элементов конструкций.

3. Разработана общая методика расчета конструкций вагонов в условиях взаимодействия с коррозионно-активной средой, основанная на методе конечных элементов и теории многослойных оболочек, построенной на непосредственной дискретизации МКЭ соотношений трехмерной теории упругости с использованием гипотез Тимошенко. Кинетика коррозионного износа рассматривается с учетом влияния конструктивных особенностей кузовов вагонов, напряженно-деформированного состояния их элементов, срока службы защитных покрытий элементов конструкций, а также нелинейного деформирования материала.

4. Выполнена оценка точности численных решений при исследовании прочности и долговечности элементов конструкций с использованием предлагаемой методики. В результате сравнения с экспериментальными данными и известными численными решениями показано их удовлетворительное совпадение, расхождения составляют не более 13%.

5. Выполнен анализ эксплуатационных повреждений котлов вагонов-цистерн при перевозке кислотного меланжа. Разработана классификация повреждений коррозионного характера, включающая семь классов: общая, язвенная, ручейковая, кольцевая, совмещенная, околошовная и расслоение. Выполнена схематизация коррозионных повреждений для конечно-элементных моделей котла вагона-цистерн. Получены оценки интенсивности коррозии для различных зон котлов вагонов-цистерн. Максимальная скорость коррозии составляет 0,9 мм/год.

6. Разработана математическая модель для исследования напряженного состояния котлов цистерн, позволяющая учесть пространственное расположение коррозионных повреждений, влияние люка-лаза, сложное напряженно-деформированное состояние котлов в зонах коррозионных повреждений, межслоевые напряжения в оболочке двухслойного котла, а также влияние уровня эквивалентных напряжений на скорость коррозионного износа.

7. Исследовано напряженное состояние двухслойного котла вагона-цистерны, используемой для перевозки кислотного меланжа. Установлено, что после пяти лет эксплуатации, вследствие износа при ручейковой и кольцевой коррозии, суммарные напряжения по I и III расчетным режимам в зонах коррозионных повреждений достигают уровня предела текучести. Показано, что учет влияния уровня напряжений в оболочке котла увеличивает скорость коррозионного износа на 20 - 24%.

8. Проведены эксплуатационные испытания вагонов для перевозки минеральных удобрений. Установлено, что коррозионным повреждениям наиболее подвержены: крыша вагона, обшивка кузова, стенки разгрузочных бункеров и крышки разгрузочных люков. Количество эксплуатационных повреждений элементов крыши, вызванных химическим воздействием перевозимого груза, составляет: модель 19-923 - 60%; модель 11-740 - 50%. У вагонов модели 19-923 наибольшее количество отказов приходится на крайние листы крыши в зоне приварки к верхней обвязке - 35% всех повреждений крыши. У вагона модели 11-740 наиболее повреждаемым является крайний лист крыши над дугами - 27% повреждений крыши.

9. Получены зависимости остаточной толщины металла элементов кузова от срока эксплуатации вагона. Наибольшую скорость коррозии имеют крайний лист крыши у обвязки (0,13 мм/год), средний лист крыши под настилом для обслуживающего персонала (6; 16 мм/год), элементы разгрузочного люка (0,11 мм/год). Несущие элементы рамы вагона после 10 лет эксплуатации имеют остаточную толщину металла, близкую к чертежным размерам. Величина коррозионного износа элементов рамы не превышает 0,3 мм.

10. Разработана математическая модель для исследования напряженного состояния и долговечности кузовов вагонов-минераловозов с учетом неравномерного коррозионного износа элементов кузова и нелинейного деформирования материала конструкции.

11. Исследовано влияние коррозионного износа на напряженное состояние элементов кузова вагона-минераловоза. Установлено, что суммарные

напряжения по I и III расчетным режимам в зоне приварки дуг к верхней обвязке (после 10 лет эксплуатации), листах обшивки»боковых стен (после 8 лет эксплуатации) достигают уровня предела текучести. Определены предельно допустимые в эксплуатации значения толщины элементов кузова.

12. Разработаны мероприятия по повышению эксплуатационной надежности вагонов-минераловозов, даны рекомендации по конструктивной доработке кузовов вагонов-минераловозов (верхняя обвязка, крайний лист крыши, настил для персонала и др.), использованию сменных элеменшв. Рассмотрены основные принципы организации прочностного мониторинга вагонных конструкций.

13. Проведены эксплуатационные испытания вагонов-минераловозов с противокоррозионными защитными покрытиями. Наибольшей эффективностью обладают защитные покрытия, удовлетворяющие следующим требованиям: комплексная толщина покрытия 210 —250 мкм; толщина одного слоя покрытия не менее 50 - 60 мкм; высота неровностей после струйной обработки поверхностей 35-40 мкм; наличие скользящих добавок.

14. Разработана методика прогнозирования срока службы защитных покрытий по первичной информации, получаемой в условиях эксплуатации, основанная на количественной оценке изменения во времени комплексного показателя эффективности защитных покрытий, позволяющая учесть особенности работы защитных покрытий в условиях эксплуатации вагонов для перевозки минеральных удобрений.

15. Выполнена оценка влияния свойств покрытий на их стойкость в условиях эксплуатации вагонов для перевозки минеральных удобрений. Показано, что наибольшую весомость имеют: устойчивость к воздействию агрессивной среды - 0,261 и адгезия покрытия к металлу - 0,247.

16. Установлено, что для прогнозирования долговечности покрытий может быть использована линейная модель вида А3 = 1 —Ot t. Достовер-

2

ность линейной аппроксимации R > 0,84.

17. Определены прогнозируемые сроки службы различных схем защитных покрытий. Наибольший срок службы имеют системы противокоррозионной защиты, основанные на струйном методе подготовки поверхностей под окрашивание и безвоздушном нанесении эпоксидных материалов, содержащих скользящие добавки. Прогнозируемая долговечность этих защитных покрытий составляет 5,5 - 6 лет.

18. Выполнено технико-экономическое обоснование противокоррозионной защиты вагонов-минераловозов. Экономический эффект составляет 133,7 тысяч рублей на один вагон.

19. Результаты работы внедрены:

- в ГУП «ВНИИЖТ МПС РФ» при разработке типовых технологиче-, ских процессов противокоррозионной защиты вагонов для перевозки минеральных удобрений и зерна;

- в ОАО «Уралкалий» при разработке комплекса мероприятий по повышению эксплуатационной надежности вагонов-минераловозов;

-в ГУП «Уральское отделение ВНИИЖТ» при выполнении научно-исследовательских работ по оценке напряженно-деформированного состояния кузовов вагонов-минераловозов;

- в ГУП «ПО Уралвагонзавод» при создании новых конструкций вагонов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Лапшин В.Ф. Повышение эксплуатационной надежности вагонов-минераловозов // Железнодорожный транспорт, 2002. - № 1. - С. 26 - 30.

2. Лапшин В.Ф., Буткин М.Г. Прогнозирование долговечности противокоррозионных покрытий // Железнодорожный транспорт, 2003. - № 1. -С. 48 - 49.

3.Лапшин В.Ф. Многослойные конструкции кузовов вагонов // Ж.-д. транспорт. Сер. Вагоны и вагонное хозяйство. Ремонт вагонов. — ОИ/ЦНИИТЭИМПС, 2001. - Вып. 2. - С. 1 -18.

4. Лапшин В.Ф. Математическая модель при расчете вагонных конструкций с коррозионными повреждениями // Совершенствование конструкции, технологии и организации ремонта и технического обслуживания вагонов: Межвуз. темат. сб. науч. тр: / Омский гос. ун-т путей сообщения. -Омск, 2000.-С. 104 - 108.

5. Лапшин В.Ф., Зыков Ю.В., Сендеров Г.К., Поздина Е.А. Продление срока службы вагонов как экономическая задача // Ж.-д. транспорт. Сер. Вагоны и вагонное хозяйство. Ремонт вагонов. - ОИ/ЦНИИТЭИ МПС, 2002. -Вып. 1-2.-С. 6- 1С.

6. Смольянинов A.B., Бачурин Н.С., Лапшин В.Ф., Буткин М.Г. Коррозия элементов вагонов при перевозке минеральных удобрений // Ж.-д. трансп. Сер. Вагоны и вагонное хозяйство. Ремонт вагонов. - ОИ/ЦНИИТЭИ МПС, 1999. - Вып. 1. - С. 1 - 29.

7. Лапшин В.Ф. Мониторинг остаточной прочности вагонных конструкций по коррозионно-механическим параметрам // Вестник Академии транспорта / Уральское межрегиональное отделение. - Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2001. - № 3 - 4. - Часть 2. - С. 225 - 228.

8. Буткин М.Г., Лапшин В.Ф., Смольянинов A.B. Коррозионные повреждения и пути повышения работоспособности вагонов-минераловозов // Вестник Академии транспорта / Уральское межрегиональное отделение. -Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2001. - № 3 - 4. - Часть 2. - С. 229 -234.

9. Лапшин В.Ф., Буткин М.Г., Макеев А.Н. Техническое состояние и мероприятия по защите от коррозии вагонов для перевозки минеральных удобрений // Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте: Труды II научно-практической конференции. В двух книгах. Книга 1. - М.: МИИТ, 1999. - С. III-13 - III-14.

Ю.Лапшин В.Ф. Моделирование предельных состояний конструкций вагонов // Информационные технологии в моделировании и управлении: Труды II Международной научно-практической конференции. — С-Пб.:

Изд-во СПбГТУ, 2000 - С. 224 - 226.

11. Лапшин В.Ф. Мониторинг технического состояния и оценка остаточной прочности котлов вагонов-цистерн для перевозки кислот // Безопасность движения поездов: Труды III научно-практической конференции. - М.: МИИТ, 2002. - С. 1У-25 - 1У-26.

12. Лапшин В.Ф., Жулин С.Л., Каменских И.В. Опыт противокоррозионной защиты вагонов для перевозки минеральных удобрений // Новые материалы и технологии в машиностроении: Сборник научных трудов. - Брянск: Изд-во БГИТА, 2002. - Вып. 1. - С. 56 - 61.

13. Лапшин В.Ф. Проблемы проектирования многослойных конструкций вагонов // Современные научно-технические проблемы транспорта России: Сборник материалов Международной научно-технической конференции. Ульяновск: УВАУГА, 1999. - С. 65 - 66.

14. Лапшин В.Ф., Буткин М.Г., Ивашова Т.В. Пути повышения ресурса и работоспособности вагонов для перевозки коррозионно-активных грузов // Современные научно-технические проблемы транспорта России: Сборник материалов Международной научно-технической конференции. - Ульяновск: УВАУГА, 1999. - С. 64 - 65.

15. Лапшин В.Ф., Буткин М.Г. Влияние коррозии на работоспособность и ресурс вагонов // Экономика, эксплуатация и содержание железных дорог в современных условиях: Межвузовский сборник научных трудов. -Самара: СамИИТ, 1999.-Вып. 17. - С. 149 -151.

16. Лапшин В.Ф. Исследование стойкости защитных покрытий вагонов при перевозке коррозионно - активных грузов // Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте: Труды III научно-практической конференции. - М.: МИИТ, 2000. - С. У-16 - У-17.

»

17. Лапшин В.Ф., Жулин С.Л., Кузнецов С.А. Оценка степени повреж-денности и классификация эксплуатационных дефектов антикоррозионных защитных покрытий вагонов // Исследования и разработки ресурсосберегающих технологий на железнодорожном транспорте: Межвузовский сбор-

ник научных трудов с международным участием. / Под ред. В.Н. Яковлева. -Самара: СамИИТ, 2002. - Вып. 23. - С. 178 - 182.

18. Лапшин В.Ф., Мирошников Д.Ю. Перспективы и проблемы применения многослойных элементов в конструкциях вагонов // Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте: Труды III научно-практической конференции.-М.: МИИТ, 2000.-С. V-17-V-18.

19. Лапшин В.Ф. Прогнозирование остаточной прочности вагонов для перевозки агрессивных грузов // Проблемы безопасности на транспорте: Тезисы докладов Международной научно-практической конференции / Под общ. ред. В.Я. Негрея. - Гомель: БелГУТ, 2000. - С. 161 -162.

20. Лапшин В.Ф. К вопросу о принятии решения при оценке прочности кузовов вагонов для перевозки коррозионнно-опасных грузов // Безопасность движения поездов: Труды II научно-практической конференции.-М.: МИИТ, 2000.-С. V-8-V-9.

21. Бачурин Н.С., Лапшин В.Ф. К вопросу о коррозии вагонов для перевозки минеральных удобрений // Железнодорожный транспорт сегодня и завтра: Материалы юбилейной научно-технической конференции. Часть 2. -Екатеринбург: УрГУПС, 1999. - С. 21 - 38.

22. Павлюков А.Э., Лапшин В.Ф., Котов C.B. Разработка организационной структуры системы автоматизированного проектирования грузовых вагонов // Вестник Академии транспорта / Уральское межрегиональное отделение. -Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 1999. -№ 2. - С. 254 - 257.

23. Буткин М.Г., Ивашов В.А., Лапшин В.Ф., Смольянинов A.B., Ов-сянкин Е.Ю., Черепов О.В. Оценка параметров грузовых вагонов, влияющих на безопасность движения по результатам подконтрольной эксплуатации в опытном поезде // Безопасность движения поездов: Труды II научно-практической конференции. - М.: МИИТ, 2000. - С. V-1 - V-2.

24. Лапшин В.Ф., Бачурин Н.С. Прикладная теория многослойных пластин и оболочек в расчетах элементов вагонов // Подвижной состав 21 века (идеи, требования, проекты): Тезисы докладов научно-технической конфе-

ренции. - С-Пб.: №д-во ПГУПС, 1999. - С. 63 - 64.

25. Лапшин В.Ф., Каменских И.В., Буткин М.Г. Антикоррозийные защитные покрытия для вагонов-минераловозов нового поколения // Подвижной состав 21 века (идеи, требования, проекты): Тезисы докладов научно-технической конференции. - С-Пб.: Изд-во ПГУПС, 2001. - С. 115 -116.

26. Лапшин В.Ф. Пределы применимости теорий расчета и выбор гипотез для исследования многослойных конструкций вагонов // Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте: Труды Четвертой научно-практической конференции. -М.: МИИТ, 2001. -С. IV-15 - IV-16.

27. Павлюков А.Э., Котов C.B., Лапшин В.Ф. Использование твердотельных моделей для выполнения расчетов методом конечных элементов // Виброакустические процессы в технологиях, оборудовании и сооружениях отраслей лесопромышленного комплекса: Труды УГЛТА. - Екатеринбург: УГЛТА, 1999,- С. 94-98.

28. Буткин М.Г., Лапшин В.Ф., Мирошников Д.С., Ивашова Т.В. Конечно-элементный анализ напряженно-деформированного состояния котла вагона-цистерны с коррозионными повреждениями // Фундаментальные и прикладные исследования транспорту - 2000: Труды Всероссийской научно-технической конференции. Часть 1. - Екатеринбург: УрГУПС, 2000. -С. 122- 125.

29. Лапшин В.Ф., Вербицкая Т.В., Каменских И.В., Макеев А.Н., Ма-рулина Т.В. Антикоррозионная защита вагонов-минераловозов // Фундаментальные и прикладные исследования транспорту - 2000: Труды Всероссийской научно-технической конференции. Часть 1. - Екатеринбург: УрГУПС, 2000.-С. 135 - 137.

30. Мохов А.Г., Лапшин В.Ф., Ивашова Т.В., Буткин М.Г. Коррозионные испытания низколегированных сталей марок 09Г2 // Фундаментальные и прикладные исследования транспорту - 2000: Труды Всероссийской научно-технической конференции. Часть 1. - Екатеринбург: УрГУПС, 2000. -С. 138- 139.

31. Ахлюстин М.Ю., Лапшин В.Ф., Буткин М.Г. Техническое состояние цистерн для перевозки кислотного меланжа // Безопасность движения поездов: Труды научно-практической конференции. - М.: МИИТ, 1999. -С. IV-2 - IV-3.

32. Бачурин Н.С., Лапшин В.Ф., Мирошников Д.С. Моделирование прочности и несущей способности многослойных элементов вагонов // Фундаментальные и прикладные исследования транспорту - 2000: Труды Всероссийской научно-технической конференции. Часть 1. - Екатеринбург: УрГУПС, 2000. - С. 140 -141.

33. Бачурин Н.С., Лапшин В.Ф. Применение кинетической теории для оценки длительной прочности противокоррозийных покрытий вагонных конструкций // Вестник Академии транспорта / Уральское межрегиональное отделение. - Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2001. - № 3 - 4. - Часть 2. -С. 239-241.

34. Лапшин В.Ф., Ивашова Т.В., Каздорф A.B. Эксплуатационные повреждения и классификация коррозионных дефектов котлов цистерн для перевозки агрессивных грузов // Фундаментальные и прикладные исследования транспорту - 2000: Труды Всероссийской научно-технической конференции. Часть 1. - Екатеринбург: УрГУПС, 2000. - С. 142 - 147.

35. Бачурин Н.С., Лапшин В.Ф. Применение слоистой модели наведенной неоднородности для исследования элементов вагонов с коррозионными повреждениями // Новые технологии - железнодорожному транспорту: подготовка специалистов, организация перевозочного процесса, эксплуатация технических средств: Сборник научных статей с международным участием. Часть 3. - Омск: Изд-во ОмГУПС, 2000. - С. 331 - 334.

36. Лапшин В.Ф. Напряженно-деформированное состояние котлов цистерн из двухслойных сталей // Вопросы совершенствования работы железнодорожного транспорта в условиях реструктуризации отрасли: Сб. науч. тр.: В 2-х т. / Дальневосточный гос. ун-т путей сообщения; Под ред. В.Г. Григорен-ко. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2001. - Том 1. - С. 114 - 121.

I 47

37. Сирин A.B., Павлюков А.Ю., Макаров Д.В., Лапшин В.Ф. Оценка

влияния коррозионного износа несущих элементов рам вагонов на их напряженное состояние // Актуальные проблемы безопасности на железнодорожном транспорте: Труды Уральской государств, академии путей сообщения. -Екатеринбург: УрГАПС, 1994. - Вып. 1(82). - С. 48 - 51. I 38. Лапшин В.Ф. Классификация дефектов многослойных элементов и

| их влияние на несущую способность // Вопросы совершенствования работы

железнодорожного транспорта в условиях реструктуризации отрасли: Сб. науч. тр.: В 2-х т. / Дальневосточный гос. ун-т путей сообщения; Под ред. В.Г. Григоренко. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2001. - Том 2. - С. 39 - 46.

39. Лаишин В.Ф., Тишкин C.B., Бубнов В.Б. Анализ конечно! элементных моделей многослойных конструкций вагонов // Современные

проблемы хозяйствования на железнодорожном транспорте: Труды Челя-5 бинск. ин-та путей сообщения. - Челябинск: ЧИПС, 1998. - Вып. 1. -

( С. 141 -147.

40. Павлюков А.Э., Лапшин В.Ф. Расчетно-экспериментальная методика оценки напряженно-деформированного состояния торцевой стены полувагона // Повышение надежности, совершенствование ремонта и технического обслуживания вагонов: Труды Уральской государств, академии путей сообщения. - Екатеринбург: УрГАПС, 1996. - Вып. 4(86). - С. 83 - 97.

41. Лапшин В.Ф. и др. Математическое моделирование нагрузок аварийных режимов, действующих на элементы вагона-цистерны / В.Ф. Лапшин, A.B. Смольянинов, В.Н. Филиппов, В.Ю. Шувалов; Моск. ин-т инж. ж,-

I д. трансп. - М., 1991. - 17 с. - Деп. ЦНИИТЭИ МПС, № 5492.

1 42. Шувалов В.Ю., Лапшин В.Ф. Влияние конструктивных осо-

»

'f бенностей на напряженное состояние торцевых стен полувагонов // Совер-

шенствование методов исследования, технологии ремонта тормозных устройств и ходовой части вагонов: Труды Уральск, электромех. ин-та инж. ж.д. тр-та. - Свердловск: УЭМИИТ, 1990. - Вып. 82. - С. 78 - 86.

2оо?-А I

48 ".65 5 4

43. Шувалов В.Ю., Лапшин В.Ф., Шкуров Г.П., Павлюков А.Э. Оценка ] напряженного состояния торцевой стены полувагона с учетом конструктивных особенностей // Вопросы совершенствования конструкций и техническо-

!

го содержания вагонов: Труды Днепропетровск, ин-та инж. ж.д. тр-та. - ■

Днепропетровск: ДИИТ, 1991. - С. 21 - 26. |

44. Лапшин В.Ф., Павлюков А.Ю., Макаров Д.В. Анализ тенденций развития систем сбора и обработки информации в техническом обслуживании и ремонте вагонов // Повышение надежности, совершенствование ремонта и технического обслуживания вагонов: Труды Уральской государств, академии путей сообщения. — Екатеринбург: УрГАПС, 1996. - Вып. 4(86). — !

I

С. 110-114. !

45. Мохов А.Г., Ивашова Т.В., Лапшин В.Ф., Соколов В.Н. Коррозион- ^ но-электрические свойства сталей 09Г2С и 12Х18Н10Т в концентрированной серной кислоте // Фундаментальные и прикладные исследования транспорту

- 2000: Труды Всероссийской научно-технической конференции. Часть 1. -Екатеринбург: УрГУПС, 2000. - С. 99 - 100.

I I

ЛАПШИН Василий Федорович

I

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ ВАГОНОВ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ КОРРОЗИОННО-АКТИВНЫХ ГРУЗОВ

05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

Лицензия на издательскую деятельность ИД 03581 от 19.12.2000 г. |

Сдано в набор 17.03.03 Подписано к печати 17.03.03 !

Формат бумаги 60x84 1/16 Объем 3 п.л. 1

Заказ 46_Тираж 100 экз._

Типография УрГУПС, 620034, г. Екатеринбург, Колмогорова , 66

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ОБОСНОВАНИЕ И ФОРМУЛИРОВАНИЕ РЕШАЕМОЙ ПРОБЛЕМЫ.

1.1. Обзор методов расчета и особенности оценки влияния кор-розионно-активных сред на деформирование и разрушение элементов конструкций.

1.2. Выводы и постановка задач исследования.

2. РАЗРАБОТКА ОБЩЕЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ ВАГОНОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ КОРРОЗИОННО-АКТИВНЫХ ГРУЗОВ.

2.1. Исследование закономерностей разрушения вагонных сталей в коррозионно-активных средах.

2.2. Методика расчета прочности и оценки долговечности элементов конструкций вагонов, работающих в условиях воздействия коррозионно-активных сред.

2.3. Оценка адекватности и точности моделей расчета напряженного состояния и долговечности конструкций.

Актуальность и формулировка проблемы. Одной из главных задач текущего этапа развития вагонного хозяйства является создание вагонов нового поколения. При производстве грузовых вагонов предусматривается создание подвижного состава с кузовами повышенной прочности и коррозионной стойкости [1, 2], обеспечивающих безремонтную работу вагона в период между капитальными ремонтами. При перевозке коррозионно-активных грузов (кислот, минеральных удобрений), вследствие уменьшения сечения элементов в результате коррозионного износа, изменяется напряженное состояние вагонных конструкций. В свою очередь, концентрация напряжений усиливает механо-химическую коррозию [3], что приводит к существенному снижению несущей способности, уменьшению надежности и сокращению долговечности.

Особую актуальность вопросы изучения коррозионного влияния агрессивных сред на прочность конструкций приобретают при оценке сроков и видов ремонта, а также для обеспечения надежной эксплуатации вагонов в течение заданного срока службы. Наметившийся рост объемов перевозок резко обозначил проблему нехватки подвижного состава и поставил задачу повышения эксплуатационной надежности существующего парка вагонов, используемого для перевозки коррозионно-активных грузов. Так, по данным ВНИИЖТ, в настоящее время, нехватка в рабочем парке вагонов для перевозки минеральных удобрений составила 8000 вагонов, а к 2010 году она может возрасти до 29000 единиц. Условия эксплуатации вагонов, используемых для перевозки кислот и минеральных удобрений, характеризуются постоянным взаимодействием элементов конструкции с коррозионно-активной средой. Опыт эксплуатации вагонов-хопперов для перевозки минеральных удобрений показывает, что коррозионные повреждения являются причиной 60 - 65% случаев отказов вагонов [4]. Важнейшей задачей текущего этапа считается планомерное внедрение новых технических решений и передовых технологий, направленных на повышение долговечности узлов и деталей подвижного состава.

В таких условиях особое значение приобретает разработка и внедрение методов прогнозирования ресурса вагонов и поиск путей повышения их эксплуатационной надежности, при перевозке коррозионно-активных грузов. Решение этих задач требует реализации комплекса вопросов, связанных с анализом технического состояния конструкций, их диагностики, теоретических исследований по прогнозу остаточного ресурса, а также разработки обоснованных требований к новым техническим решениям и технологическим аспектам противокоррозионной защиты вагонов.

Однако, существующие методы расчета элементов вагонов, взаимодействующих с коррозионно-активными грузами, основаны на простейших моделях, не учитывающих специфику эксплуатации подвижного состава и особенности взаимодействия с агрессивной средой.

В связи с этим основная цель диссертации состоит в комплексном решении научной проблемы, заключающейся в теоретическом обобщении и разработке метода расчета прочности и долговечности элементов вагонов; научном обосновании и решении технологических аспектов противокоррозионной защиты и получении на их основе новьгх технических решений и практических рекомендаций, используемых при проектировании нового и модернизации существующего подвижного состава для перевозки коррозионно-активных грузов.

Общая методика исследований. Методологической основой работы является современное представление о прочности конструктивных элементов вагонов, взаимодействующих с коррозионно-активными грузами. При теоретическом исследовании напряженного состояния и прогнозировании долговечности конструкций применялся метод конечных элементов (МКЭ), реализующий технологию расчета многослойных оболочек на основе непосредственной дискретизации МКЭ соотношений трехмерной теории упругости с использованием кинематических гипотез Тимошенко. Это позволило на единой основе разработать расчетные модели котлов вагонов-цистерн из двухслойных сталей и кузовов вагонов-минераловозов. Проверка результатов теоретических исследований производилась экспериментально на стендах с применением методов электротензометрии, сравнением с известными аналитическими, численными решениями и данными эксплуатационных испытаний вагонов. При обработке экспериментальных данных применялись методы математической статистики с учетом специфики сбора информации при натурном обследовании технического состояния подвижного состава.

Научная новизна. Комплексно решена проблема прогнозирования прочности и долговечности элементов вагонов с учетом коррозионного износа. Получены следующие научные результаты:

- предложено, для описания взаимодействия элементов конструкций с агрессивной средой, приводящего к снижению несущей способности и сокращению ресурса вагонов, использовать совокупностью частных моделей: модели конструкции, модели наступления предельного состояния, модели нагружения, модели деформирования материала, модели взаимодействия с агрессивной средой и модели материала. Разработана обобщенная структурная схема модели «Конструкция - агрессивная среда», соответствующая различным условиям взаимодействия элементов вагонов с перевозимыми грузами;

- разработана уточненная методика расчета прочности и долговечности элементов вагонов в условиях взаимодействия с коррозионно-активными грузами, основанная на методе конечных элементов и феноменологическом подходе описания кинетики разрушения материалов с учетом нелинейно-упругого деформирования материала конструкции, влияния напряженного состояния на скорость коррозии, работы защитного покрытия и срока эксплуатации вагона.

- установлены закономерности и механизм коррозионного разрушения низколегированных сталей, используемых в конструкциях вагонов, от воздействия различных грузов, перевозимых в вагонах-цистернах и вагонах-минераловозах;

- изучены особенности работы конструкций вагонов (вагонов-цистерн, вагонов-минераловозов) с учетом коррозионного износа и действия эксплуатационных факторов;

- предложены математические модели для расчета прочности и долговечности двухслойных котлов вагонов-цистерн и кузовов вагонов-минераловозов, учитывающие пространственное расположение коррозионных повреждений, сложное напряженно - деформированное состояние элементов вагонов в зонах коррозионных повреждений, неравномерный коррозионный износ элементов кузова.

- разработаны принципы построения системы прочностного мониторинга конструкций вагонов для перевозки коррозионно-активных грузов;

- исследовано влияние эксплуатационных факторов на стойкость покрытий, используемых для противокоррозионной защиты вагонов при перевозке минеральных удобрений;

- разработана методика прогнозирования срока службы защитных покрытий по первичной информации, получаемой в условиях эксплуатации, основанная на количественной оценке изменения во времени комплексного показателя эффективности защитных покрытий, позволяющая учесть особенности работы защитных покрытий в условиях эксплуатации вагонов для перевозки минеральных удобрений.

Практическая ценность. Разработанный в диссертации метод позволяет на стадии проектирования производить оценку прочности и долговечности элементов конструкций вагонов с учетом коррозионного износа, при минимальных затратах времени и средств на экспериментальную доводку. По результатам проведенных в диссертации исследований даны практические рекомендации по совершенствованию конструкций вагонов, позволяющие повысить их эксплуатационную надежность, обеспечить сохранность перевозимого груза, сократить эксплуатационные расходы на ремонт вагонов. Получены аналитические зависимости, позволяющие определить степень коррозионного износа элементов кузовов вагонов в зависимости от срока их эксплуатации. Предложенная классификация дефектов и эксплуатационных повреждений защитных покрытий позволила визуальным методом производить оценку состояния защитных покрытий, сократить время на техническую диагностику покрытий при ремонте, а также сократить время на разработку новых и доводку существующих материалов для противокоррозионной защиты вагонов. Разработанные в диссертации схемы противокоррозионной защиты позволили обеспечить качество перевозимых продуктов, снизить затраты на подготовку вагонов к перевозкам, продлить срок службы вагонов. Проведенные исследования позволили сформулировать требования к системам противокоррозионной защиты кузовов вагонов для перевозки минеральных удобрений.

Тематика исследований, ее актуальность, и решаемые в работе задачи соответствуют «Перечню актуальных проблем научно-технического развития железнодорожного транспорта для разработки докторантами, аспирантами и сотрудниками вузов отрасли в 2001-2002 годах», утвержденному указанием МПС России от 17.11.2000 № М-2775У [5] и подтверждаются Комплексной программой реорганизации и развитии отечественного локомотиво- и вагоностроения, организации ремонта и эксплуатации пассажирского и грузового подвижного состава на период 2000-2001 годы.

Автор выражает глубокую признательность д.т.н., профессору Н.С. Ба-чурину, к.т.н., профессору В.А. Ивашову за систематическую и многолетнюю помощь и поддержку при постановке и выполнении данного исследования, а также доктору технических наук, профессору A.B. Смольянинову, кандидатам технических наук М.Г. Буткину, В.Ю. Шувалову за советы и неоценимую помощь в работе.

19. Результаты работы внедрены:

- в ГУП «ПО Уралвагонзавод» при создании новых конструкций вагонов;

- в ГУП «ВНИИЖТ МПС РФ» при разработке типовых технологических процессов противокоррозионной защиты вагонов для перевозки минеральных удобрений и зерна;

- в ОАО «Уралкалий» при разработке комплекса мероприятий по повышению эксплуатационной надежности вагонов-минераловозов;

- в ГУП «Уральское отделение ВНИИЖТ» при выполнении научно-исследовательских работ по оценке напряженно-деформированного состояния кузовов вагонов-минераловозов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили сделать следующие выводы и рекомендации.

1. Выполнен анализ влияния коррозионно-активных сред на элементы конструкций вагонов. Предложено для описания взаимодействия этих элементов с агрессивной средой, приводящее к снижению несущей способности и сокращению ресурса вагонов, использовать совокупность частных моделей: модели конструкции, модели наступления предельного состояния, модели нагружения, модели деформирования материала, модели взаимодействия с агрессивной средой и модели материала.

2. Исследованы основные закономерности разрушения материалов конструкций вагонов в коррозионно-активных средах. Установлено, что вагонные стали при взаимодействии с коррозионно-активными грузами, подвержены коррозионному износу без проникновения агрессивной среды в объем металла элементов конструкций.

3. Разработана общая методика расчета конструкций вагонов в условиях взаимодействия с коррозионно-активной средой, основанная на методе конечных элементов и теории многослойных оболочек, построенной на непосредственной дискретизации МКЭ соотношений трехмерной теории упругости с использованием гипотез Тимошенко. Кинетика коррозионного износа рассматривается с учетом влияния конструктивных особенностей кузовов вагонов, напряженно-деформированного состояния их элементов, срока службы защитных покрытий элементов конструкций, а также нелинейного деформирования материала.

4. Выполнена оценка точности численных решений при исследовании прочности и долговечности элементов конструкций с использованием предлагаемой методики. В результате сравнения с экспериментальными данными и известными численными решениями показано их удовлетворительное совпадение, расхождения составляют не более 13%.

5. Выполнен анализ эксплуатационных повреждений котлов вагонов-цистерн при перевозке кислотного меланжа. Разработана классификация повреждений коррозионного характера, включающая семь классов: общая, язвенная, ручейковая, кольцевая, совмещенная, околошовная и расслоение. Выполнена схематизация коррозионных повреждений для конечно-элементных моделей котла вагонов-цистерн. Получены оценки интенсивности коррозии для различных зон котлов вагонов-цистерн. Максимальная скорость коррозии составляет 0,9 мм/год.

6. Разработана математическая модель для исследования напряженного состояния котлов цистерн, учитывающая пространственное расположение коррозионных повреждений, влияние люка-лаза, сложное напряженно -деформированное состояние котлов в зонах коррозионных повреждений, межслоевые напряжения в оболочке двухслойного котла, а также влияние уровня эквивалентных напряжений на скорость коррозионного износа.

7. Исследовано напряженное состояние двухслойного котла вагона-цистерны, используемой для перевозки кислотного меланжа. Установлено, что после пяти лет эксплуатации, вследствие износа при ручейковой и кольцевой коррозии, суммарные напряжения по I и III расчетным режимам в зонах коррозионных повреждений достигают уровня предела текучести. Показано, что учет влияния уровня напряжений в оболочке котла увеличивает скорость коррозионного износа на 20 - 24%. Полученные численным методом результаты подтверждаются опытом эксплуатации цистерн для перевозки кислотного меланжа.

8. Проведены эксплуатационные испытания вагонов для перевозки минеральных удобрений. Установлено, что коррозионным повреждениям наиболее подвержены: крыша вагона, обшивка кузова, стенки разгрузочных бункеров и крышки разгрузочных люков. Количество эксплуатационных повреждений элементов крыши, вызванных химическим воздействием перевозимого груза, составляет: модель 19-923 - 60%; модель 11-740 - 50%. У вагонов модели 19-923 наибольшее количество отказов приходится на крайние листы крыши в зоне приварки к верхней обвязке - 35% всех повреждений крыши. У вагона модели 11-740 наиболее повреждаемым является крайний лист крыши над дугами - 27% повреждений крыши.

9. Получены зависимости остаточной толщины металла элементов кузова от срока эксплуатации вагона. Наибольшую скорость коррозии имеют крайний лист крыши у обвязки (0,13 мм/год), средний лист крыши под настилом для обслуживающего персонала (0,16 мм/год), элементы разгрузочного люка (0,11 мм/год). Несущие элементы рамы вагона после 10 лет эксплуатации имеют остаточную толщину металла, близкую к чертежным размерам. Величина коррозионного износа элементов рамы не превышает 0,3 мм.

10. Разработана математическая модель для исследования напряженного состояния и долговечности кузовов вагонов-минераловозов с учетом неравномерного коррозионного износа элементов кузова и нелинейного деформирования материала конструкции.

11. Исследовано влияние коррозионного износа на напряженное состояние элементов кузова вагона-минераловоза. Установлено, что суммарные напряжения по I и III расчетным режимам в зоне приварки дуг к верхней обвязке (после 10 лет эксплуатации), листах обшивки боковых стен (после 8 лет эксплуатации) достигают уровня предела текучести. Определены предельно допустимые в эксплуатации значения толщины элементов кузова.

12. Разработаны мероприятия по повышению эксплуатационной надежности вагонов-минераловозов, даны рекомендации по конструктивной доработке кузовов вагонов-минераловозов (верхняя обвязка, крайний лист крыши, настил для персонала и др.) и использованию сменных элементов. Рассмотрены основные принципы организации прочностного мониторинга вагонных конструкций.

13. Проведены эксплуатационные испытания вагонов-минераловозов с противокоррозионными защитными покрытиями. Установлено, что наибольшей эффективностью обладают защитные покрытия, удовлетворяющие следующим требованиям: комплексная толщина покрытия 210 - 250 мкм; толщина одного слоя покрытия не менее 50 - 60 мкм; высота неровностей после струйной обработки поверхностей 35 - 40 мкм; наличие скользящих добавок.

14. Разработана методика прогнозирования срока службы защитных покрытий по первичной информации, получаемой в условиях эксплуатации, основанная на количественной оценке изменения во времени комплексного показателя эффективности защитных покрытий, позволяющая учесть особенности работы защитных покрытий в условиях эксплуатации вагонов для перевозки минеральных удобрений.

15. Выполнена оценка влияния свойств покрытий на их стойкость в условиях эксплуатации вагонов для перевозки минеральных удобрений. Показано, что наибольшую весомость имеют: устойчивость к воздействию агрессивной среды - 0,261; адгезия покрытия к металлу - 0,247.

16. Установлено, что для прогнозирования долговечности покрытий может быть использована линейная модель вида А3 = \—а • t. Достоверность линейной аппроксимации Я > 0,84.

17. Определены прогнозируемые сроки службы различных схем защитных покрытий. Наибольший срок службы имеют системы противокоррозионной защиты, основанные на струйном методе подготовки поверхностей под окрашивание и безвоздушном нанесении эпоксидных материалов, содержащих скользящие добавки. Прогнозируемая долговечность этих защитных покрытий составляет 5,5-6 лет.

18. Выполнено технико-экономическое обоснование противокоррозионной защиты вагонов-минераловозов. Экономический эффект от мероприятий по противокоррозионной защите составляет 133,7 тысяч рублей на 1 вагон.

1. Цюренко В.Н., Силин B.C., Райков Г.В. Требования к новым вагонам // Железнодорожный транспорт, 1998. № 4. - С. 61 - 62.

2. Барбарич С.С., Цюренко В.Н. Требования к грузовым вагонам нового поколения // Железнодорожный транспорт, 2001. № 8. - С. 26 - 31.

3. Гутман Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии. М.: Металур-гия, 1981.-270 с.

4. Лапшин В.Ф. Повышение эксплуатационной надежности вагонов-минераловозов // Железнодорожный транспорт, 2002. № 1. - С. 26 - 30.

5. Об утверждении перечня актуальных проблем научно технического развития железнодорожного транспорта в 2001 - 2002 гг. / Указание МПС РФ № М-2775, 17 ноября 2000 года. - М.: МПС РФ, 2000. - 4 с.

6. Железнодорожный транспорт России / Информационно-справочный материал к Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России на рубеже веков». М.: МПС, 1999. - 28 с.

7. Андрияка В.Н., Черкашин Ю.М. Пассажирский подвижной состав // Железнодорожный транспорт, 1998. № 4. - С. 63-65.

8. Герасименко Г.П., Стеклов О.Н., Журавлева Л.В., Конюхов А.Д. Коррозионные повреждения цистерн, транспортирующих улучшенную серную кислоту // Химическое и нефтяное машиностроение, 1976. № 9. - С. 20-21.

9. Конюхов А.Д. Снижение надежности технических средств в результате коррозии // Методы защиты от коррозии подвижного состава и металлоконструкций железнодорожного транспорта: Сб. науч. трудов ВНИИЖТ. М.: Транспорт, 1988. - С. 5 - 19.

10. Нормы для расчета и проектирования новых и модернизированных вагонов железных дорог МПС 1520 мм (несамоходных). М.: ВНИИЖТ-ВНИИВ, 1997.-317 с.

11. Jle Ван Хок. Напряженное состояние кузовов полувагонов железных дорог СРВ с учетом влияния коррозионных износов их элементов — Дисс.канд. техн. наук. — М: МИИТ, 1991.- 128 с.

12. Котуранов В.Н., Мироненко Е.И., Смазанов С.И., Ле Ван Хок. Динамические напряжения в хребтовой балке полувагона при продольном соударении с учетом коррозии стержневых элементов. М.: МИИТ, 1991. - 15 с. - Деп. В ЦНИИТЭИ МПС.

13. Татаринов B.C., Юрченко И.А. Коррозионный износ металла точечных нахлесточных соединений в железнодорожных грузовых вагонах // Сварочное производство, 1983. № 11. - С. 27 - 28.

14. Лавров А.П., Дубровина О.Д. Влияние щелей и зазоров на коррозионную стойкость металла вагонных конструкций // Вестник ВНИИЖТ, 1974. № 4. -С. 37-40.

15. Битюцкий A.A. Разработка комплексного метода проектирования, расчета и испытания грузовых вагонов: Дисс. докт. техн. наук. С-Петербург: ПГУПС, 1995.-362 с.

16. Астанин В.В., Шимановский A.B., Шибер И.М. Прогнозирование после-ремонтной прочности грузовых вагонов // Зал1зничний транспорт Украши, 1999.-№2.-С. 16-20.

17. Ефимов В.П., Пранов A.A., Баранов А.Н. Технико-экономические аспекты капитального ремонта полувагонов (КРП) с продлением срока службы // Ж.-д. транспорт. Сер. Вагоны и вагонное хозяйство. Ремонт вагонов. — ОИ/ЦНИИТЭИ МПС, 2000. Вып. 1. - С. 35- 46.

18. Пигунов A.B. К вопросу о методике оценки предельного состояния элементов кузовов вагонов расчетным путем // Проблемы безопасности на транспорте: Тезисы докладов международной научно-практической конференции. Гомель: БелГУТ, 2000. — С. 165.

19. Петров В.В. Метод последовательных нагружений в нелинейной теории пластин и оболочек. Саратов: Изд-во СГУ, 1975. - 116 с.

20. Петров В.В., Иноземцев В.К., Синева Н.Ф. Теория наведенной неоднородности и ее приложения к устойчивости пластин и оболочек. Саратов: Изд-во СГТУ, 1996. - 312 с.

21. Атоян В.Р. Расчет замкнутых цилиндрических оболочек с наведенной переменностью толщины, работающих в условиях грунтовой коррозии: Дисс. . канд. техн. наук. Саратов: СГТУ, 1997. - 135 с.

22. Петрунина E.H. Расчет цилиндрической оболочки из нелинейно-деформируемого материала с наведенной неоднородностью: Дисс. . канд. техн. наук. Саратов, 1997. - 287 с.

23. Овчинников И.Г. Долговечность нагруженных цилиндрических оболочек при воздействии водорода // ФХММ, 1984. № 3. - С. 45 - 49.

24. Карпунин В.Г. Исследование изгиба и устойчивости пластин и оболочек с учетом сплошной коррозии: Автореф. . канд. техн. наук. Свердловск, 1977.-21 с.

25. Овчинников И.Г. Механика пластин и оболочек, подвергающихся коррозионному износу (монография) // Саратов, политех, ин-т. Саратов, 1991. -115 с.-Деп. в ВИНИТИ 30.07.91, №3251-В91.

26. Овчинникова Г.Н. Расчет сложных стержневых конструкций с учетом кинетики развития распределенных и локальных повреждений: Автореф. . канд. техн. наук. Волгоград, 1996. - 18 с.

27. Овчинникова Г.Н. К расчету статически неопределимых ферм, подвергающихся коррозионному износу // Сарат. политех, ин-т. Саратов, 1991. — 9 с.-Деп. в ВИНИТИ 07.04.91, № 1477-В91.

28. Якупов Н.М., Гатауллин И.Н., Хисматуллин Р.Н. Обследование, анализ и прогнозирование долговечности строительных конструкций и рекомендации по их восстановлению. Методическое руководство. Казань: ИММ РАН, 1996.-208 с.

29. Якупов Н.М. Прикладные задачи механики упругих тонкостенных конструкций. Казань: ИММ РАН, 1994. - 124 с.

30. Долинский В.М. Расчет нагруженных труб, подверженных коррозии // Химическое и нефтяное машиностроение, 1967. -№ 2.-С. 9-10.

31. Долинский В.М. Расчет элементов конструкций, подверженных равномерной коррозии // Деформирование материалов и элементов конструкций в агрессивных средах. Саратов: Изд-во СПИ, 1983. - С. 61 - 67.

32. Карпунин В.Г., Клещев С.И., Корнишин М.С. Долговечность пластин и оболочек в условиях коррозионного воздействия среды // Прочность и долговечность конструкций. Киев, 1976. - С. 35-45.

33. Карпунин В.Г., Клещев С.И., Корнишин М.С. К расчету пластин и оболочек с учетом общей коррозии // Труды X Всесоюзной конференции по теории оболочек и пластин. Тбилиси: Мецниерба, 1975. - Т. 1. - С. 166- 174.

34. Канаева О.В. Расчет оболочек вращения, подвергающихся коррозионному износу, скорость которого зависит от напряжения и температуры: Дисс. . канд. техн. наук. Саратов, 1990. - 199 с.

35. Овчинников И.Г., Гарбуз Е.В. Расчет неравномерно нагретого нелинейно-упругого цилиндра, подвергающегося коррозионному износу // Строительная механика и расчет сооружений, 1987. № 3. - С. 15-19.

36. Овчинников И.Г., Петров В.В. Расчет цилиндрических оболочек, взаимодействующих с водородом при высоких температурах и давлениях // Строительная механика и расчет сооружений, 1985. № 3. - С. 9 - 12.

37. Овчинников И.Г. Расчетные модели и методы расчета элементов конструкций, работающих при воздействии агрессивных сред: Дисс. . докт. техн. наук. Саратов: СПИ, 1986. - 536 с.

38. Петров В.В., Овчинников И.Г., Шихов Ю.М. Расчет элементов конструкций, взаимодействующих с агрессивной средой. — Саратов: Изд-во Сарат. гос. ун-та, 1987.-288 с.

39. Арчаков Ю.И. Водородоустойчивость стали. М.: Металургия, 1978. -152 с.

40. Bernstein H.L. A model for the oxide growth stress and its effect on the creep of metals // Met. Trans. A., 1987. V. 18. - № 1-6. - PP. 975 - 986.

41. Овчинников И.Г. Моделирование процессов ползучести и высокотемпературного окисления // Тезисы докл. 1 Всесоюз. симпоз. «Новые жаропрочные и жаростойкие металлические материалы». Часть 2. М., 1989. - 15 с.

42. Овчинников И.Г. Расчет круглых пластинок с учетом водородной коррозии // Известия вузов. Сер. Строительство, 1994. № 7-8. - С. 105 - 109.

43. Бачурин Н.С. Нагруженность и прочность элементов вагонов из вязкоуп-ругих высокоэластичных материалов: Дисс. докт. техн. наук. — С-Петербург: ПИИЖТ, 1991.-401 с.

44. Иващенко Ю.Г., Желтов П.К., Соломатов В.И. Деградация фурановых композитов в воде // Проблемы прочности материалов и конструкций, взаимодействующих с агрессивными средами. Саратов: Изд-во СГТУ, 1993. -С. 150- 155.

45. Манин В.Н., Громов А.Н. Физико-механическая стойкость полимерных материалов в условиях эксплуатации. Л.: Химия, 1980. - 248 с.

46. Тынный А.Н. Прочность и разрушение полимеров при воздействии жидких сред. Киев: Наукова думка, 1975. - 206 с.

47. Перлин С.М. Влияние некоторых сред на механические свойства намотанных стеклопластиков // Пластические массы, 1966. № 8. - С. 62 - 65.

48. Карпенко Г.В. Влияние среды на прочность и долговечность металлов. -Киев: Наукова думка, 1976. 127 с.

49. Павлина B.C., Попович В.В., Максимович Г.Г. К вопросу о методологии физико-химической механики материалов // ФХММ, 1980. № 3. - С. 5-14.

50. Партон B.C., Черепанов Г.П. Механика разрушения // Механика в СССР за 50 лет. Т. 3. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1972. -С. 365-467.

51. Подстригач Я.С., Павлина B.C. Диффузионные процессы в упруговяз-ком деформируемом слое // ФХММ, 1977. № 4. - С. 76 - 82.

52. Никольский С.С. Термодинамика механико-химических процессов в упругих телах // Журнал физической химии, 1973. № 4. - С. 171 - 176.

53. Ржаницын А.Р. Температурно-влажностная задача ползучести // Исследование по вопросам теории пластичности и прочности строительных конструкций. М.: Госстройиздат, 1958. - С. 36 - 49.

54. Подгорный А.Н. Водородная хрупкость конструкционных сталей деталей установок водородной энергетики // Работоспособность конструкционных металлических материалов в среде водорода. Львов, 1980. - С. 6 - 8. (ФМИ АН УССР; Препринт № 33).

55. Маричев В.А. Использование линейной механики разрушения при изучении коррозионного растрескивания высокопрочных материалов // Защита металлов, 1973.-Т. 9.-№6.-С. 650-665.

56. Писаренко Г.С., Киселевский В.Н. Прочность и пластичность материалов в радиационных потоках. Киев: Наукова думка, 1979. - 284 с.

57. Прочность материалов и элементов конструкций в экстремальных условиях. В 2-х томах / Под ред. Г.С. Писаренко. Т. 1. Киев: Наукова думка, 1980. - 535 е.; Т. 2. - Киев: Наукова думка, 1980. - 771 с.

58. Селяев В.П. Основы теории расчета композиционных конструкций с учетом действия агрессивных сред: Автореф. дисс. . докт. техн. наук. М., 1984.-35 с.

59. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Том 1. М., 1970. - 492 с.

60. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966. -752 с.

61. Колмогоров В.Л., Мигачев Б.А., Бурдуковский В.Г. Феноменологическая модель накопления повреждений и разрушения при различных условиях на-гружения. Екатеринбург: УрО РАН, 1994. - 104 с.

62. Колмогоров В.Л. Напряжения, деформации, разрушение. М.: Металлургия, 1970.-229 с.

63. Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений: Справочник: В 2 т. Т. 1. / Под ред. А.А. Герасименко. М.: Машиностроение, 1987.-688 с.

64. Королев Ю.В., Путилов В.Е. Защита оборудования от коррозии. — Л.: Машиностроение, 1973. 136 с.

65. Никольский К.К. Коррозия и защита от нее подземных металлических сооружений связи. М.: Радио и связь, 1984. - 208 с.

66. Стрижевский И.В и др. Подземная коррозия и методы защиты / Под ред. Я.М. Колотыркина. М.: Металлургия, 1974. - 111 с.

67. Шлугер И.А., Ажогин Ф.Ф., Ефимов Е.А. Коррозия и защита металлов. -М.: Металлургия, 1981. 216 с.

68. Надежность и эффективность в технике: Справочник в Ют. / Ред. совет: B.C. Авдуевский (пред.) и др. Т. 10: Справочные данные по условиям эксплуатации и характеристики надежности /Под ред. В.А. Кузнецова. М.: Машиностроение, 1990. - 336 с.

69. Конюхов А.Д., Осадчук Г.И. Коррозионностойкие материалы для кузовов вагонов. -М.: Транспорт, 1987. 143 с.

70. Коррозия и надежность железнодорожной техники / Под. ред. А.Д. Конюхова. М: Транспорт, 1995. - 174 с.

71. Головачева И.П. Современные гальванические процессы резерв экономии при ремонте подвижного состава // Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте: Труды Третьей научно-практической конференции. - М.: МИИТ, 2000. - С. XI-3.

72. Hot dip galvanized coatings for steel fabrications an outstanding track record // Anti-corros. Meth. And Mater., 1989. 36. - № 9. - P. 4 - 8.

73. Миронов М.Т. Методические рекомендации по применению конструктивно-технологических методов защиты от коррозии машин, работающих в контакте с минеральными удобрениями. Рязань: ВНИИМССХ, 1975. - 76 с.

74. Карякина М.И. Лакокрасочные материалы для защиты сельскохозяйственной техники. М.: Химия, 1985. - 112 с.

75. Карякина М.И., Попцов В.Е. Технология полимерных покрытий. — Л.: Химия, 1983.-335 с.

76. Системы покрытий для подвижного состава // Железные дороги мира, 1998. -№ 10.-С. 18-21.

77. Защитное покрытие грузовых вагонов // Железные дороги мира, 1985. -№ 3. С. 71-72.

78. Армстронг Д. Защитные покрытия для грузовых вагонов // Железные дороги мира, 1988. № 10. - С. 19 - 22.

79. Вербищук Г.Я. Повышение надежности подвижного состава за счет создания антикоррозионных лакокрасочных покрытий // Проблемы безопасности на транспорте: Тезисы докладов международной научно-практической конференции. Гомель: БелГУТ, 2000. - С. 201 - 202.

80. Вербищук Г.Я. Подбор антикоррозионных лакокрасочных материалов для железнодорожного транспорта: Тезисы докладов международной научно-практической конференции. Гомель: БелГУТ, 2000. - С. 202.

81. Лапшин В.Ф., Жулин С.Л., Каменских И.В. Опыт противокоррозионной защиты вагонов для перевозки минеральных удобрений // Новые материалы и технологии в машиностроении: Сб. науч. трудов. Брянск: Изд-во БГИТА, 2002.-Вып. 1.-С. 56-61.

82. Овчинников И.Г. О критериях предельного состояния защитных полимерных покрытий // Строительство и архитектура. Сер. Изв. вузов, 1991. -№ 2. С. 25 - 28.

83. Молотков А.П. Прогнозирование эксплуатационных свойств полимерных материалов. Минск: Высшая школа, 1982. - 192 с.

84. Агалиев В.И., Исхаков А.Р., Каримов Н.Г. Прогнозирование защитных свойств полимерных покрытий в агрессивных средах // Докл. АН СССР, 1985. Т. 282. - № 3. - С. 631 - 634. - (сер: Физическая химия).

85. Карякина М.И. Испытание лакокрасочных материалов и покрытий. М.: Химия, 1988.-272 с.

86. Овчинников И.Г., Кудайбергенов Н.Б., Гатауллин И.Н. Прогнозирование работоспособности защитных покрытий и элементов конструкций с защитными покрытиями. Обзор. Часть I. Саратов, 1992. - 38 с. - Деп. в ВИНИТИ 13.11.92, №3257-В92.

87. Овчинников И.Г., Кудайбергенов Н.Б., Гатауллин И.Н. Прогнозирование работоспособности защитных покрытий и элементов конструкций с защитными покрытиями. Обзор. Часть II. Саратов, 1992. - 32 с. - Деп. в ВИНИТИ 13.11.92,№3256-В92. ' '

88. Митягин В.А., Вигант Г.Т., Захарова H.H. Сравнительная оценка противокоррозионных покрытий для внутренних поверхностей резервуаров // Защита металлов, 1995. Т. 31. - № 4. - С. 419 - 421.

89. Горохов Е.В. и др. О прогнозировании времени жизни антикоррозионных покрытий по стали СтЗ / Горохов Е.В., Высоцкий Ю.Б., Доня А.П., Со-хина С.И., Пересунько Л.Ф. // Защита металлов, 1994. Т. 30. - № 2. - С. 191 -195.

90. Дворянчиков Н.В. Прочностной мониторинг трубопроводных конструкций: Дисс. . канд. техн. наук. Саратов: СГТУ, 1997. - 222 с.

91. Овчинников И.Г. О методологии построения моделей конструкций, взаимодействующих с агрессивными средами // Долговечность материалов и элементов конструкций в агрессивных и высокотемпературных средах. Саратов, 1988.-С. 17-21.

92. Сухарева Jl.A. Долговечность полимерных покрытий. -М.: Химия, 1984. 240 с.

93. Бокшицкий М.Н. К оценке активаторов статистической усталости полимеров // Механика полимеров, 1979. № 4. - С. 654 - 657.

94. Непахов С.А. Изоляционные материалы для защиты трубопроводов от коррозии. М., 1982. - С. 34 - 53.

95. Овчинникова Г.Н. Расчет сложных стержневых конструкций с учетом кинетики развития распределенных и локальных коррозионных повреждений: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Волгоград, 1996. - 18 с.

96. Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. -541 с.

97. Noor Ahmed К. Books and monographs on finite element technology // Finite El. Anal, and Des., 1985.-Vol. 1, № 1. -PP. 101 -111.

98. Богачев А.Ю. CoBepuieHCTBOBàmie сварных узлов полувагона на основе поэтапных конечноэлементных расчетов их нагруженности: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М.:МИИТ, 1995. - 24 с.

99. Беспалько C.B. Разработка и анализ моделей повреждающих воздействий на котлы цистерн для перевозки криогенных продуктов: Автореф. дис. . докт. техн. наук. М.:МИИТ, 2000. - 47 с.

100. Костенко H.A. Прогнозирование надежности транспортных машин. -М.: Машиностроение, 1989. 240 с.

101. Есаулов В.П., Слодковский A.B., Токарев В.В. Определение напряженного состояния вагонных колес с помощью МКЭ // Вопросы совершенствования конструкции и технического содержания вагонов. — Днепропетровск: ДИИТ, 1991.-С. 7-12.

102. Johnson M.R., Yeung K.S., Application of Finite Element Analysis to the Study of Railroad Whell Failure Phenomena // In: Track/Train Dynamics and Design. Advanced Techniques. Pergamon Press, New York, 1978. PP. 375 - 385.

103. Шапошников H.H., Волков A.C., Ожерельев В.А. Расчет кузова восьми-осного полувагона как пространственной конструкции // Тр. ин-та / Моск. инт инж. трансп. 1980. - Вып. 677. - С. 158 - 168.

104. Волков A.C. Исследование напряженно-деформированного состояния кузовов восьмиосных полувагонов // Тр. ин-та / Днепропетровск, ин-т инж. трансп. 1979. - Вып. 205/26. - С. 142 - 147.

105. Беспалько C.B., Чугунов Г.Ф. Действие открытого пламени на котел железнодорожной цистерйы // Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте: Труды второй научно-практической конференции. Книга 1.-М.: МИИТ, 1999.-С. III.9-III.il.

106. Исследования по повышению надежности вагонов для перевозки минеральных удобрений: Отчет о НИР (заключ.) / ВНИИВ; рук. темы B.C. Кухто. 88.89.1.143/1; № ГР 01880015128; Инв. № 02890052292. - Кременчуг, 1989. -139 с.

107. Расчет прочности кузова вагона для минеральных удобрений модели 19923 от действия основных эксплуатационных нагрузок: Отчет о НИР (про-межуточ.) / ВНИИВ; рук. темы A.A. Битюцкий. Кременчуг, 1987. - 24 с.

108. Битюцкий A.A. Разработка комплексного метода проектирования, расчета и испытания грузовых вагонов: Дис. . докт. техн. наук. С-Пб., 1995. -347 с.

109. Кобищанов В.В. Выбор параметров конструкций кузовов вагонов с тонкой несущей обшивкой: Автореф. дис. . докт. техн. наук. М.:МИИТ, 1999. -57 с.

110. Кобищанов В.В., Холохонова Е.А. Расчет кузовов вагонов по частям на основе метода конечных элементов // Транспортное машиностроение. — М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1991. Вып. 2. - С. 3-6.

111. Бороненко Ю.П. Прогнозирование нагруженности и прочности вагонов с гибкими конструктивными элементами изменяемой формы: Автореф. дис . докт. техн. наук. Д., 1986. - 42 с.

112. Киселев С.Н., Киселев A.C., Куркин A.C. и др. Современные аспекты 'компьютерного моделирования тепловых, деформационных * процессов и структурообразования при сварке и сопутствующих технологиях // Сварочное производство, 1998. -№ 10. С. 16-24.

113. Radaj D. Heat Effects of Welding. Temperature Field, Residual Stress, Distortion. Springer-Verlag, Berlin, 1992. 348 p.

114. Зайнетдинов Р.И. Развитие методов оценки работоспособности несущих конструкций подвижного состава с использованием закономерностей самоорганизации и самоподобия: Дис . докт. техн. наук. М.:МИИТ, 2000. -435 с.

115. Distributed and Discrete Nonlinear Deformations on Multibody Dynamics / J. Ambrosio, M. Pereira, J. Dias. Nonlinear Dynamics, 1996. № 4. - PP. 359 - 379.

116. Аксенов Ю.Н., Смирнов В.Ю., Летунов Б.П. Алгоритм расчета долговечности транспортных конструкций на основе конечно-элементного анализа // Проблемы механики ж.д. транспорта: Тезисы докл. Всесоюзн. конф. -Днепропетровск: ДИИТ, 1988. С. 86.

117. Аксенов Ю.Н. Экспериментальное исследование характера нагружений сварных швов соединительной балки вагонных тележек при эксплуатации // Сварочное производство, 1995. -№12.-С. 11 — 14

118. Аксенов Ю.Н. Методика трибосопряжения пятник-подпятник грузовых вагонов с учетом сил контактного взаимодействия при воздействии продольных динамических сил / Моск. гос. ун-т путей сообщ. (МИИТ) М., 1999. -37 с. - Деп. В ЦНИИТЭИ МПС , № 6239жд.99.

119. Аксенов Ю.Н. Методика трибосопряжения пятник-подпятник грузовых вагонов с учетом сил контактного взаимодействия при воздействии вертикальных нагрузок / Моск. гос. ун-т путей сообщ. (МИИТ)- М., 1999. 31 с. -Деп. В ЦНИИТЭИ МПС , № 6240жд.99.

120. Карабин Б.Н., Кузьменко А.Г., Овсий В.И. «Принцип микроскопа» в решении контактных задач с помощью МКЭ // Вопросы исследования надежности и динамики элементов транспортных машин и подвижного состава. -Тула: ТЕМ, 1978.-С. 101-106.

121. Крахмалева Г.Г. Исследование напряженного состояния кузова рефрижераторного вагона типа трехслойной оболочки в верхней части дверного выреза: Автореф. дисс . канд. техн. наук. Брянск: БИТМ, 1982. - 22 с.

122. Савчук О.М., Пастернак H.A. О прочностной оптимизации деталей ходовых частей подвижного состава // Проблемы динамики и прочности железнодорожного подвижного состава. Днепропетровск: ДИИТ, 1983. — С. 31 -39.

123. Кожевникова Л.Л. Особенности реализации метода конечных элементов при наличии особых точек и зон концентрации // Вопросы механики полимеров и систем. Свердловск, 1978. - С. 3 - 11.

124. Блохин Е.П., Юрченко A.B., Янгулов Н.П. Метод оценки динамических напряжений в конструкции вагона, возникающих при ударах через автосцепку II Труды ин-та / Днепропетровск, ин-т инж. трансп., 1980. Вып. 210/27. -С. 3-13.

125. Williams W.S. Evaluating and Utilizing Computer Service Firms for Railroad Engineering Applications. In: Track/Train Dynamics and Design. Advanced Techniques. Pergamon Press, New York, 1978. PP. 31 - 45.

126. Chen K.C. Finite Element Analysis and Test Correlation of a Box Car Body Bolster. In: Track/Train Dynamics and Design. Advanced Techniques. Pergamon Press, New York, 1978, pp. 423 445.

127. Лапшин В.Ф. Многослойные конструкции кузовов вагонов // Ж.-д. транспорт. Сер. Вагоны и вагонное хозяйство. Ремонт вагонов. -ОИ/ЦНИИТЭИ МПС, 2001. Вып. 2. - С. 1 - 18.

128. Штамм К., Витте Г. Многослойные конструкции / Пер. с нем. Т.Н. Орешкиной; Под ред. С.С. Кармилова. М.: Стройиздат, 1983. - 300 с.

129. Рефрижераторный вагон с кузовом из панелей типа «сэндвич»: Сб. на-учн. трудов/ Под ред. В.И. Гамирова. М.: Транспорт, 1988. - 111 с.

130. Беренштейн М.Г., Сапожников С.А. Создание и совершенствование реф* • t уижераторного подвижного состава. Обзорная информация. - М.: ЦНИИТяжмаш, 1984: - Вып. 10. - С. 16 - 25.

131. Беренштейн М.Г., Глинкина Р.Н., Киреева Л.С. Перспективная конструкция рефрижераторного вагона // Железнодорожный транспорт, 1978. -№ 3. С. 8.

132. Махан В.В., Вангниц Е.В. Огнезадерживающие перегородки для пассажирских вагонов / В кн.: Полимерные материалы в железнодорожной технике: Сб. науч. тр. М.: Транспорт, 1984. - С. 27 - 31.

133. Применение полимерных материалов в рефрижераторных вагонах : Сб. научн. трудов. // Труды ВНИИЖТ, Вып. 606 / Под ред. В.И. Гамирова. М.: Транспорт, 1979. - 115 с.

134. Наумов В.И. Исследование напряженного состояния некоторых конструкций из биматериалов // В сб.: Применение полимеров в подвижном составе железных дорог: Труды ВНИИЖТ. М.: Всесоюз. издат.-полиграф, объединен. МПС, 1963. - Вып. 267. - С. 124 - 142.

135. Григолюк Э.И., Коган А.Ф. Современное состояние теории многослойных оболочек // Прикладная механика, 1972. Том VIII. - Вып. 6 - С. 3 - 17.

136. Noor А.К., Burton W.S., Berth Ch.W. Computational models for sandwich panels and shells / Applied Mechanics Reviews, 1996. V. 49. - № 3. - PP. 155 — 159

137. Турсунов К.А. Теория многослойных пологих оболочек и пластин: Ав-тореф. дис. докт. техн. наук. М., 1994. - 35 с.

138. Боженов А.Ш. Теория многослойных неоднородных ортотропных пологих оболочек и пластин: Автореф. дис. . докт. техн. наук. Новосибирск, 1990. - '40 с. - V

139. Сембин P.E. Изгиб многослойных пластин с учетом поперечного сдвига и обжатия: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Новосибирск, 1989. - 21 с.

140. Пискунов В.Г., Марченко Н.Г., Вржещ Н.В. Влияние сдвига на напряженно-деформированное состояние слоистой пологой оболочки // Изв. вузов. Сер. Строительство и архитектура, 1988. № 1. - С. 29 - 32.

141. Присяжнюк В.К., Пискунов В.Г. Учет поперечного обжатия в задачах изгиба многослойных ортотропных пластин // Прикладная механика, 1986. -Т. 22.-№ 7.-С. 66-72.

142. Ольшанская Г.Н. Математическое и компьютерное моделирование статического и динамического деформирования многослойных осесимметрич-ных оболочечных конструкций Дисс. . докт. техн. наук. - М.: СТАНКИН, 1995.-353 с.

143. Голованов А.И. Расчет однородных и многослойных оболочек произвольной геометрии методом конечных элементов. Дисс. . докт. физ.-мат. наук. - Казань, 1992. - 328 с.

144. Соловьев С.С. Конечно-элементный расчет статики оболочечных конструкций летательных аппаратов с учетом многослойной анизотропной структуры и пластических деформаций. Дисс. . канд. техн. наук. - Казань, 1991. -198 с.

145. Spilker R.L., Chou S.С., Orringer О. Alternate hybridsterss elements for analysis of multilayer composite plates / Y. Compos.Mater., 1977. — № 11.

146. Бартелдс Г., Оттенс X. Расчет слоистых панелей на основе метода конечных элементов // Расчет упругих конструкций с использованием ЭВМ. Том 1. JI: Судостроение. - 1974.

147. Аргирос Дж., Шарпф Д. Теория расчета пластин и оболочек с учетом деформаций поперечного сдвига на основе метода конечных элементов // Расчет упругих конструкций с использованием ЭВМ. Том 1. — Л: Судостроение, 1974.

148. Рассказов А.О. Расчет многослойной ортотропной пологой оболочки методом конечных элементов // Прикладная механика, 1978. Том 14. — № 8. -С. 51-57.

149. Пискунов В.Г., Сипетов B.C. Применение метода конечных элементов к расчету неоднородных плит с различными условиями на контуре // Изв. вузов. Сер. Строительство и архитектура, 1978. № 1. - С. 55 - 59.

150. Пискунов В.Г. Построение дискретно-континуальной схемы расчета неоднородных плит на основе метода конечных элементов // Сопротивление материалов и теория сооружений, 1978. — Вып. 33. С. 78 - 81.

151. Хечумов P.A., Кепплер X., Прокопьев В.И. Применение метода конечных элементов к расчету конструкций. — М.: Изд-во Ассоциации строит, вузов, 1994.-353 с.

152. Соловьев С.С. Конечноэлементная модель многослойной оболочки с анизотропными слоями переменной толщины // Изв. вузов. Авиационная техника, 1989. № 4. - С. 71-75.

153. Ahmad S., Irons В.Н., Zienkiewicz O.C. Analysis of thick and thin shell structures by curver elements. // International Journal for Numerical Methods in Engineering. 1970. - V. 2. - № 3. - PP. 419 - 451.

154. Вахитов М.Б., Сафариев M.C., Соловьев С.С. Построение и тестирование изопараметрического четырехугольного конечного элемента для расчета непологих оболочек средней и малой толщины // Изв. вузов. Авиационная техника, 1989. -№ 1.-С. 17-21.

155. Александров А.В., Лащенников Б .Я., Шапошников Н.Н. Строительная механика. Тонкостенные пространственные системы: Учебник для вузов / Под ред. А.Ф. Смирнова. М.: Стройиздат, 1983. - 488 с.

156. Бачурин Н.С. Конечный элемент трехслойных конструкций вагонов // В сб.: Фундаментальные и прикладные исследования транспорту. - Екатеринбург: УрГАПС, 1995. - С. 38 - 48.

157. Никольский Е.Н. РаЪчет кузовов вагонов по методу конечных элементов на основе применения нерегулярных расчетных схем, составленных из разнородных элементов // В сб. Вопросы строительной механики кузовов вагонов. Тула: Изд-во ТЛИ, 1977. - С. 4 - 18.

158. Никольский Е.Н. Особенности расчета кузова с несущей конструкцией в виде трехслойной оболочки. Учебник "Вагоны" / Под ред. Л.А. Шадура. — М.: Транспорт, 1973. С. 249 - 254.

159. Бобров М.В. Методика уточненного расчета напряженно-деформированного состояния трехслойной несущей системы рамы грузовогорефрижераторного вагона: Автореф. . дисс. канд. техн. наук. Брянск, 1990.- 24 с.

160. Быков А.И., Фролова Т.А. Методика оценки НДС котла цистерны из стеклопластика / Моск. гос. ун-т путей сообщен. (МИИТ) М.: 1998. - 54 с. -Деп. В ЦНИИТЭИ МПС № 6208-жд98.

161. Быков А.И., Фролова Т.А. Оценка НДС несущих элементов крыши ве-соповерочного вагона на базе полувагона модели 12-295 / Моск. гос. ун-т путей сообщен. (МИИТ) М.: 1998. - 12 с. - Деп. В ЦНИИТЭИ МПС № 6210-жд98.

162. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: Справочник / В.И. Мяченков, В.П. Мальцев, В.П. Майборода и др.; Под общ. Ред. В.И. Мяченкова. М.: Машиностроение, 1989. - 520 с.

163. Мяченков В.И., Мальцев В.П. Методы и алгоритмы расчета пространственных конструкций на ЭВМ ЕС. М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

164. Конюхов А.Д., Носков Ю.А., Северинова Э.П. Сравнительная оценка коррозионного влияния профилактических веществ на подвижной состав // Вестник ВНИИЖТ\ 1989. -№ 6. С. 36 -38.

165. Конюхов А.Д. Предупреждение коррозионных повреждений вагонов // Железнодорожный транспорт, 1979. -№ 4.-С.58-61.

166. Методы защиты от коррозии подвижного состава и металлоконструкций железнодорожного транспорта / Под. ред. А.Н. Буше, А.Д. Конюхова — М: Транспорт, 1988. -136 с.

167. Коррозия. Справочник / Под. ред. J1.J1. Шрайера. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1981. - 632 с:

168. Коррозионные свойства низколегированных строительных сталей марок 09Г2 / Отчет по лабораторным коррозионным испытаниям. Екатеринбург: УрГАПС, 1999.-17 с.

169. Залкинд Ц.И., Колотыркин Я.М. Непрерывный контроль коррозии работающего оборудования // Коррозия и методы защиты от коррозии. Итоги науки и техники. М. : ВИНИТИ, 1981.- Том 8. - 218 с.

170. ГОСТ 9.907-83. Металлы, сплавы, покрытия металлические. Методы удаления продуктов коррозии после коррозионных испытаний. М.: Издательство стандартов. — 36 с.

171. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Изд. 3-е перераб. и доп. В двух частях. Часть вторая. Механические испытания. Конструкционная прочность. М.: Машиностроение, 1974. - 386 с.

172. Хрущов М.М., Беркович Е.С. Приборы ПМТ-2 и ПМТ-3 для испытания на микротвердость. М.: Изд-во АН СССР, 1950. - 63 с.

173. Справочник химика. Т.З. M.-JL: Химия, 1964. - 1005 с.

174. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. М.: Металлургия^ 1976.-472 с.

175. Справочник химика. M.-JI.: Химия, 1966. - Том 5. - 972 с.

176. Справочник химика. — M.-JT.: Химия, 1963. Том 2. - 890 с.

177. Марочник сталей и сплавов / Справочник под общ. ред. В.Г. Сорокина. -М.: Машиностроение, 1989. 640 с.

178. Скорчеллетти В.В. Теоретические основы коррозии металлов. JL: Химия, 1973. - 264 с. ' ' ! ,

179. Металловедение и термическая обработка стали / Справочное изд. В 3-х томах. Методы испытаний и исследования. Под ред. M.J1. Бернштейна, А.Г. Рахштадта. М.: Металургия, 1983. - Том 1. - 352 с.

180. Ули Г.Г., Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику / Под ред. М.А. Сухотина. Пер. с анг. JL: Химия, 1985. -456 с.

181. Овчинников И.Г., Сабитов Х.А. К определению напряженно деформированного состояния и долговечности цилиндрических оболочек с учетом коррозионного износа // Строительная механика и расчет сооружений, 1986. -№ 1. - С. 13-17.

182. Ржаницын А.Р. Теория длительной прочности при произвольном одноосном и двухосном загружении // Строительная механика и расчет сооружений, 1975. № 4. - С. 25 - 29.

183. Овчинников И.Г. Учет коррозионного разрушения при оценке длительной прочности пластинок и оболочек / Саратов, политех, ин-т. Саратов, 1983. - Деп. в ВИНИТИ 25.04.83, № 2186-83.

184. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. -М.: Высшая школа, 1961. 536 с.

185. Карякина М.И. Физико-механические основы процессов формирования и старения покрытий. М.: Химия, 1980. - 198 с.

186. Гордон J1.A. К расчету пластин и оболочек методом конечных элементов // Известия ВНИИгидротехники. 1972. - Том 99. - С. 168 - 178.

187. Голованов А.И., Корнишин М.С. Введение в метод конечных элементов статики тонких оболочек. Казань, 1989. - 270 с.

188. Розин J1.A., Гордон JT.A. Метод конечных элементов в теории пластин и оболочек // Известия ВНИИгидротехники. 1971. - Том 95. - С. 85 - 97.

189. Оекулович M. Метод конечных элементов / Пер. с серб. Ю.Н. Зуева; Под ред. В.Ш. Барбакадзе. М.: Стройиздат, 1993. - 664 с.

190. Сахаров A.C., Кислоокий В.Н., Киричевский В.В. и др. Метод конечных элементов в механике твердых тел. Киев: Вища школа, 1982. - 480 с.

191. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. М.: Недра, 1987.-221 с.

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

193. Голованов А.И., Песошин A.B. Новый вариант построения трехмерного конечного элемента для анализа произвольных оболочек // Исследования по теории пластин и оболочек. Казань: КГУ, 1990. - Вып. 22. - С. 79 - 90.

194. Лехницкий С-.Г. Теория упругости анизотропного тела. М.: Наука, 1977.-415 с.

195. Алфутов H.A., Зиновьев П.А., Попов Б.Г. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1984. -264 с.

196. Огибалов П.М., Суворова Ю.В. Механика армированных пластиков. -М.: Изд-во МГУ, 1965.-392 с.

197. Haas'D.J., Lee S.W. A nine-nade assumecf-strain finite element for compbsite plates and shells // Computers and Structures. 1987. - V. 26. - # 3. - PP. 445 -452.

198. Bathe K.J ., Finite Element Procedures in Engineering Analysis, Prentice-Hall, Englewood Cliffs (1982).

199. Программа ANSYS (Краткий курс) / Пер. с англ. Б. Г. Рубцова и др. -Снежинск-Москва: РФЯЦ ВНИИТФ - Russian Office CADFEM Gmbh (Москва), 1996.-64c.

200. Карапетян О.О., Гнюбкин В.П., Дронов Ю.В. Контроль качества конструкций с заполнителем из пенопласта. Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-ние, 1985-200 с.

201. Ультразвуковой толщиномер УТ 9215 / Техническое описание и руководство по эксплуатации 43.4987.001.01.000 ТО. - Екатеринбург, 1999. - 26 с.

202. Рассказов А.О., Соколовская И.И. Экспериментальное исследование статики и динамики многослойных пластин // Прикладная механика, 1981. -Том 17. -№ 12.-С. 65-70.

203. Пискунов В.Г., Карпиловский B.C., Сипетов B.C., Марченко М.Г. Реализация конечных элементов многослойных конструкций на ЕС ЭВМ // Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура, 1982. — № 5. — С. 29-33.

204. Рассказов А.О. К теории многослойных ортотропных пологих оболочек // Прикладная механика, 1976. Том 12. - № 11. - С. 50 - 56.

205. Вольберг Ю.Л., Шабанин В.В. Влияние напряженно-деформированного состояния на коррозию алюминиевых сплавов для строительных конструк-, ций // Защита металлов, 1970. Том 15. - № 2. - С. 67 - 73.

206. Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм / Альбом справочник. -М.: 002И-97 ПКБ-ЦВ, 1998. С. 283.

207. Цистерны. (Устройство, эксплуатация, ремонт): Справочное пособие / В.К. Губенко, А.П. Никодимов, Г.К. Жилин и др. М.: Транспорт, 1990. — 151 с.

208. Сыровец М.Г., Трофимова Н.С., Герасименко Г.И. Продлять срок службы цистерн // Железнодорожный транспорт, 1988. № 7. - С. 31 - 33.

209. Ахлюстин М.Ю., Лапшин В.Ф., Буткин М.Г. Техническое состояние цистерн для перевозки кислотного меланжа // Безопасность движения поездов: Труды научно-практической конференции. М.: МИИТ, 1999. - С. IV-2 -IV-3.

210. Программа-методика обследования технического состояния вагонов-цистерн, используемых для перевозки агрессивных грузов, на коррозионные повреждения (16КО. 635. 02 ПМ). Екатеринбург: УрГАПС, 1999. - 13 с.

211. Четыркин Е.М., Калихман И.Л. Вероятность и статистика. М.: Финансы и статистика, 1982. - 320 с.

212. Бугаев В.П. Совершенствование организации ремонта вагонов (системный подход). -М.: Транспорт, 1982. 152 с.

213. Абашев Ф.Х. Статистическое оценивание и прогнозирование надежности грузовых вагонов и их составных частей по цензурированным выборкам (на примере полувагонов): Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Омск: ОмИ-ИТ, 1990.-24 с.

214. Додж М., Кината К., Стинсон К. Эффективная работа с Microsoft Excel 97. СПб.: Питер, 1998. - 1072 с.

215. Киселев С.Н., Киселев А.С., Смирнов В.В. и др. Анализ напряженно-деформированного состояния в круговых швах рам тележек вагонов метро // Сварочное производство, 1993. — № 4. С. 19 — 20.

216. Круглов B.B. Оценка прочности и надежности сварных узлов шпангоутов восьмиосных цистерн: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. М: МИИТ, 1990.-24 с.

217. Катаев В.П., Махутов H.A., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. — М.: Машиностроение, 1985. -224 с.

218. Никольский E.H. Анализ сходимости алгоритма Кожевниковой JI.JI. при расчете сложных конструкций кузовов вагонов по МКЭ // Вопросы строительной механики кузовов. Брянск: БИТМ, 1983. - С. 3 — 10.

219. Окопный Ю.А., Радин В.П., Чирков В.П. Механика материалов и конструкций: Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 2001. - 408 с.

220. ГОСТ 10885-85. Сталь листовая горячекатанная двухслойная коррозио-нно стойкая. Технические условия. - М: Издательство стандартов, 1985. -14 с.

221. Зайнуллин P.C. К методике коррозионных испытаний металла при двухосном напряженном состоянии / Ред. журнала ФХММ. Львов, 1983. — 10 с. Деп. в ВИНИТИ 02.02.83, № 695.

222. Хусидов В.Д. Исследование динамики ходовых частей и упругих вибраций методами цифрового моделирования: Автореф. дисс. . докт. техн. наук. М.:МИИТ, 1980.-40 с.

223. Соколов М.М., Хусидов В.Д., Минкин Ю.Г. Динамическая нагружен-ность вагона. -М.: Транспорт, 1981. 206 с.

224. Хусидов В.Д., Дубровин Б.С., Лапшин В.Ф. Нагруженность рамы платформы при воздействии виброрыхлителя // Вестник ВНИИЖТ, 1989. № 8. -С. 9-10.

225. Вагон-цистерна для улучшенной серной кислоты модели 15-1548. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 1548.00.000 ТО. Жданов: ЖЗТМ, 1975.-25 с.

226. Савин Г.Н. Распределение напряжений около отверстий. Киев: Науко-ва думка, 1968.-887 с.

227. Савин Г.Н. Концентрация напряжений около отверстий. М.-Л.: ГИТТЛ, 1951.-496 с.

228. Александров А .Я., Ахметзянов М.Х., Ракин A.C. Исследование упруго-пластического деформирования оболочек с вырезами и усилениями методом фотоупругих покрытий // Прикладная механика, 1966. № 2. - С. 34 - 41.

229. Лазарев А. Антидемпинговые процессы могут существенно повлиять на Российский рынок минеральных удобрений // Партнер. Российские железные дороги.-1999.-№ 10 (14).-С. 6-11.

230. Конюхов А.Д. Коррозия и надежность железнодорожной техники // Железнодорожный транспорт, 1997. № 1. - С. 42 - 47.

231. Горбенко А.П., Нечволод С.И., Литвинчук Л.В. Повышать работоспособность вагонов для перевозки минеральных удобрений // Железнодорожный транспорт, 1992. № 3. - С. 49 - 53.

232. Бачурин Н.С., Лапшин В.Ф. К вопросу о коррозии вагонов для перевозки минеральных удобрений // Железнодорожный транспорт сегодня и завтра:

233. Материалы юбилейной научно-технической конференции. Часть 2. Екатеринбург, 1999. - С. 21 - 38.

234. Смольянинов A.B., Бачурин Н.С., Лапшин В.Ф., Буткин М.Г. Коррозия элементов вагонов при перевозке минеральных удобрений // Ж.-д. Трансп. Сер. Вагоны и вагонное хозяйство. Ремонт вагонов. ОИ / ЦНИИТЭИ МПС, 1999.-Вып. 1.-С. 1 -29.

235. Технические требования на проектирование и создание нового поколения вагона-хоппера для перевозки минеральных удобрений / Утв. 05.06.99 -М.: МПС РФ, 1999.-6 с.

236. Исходные требования на разработку и освоение серийного производства минераловозов для калийных предприятий — С-Пб.-Березники-Соликамск: СПЭКС, 1998. 12 с.

237. Результаты эксплуатационных испытаний вагонов для перевозки минеральных удобрений: Отчет о НИР / УрГУПС; рук. темы A.B. Смольянинов. -В-136/1. Екатеринбург, 2000. - 151 с.

238. Акт комиссионного осмотра вагонов для перевозки минеральных удобрений опытного поезда «УрГАПС-Мониторвагонтрайс» (5.07.99-16.07.99). -Екатеринбург: УрГУПС, 1999. 67 стр.

239. Обследование технического состояния грузовых вагонов, используемых для перевозки минеральных удобрений, на коррозионные повреждения: Отчет о НИР / УрГАПС; рук. темы A.B. Смольянинов В-129/1. - Екатеринбург, 1998.- 127 с.

240. Программа-методика обследования технического состояния грузовых вагонов, используемых для перевозки минеральных удобрений, на коррозионные повреждения (16К0.661.01.ПМ). Екатеринбург: УрГАПС, 1998. -16 с.

241. Вагон для минеральных удобрений модель 11-740 / Инструкция по эксплуатации. 740.00.000-0 ИЭ. Стаханов, 1984.-41 с.

242. Вагон для минеральных удобрений модель 19-923 / Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 923.00.000-0т0. Стаханов, 1985. - 41 с.

243. Надежность машиностроительной продукции. Практическое руководство по нормированию и обеспечению. М.: Изд-во стандартов, 1990. -328 с.

244. Отс A.A., Лайд Я.П., Суйк Х.Х. Определение характеристик высокотемпературной коррозии сталей на основе полупромышленных испытаний // Тр. Таллинского политех, ин-та., 1980. Вып. 446. - С. 95 - 106.

245. Ультразвуковой толщиномер УТ 9215 / Техническое описание и руководство по эксплуатации 43.4987.001.01.000 ТО. - Екатеринбург, 1999. - 26 с.

246. ГОСТ 25863-83. Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые контактные. Общие технические требования. М.: Издательство стандартов, 1983. , V

247. Гмырин С.Я. О зависимости параметров выявляемого неровного слоя на поверхности ввода изделия от размеров рабочей поверхности ПЭП // Дефектоскопия, 1998. № 3. - С. 67 - 77.

248. Отс A.A. Коррозия и износ поверхностей нагрева котлов. — М.: Энергоатомиздат, 1987. 272 с.

249. Технологическая инструкция по контролю степени коррозионных и из-носовых повреждений основных элементов кузовов и рам вагонов для перевозки минеральных удобрений / Утв. 20.12.95. М: ПКБ ЦВ МПС, 1995. -16 с.

250. Шаринов И.Л., Бойчевский О.Г. Определение сыпучего груза на торцевые стены вагонов при соударениях // Вестник ВНИИЖТ, 1981. № 7. - С. 37 -39.

251. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический / Под ред. А.А. Уманского. Изд-е второе. Книга 2. М.: Изд-во лит-ры по строительству, 1973. - 516 с.

252. Исследование долговечности вагона модели 19-923 при продольном динамическом нагружении: Отчет о НИР (заключительный) / ВНИИВ; рук. темы Стеринзат ЯМ. 89.89.1.201; № ГР 01890020051; Инв № 02900008382. -Кременчуг, 1989. - 113 с.

253. Овчинников И.Г., Дворянчиков Н.В. Экспертная диагностика магистральных трубопроводов. М.: Изд-во Газ-ойл пресс сервис, 1996. - 78 с.

254. Тимашев С.А. Задачи мониторинга машин // Эксплуатационная надежность машин, роботов и модулей гибких производственных систем: Тезисы докл. науч.-техн. конференции. Свердловск: УФ ИМАШ, 1987. - С. 9 - 14.

255. Овчинников И.Г. Прочностной мониторинг инженерных конструкций // Архитектура и строительство Беларуси, 1994. — № 5-6. — С. 11-13.

256. Степанов И.А. Мониторинг остаточного ресурса оборудования АЭС по показателям коррозионно-механической прочности конструкционных материалов // Защита металлов. 1993. - Том 29. - № 6. - С. 531 - 537.

257. Поливанов В.И. и др. Мониторинг длительной прочности котельных труб оборудования // Тепловые электростанции, 2001. № 1. - С. 5.

258. А.И. Буравлев, Б.И. Доценко, И.Е. Казаков. Управление техническим состоянием динамических систем. М.: Машиностроение, 1995. — 240 с.

259. Г. Джексон. Проектирование реляционных баз данных для использования с микроЭВМ: Пер. с англ. М.: Мир, 1991. - 252 с.

260. Имитационное моделирование в оперативном управлении производством / Саломатин H.A., Беляев В.Г. и др. М.: Машиностроение, 1984. - 28 с.

261. Гришин В.А., Камаев В.А. Математическое моделирование изделий и технологий: Учебное пособие. Волгоград: Изд-во ВолгПИ, 1986. - 192 с.

262. Каневская Е.А. Современное состояние методов ускоренных лабораторных испытаний атмосферостойких полимерных покрытий // Лакокрасочные материалы и их применение, 1971. № 1. - С. 77 - 82.

263. Маркина В.С., Курбатова О.Г., Карякина М.И. и др. Исследование долговечности пентафталевых покрытий // Лакокрасочные материалы и их применение, 1971. -№ 1.-С. 43-45.

264. Коноровский В.Н., Черняк А.И., Оржаховский М.Л. Ускоренный метод определения эксплуатационного срока службы лакокрасочных покрытий в газообразных агрессивных средах // Лакокрасочные материалы и их применение, 1969. № 2. - С. 55 - 57.

265. ГОСТ 6992 68. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Метод испытаний на стойкость в атмосферных условиях. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 28 с.

266. Якубович С.В. Испытания лакокрасочных материалов и покрытий. — М.: Госхимиздат, 1952. 248 с.

267. Программа методика эксплуатационных испытаний вагонов - минераловозов с антикоррозионными защитными покрытиями (ПМ 030-011243282001). - М.-Екатеринбург: ВНИИЖТ-УрГУПС, 2001. - 16 с.

268. Санжаровский А.Т. Физико-механические свойства полимерных и лакокрасочных покрытий. -М.: Химия, 1978. 183 с. '

269. Типовой технологический процесс противокоррозионной защиты вагонов-минераловозов/ТП-ЦВТР-5/29-2001, утв. 01.12.2001. -М., 2001.- 109 с.

270. Типовой технологический процесс противокоррозионной защиты вагонов-зерновозов/ТП-ЦВТР-5/30-2001, утв. 01.12.2001.-М., 2001. 101 с.

271. Березин В.А., Верхоланцев В.В., Карякина М.И. Синтетические лакокрасочные материалы. М.: НИИХИМ, 1976. - С. 81 - 86.

272. Добров Г.М., Ершов Ю.В., Левин И.И. и др. Экспертные оценки в научно-техническом прогнозировании. Киев: Наукова думка, 1974. - 159 с.

273. Райхман Э.П., Азгальдов Г.Г. Экспертные методы в оценке качества товаров. -М.: Экономика, 1974. 151 с.

274. Статистические методы анализа экспертных оценок. М.: Наука, 1977. -383 с.

275. Статистические измерения качественных характеристик. М.: Статистика, 1972. - 172 с.

276. Кендэл М. Ранговые корреляции. М.: Статистика, 1971. - 214 с.

277. Ямпольский С.М., Марков Е.В., Грановский Ю.В. Прогнозирование научно-технического прогресса. М., 1974. - 207 с.

278. Лапшин В.Ф., Зыков Ю.В., Сендеров Г.К., Поздина Е.А. Продление срока службы вагонов как экономическая задача // Ж.-д. транспорт. Сер. Вагоны и вагонное хозяйство. Ремонт вагонов. ОИ/ЦНИИТЭИ МПС, 2002. - Вып. 1-2.-С. 6-16.

279. По вопросу продления сроков службы грузовых вагонов / Указание МПС РФ и Госгортехнадзора России № Г-764у от 27 августа 1996'г.

280. Сроки проведения деповского и капитального видов ремонта грузовых вагонов, курсирующих по путям общего пользования / Приказ МПС России №7/ЦЗ от 18.12.95 г.

281. ОСТ 32 43-95. Железнодорожная техника. Определение экономической эффективности противокоррозионной защиты. М.:МПС РФ, 1995. - 28 с.

282. Методические рекомендации по обоснованию эффективности инноваций на железнодорожном транспорте. М.: МПС РФ, 1999. - 230 с.

283. Методика расчета убытков от повреждения грузовых вагонов железных дорог Российской Федерации / Утв. МПС РФ 25.09.2000. М.: ВНИИЖТ, 2000. - 28 с.

284. Анализ финансово-экономических показателей работы вагонного хозяйства // Ж.-д. трансп. Сер. Вагоны и вагонное хозяйство. Ремонт вагонов. ОИ / ЦНИИТЭИ МПС, 1997. - Вып. 2. - С. 1 - 24.