автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Совершенствование конструкции кузова специализированного полувагона

На правах рукописи

хилой

Иван Апдреевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ КУЗОВА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ПОЛУВАГОНА

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

6 ДЕК 2012

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2012

005056254

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения» на кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор БИТЮЦКИЙ Александр Анатольевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, исполняющий обязанности заместителя генерального директора ОАО «ВНИИЖТ» СОКОЛОВ Алексей Михайлович

кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Подвижной состав железных дорог» ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет» АНТИПИН Дмитрий Яковлевич

Ведущая организация: ЗАО Научная Организация «Тверской институт вагоностроения»

Защита состоится «26» ноября 2012 г. в 15 30 часов на заседании диссертационного совета Д 218.008.05 на базе ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения» по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9, ауд. 5-407.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петербургского государственного университета путей сообщения и на сайте Минобрнауки www.vak.ed.gov.ru.

Автореферат разослан «26» октября 2012 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью организации, просим направлять в адрес ученого совета университета.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор ^

Кручек Виктор Александрович

Общая характеристика работы

Актуальность работы.

Важную роль в развитии экономики Российской Федерации играет эффективная работа железнодорожного транспорта. Значительный объем и номенклатура перевозимых грузов приходится на полувагоны, которые на сегодняшний день являются самым массовым видом подвижного состава. В последние годы, в связи с ростом экономики страны и стабильным увеличением объемов перевозки грузов топливно-энергетической промышленности, все большее распространение получают специализированные полувагоны с глухим кузовом, предназначенные для разгрузки на вагоноопрокидывателе. Использование таких полувагонов приводит к повышению эффективности перевозочного процесса, обеспечению надежной сохранности грузов, максимальной механизации погрузо-разгрузочных операций и сокращению эксплуатационных расходов за счет упрощения конструкции.

На протяжении последних десятилетий специализированные полувагоны подвергались многочисленным модернизациям. Однако накопленный опыт эксплуатации показывает, что устаревшие конструкции их кузовов не в полной мере соответствуют современным требованиям эффективности перевозочного процесса, а также надежности при действии эксплуатационных нагрузок, в том числе при погрузке/разгрузке.

Таким образом, исследования направленные на совершенствование специализированных полувагонов являются актуальными и вытекают из первоочередных задач, стоящих перед железнодорожным транспортом страны.

Целью работы является разработка комплекса методик уточненного исследования прочностных характеристик и параметров, направленных на совершенствование конструкции кузова специализированного полувагона.

В диссертационной работе для достижения сформулированной цели были поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Выполнены обзор существующих конструкций полувагонов, анализ структуры и состояния парка, оценка повреждений полувагонов.

2. Разработана обобщенная конструктивная схема специализированного полувагона.

3. Сформирована уточненная методика и алгоритм выбора технико-экономических параметров специализированного полувагона.

4. Предложены алгоритмы и методики выбора параметров элементов конструкции специализированного полувагона.

5. Уточнены методики расчета прочности полувагона.

6. Разработаны уточненные расчетные модели кузова специализированного полувагона и его узлов.

7. Выполнена апробация разработанных расчетных параметризованных моделей, методик и алгоритмов.

8. Проведены экспериментальные исследования для верификации расчетных моделей, методик и алгоритмов и выполнена проверка эффективности разработанных конструкторских мероприятий.

9. Сделана оценка экономического эффекта от применения разработанных методик и алгоритмов совершенствования конструкции специализированного полувагона, а также внедрения результатов работы.

Решение поставленных задач проводилось путем комбинирования аналитических методов, численного моделирования и проведения натурных экспериментов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Сформированы алгоритмы и методики выбора параметров боковой стены и узла соединения верхних обвязок кузова специализированного полувагона, отличающиеся возможностью производить совершенствование конструкции с учетом особенностей соединения и технологии изготовления стальных и алюминиевых деталей.

2. Предложена зависимость распределения воздействия сыпучего груза на торцевую стену полувагона по высоте при соударении вагонов, и экспериментально определены нагрузки, возникающие при разгрузке на вагоноопрокидывателе, позволяющие уточнить результаты расчета прочностных характеристик.

3. Разработаны уточненные расчетные модели кузова, боковой стены и узла соединения верхних обвязок специализированного полувагона, отличающиеся возможностью производить исследование напряженно-деформированного состояния с учетом характерных особенностей их конструкции и контактного взаимодействия несущих элементов.

4. Теоретически и экспериментально обосновано применение шарнирного соединения верхних обвязок боковой и торцевой стен в конструкции кузова специализированного полувагона.

Практическая значимость и реализация работы:

1. Разработанная методика совершенствования конструкции специализированного полувагона позволяет осуществлять выбор рациональных технико-экономических параметров, в комплексе с геометрическими параметрами элементов кузова, и сократить сроки проектирования.

2. Сформированные параметризованные расчетные модели боковой стены и узла соединения верхних обвязок полувагона, учитывающие конструктивные, функциональные и технологические взаимосвязи их элементов, позволяют повысить общее качество проектирования при решении задачи выбора их рациональных параметров.

3. Предложенные методики расчета полувагона, при действии инерционной нагрузки сыпучего груза и при разгрузке на вагоноопрокидывателе, позволяют повысить достоверность расчета прочности полувагона.

4. Получены зависимости массы тары и прочностных характеристик от геометрических параметров элементов конструкции кузова специализи-

рованного полувагона, позволяющие выбирать рациональные параметры на всех этапах проектирования.

Достоверность полученных результатов подтверждается сопоставлением результатов расчетных и экспериментальных данных: для максимальных значений напряжений расхождение не превышает 10 % при действии статических и ударных нагрузок и нагрузок от вагоноопрокидывате-ля. Обоснованность разработанных рекомендаций подтверждается положительными результатами испытаний. В диссертационной работе изложены научно обоснованные технические решения, направленные на совершенствование кузова специализированного полувагона, имеющие существенное значение для экономики железнодорожного транспорта страны.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научно-технических конференциях «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты» ПГУПС (2009 г.); на неделе науки ПГУПС (2010 г., 2011 г.); на научно-технических совещаниях ООО «Инженерный центр вагоностроения» (2009-2012 гг.); на заседании секции «Грузовые и пассажирские вагоны» ученого совета ОАО «ВНИИЖТ» (2012 г.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 10 печатных работах, 3 из которых опубликованы в журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК для публикации научных результатов диссертационных исследований. По результатам внедрения выполненных исследований получено 2 патента на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация включает в себя введение, 6 глав, заключение, 2 приложения и изложена на 166 страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц и 72 иллюстрации. Список использованных источников насчитывает 121 наименование.

Основное содержание диссертации

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертации,

сформулирована цель, научная новизна и практическая значимость работы.

4

В первой главе проведен краткий обзор и анализ исследований по совершенствованию конструкций отечественных полувагонов. Показано, что большой вклад в совершенствование подвижного состава внесли отечественные ученые: П.С. Анисимов, В.П. Богданов, Ю.П. Бороненко, В.И. Варава, М.Ф. Вериго, C.B. Вершинский, JI.O. Грачева, В.Н. Данилов, В. Д. Данович, Ю.В. Демин, И.П.Исаев, JT.A. Кальницкий, A.A. Камаев, В.А. Камаев, M.J1. Ковалев, Л.А. Коган, М.Л. Коротенко, В.Н. Котуранов, А.Д. Кочнов, Н.Н.Кудрявцев, Л.Д.Кузьмич, В.А. Лазарян, В.В.Лукин,

A.A. Львов, Л.А. Манашкин, В.Б. Медель, E.H. Никольский, H.A. Панькин,

B.C. Плоткин, A.A. Попов, A.A. Радзиховский, Ю.С. Ромен, А.Н. Са-воськин, И.Ф. Скиба, М.М. Соколов, Т.А. Тибилов, П.А. Устич, В.Ф. Ушкалов, В.Д. Хусидов, И.И. Челноков, Ю.М. Черкашин, Л.А. Шадур, И.Л. Шаринов и другие ученые, которыми решен ряд задач статической и динамической нагруженности рельсовых экипажей.

Вклад в современный уровень знаний в области создания полувагонов внесли ученые: А.Е. Афанасьев, A.A. Битюцкий, Р.И. Зайнетдинов, Л.В.Заславский, С.А.Кузнецов, А.Э. Павлюков, А.И. Речкалов, Г.Г. Ултургашев, И.Э. Черняк и ряд других исследователей. Этими учеными были исследованы вопросы выбора рациональных параметров, динамики вагонов и разработки методов оценки прочности и надежности несущей конструкции полувагонов.

Вопросами, связанными с совершенствованием расчетных методов оценки прочности и усталостной прочности занимались отечественные ученые: Д.Я.Антипин, В.В. Кобищанов, В.В.Новарро, Э.С. Оганьян, A.M. Соколов, Л.Н. Чернов и другие. Изучением нагрузок, возникающих при воздействии сыпучих грузов занимались ученые ВНИИЖТа: О.Г. Бойчевский, А.Г. Нетеса, С.И. Пашарин, A.B. Федосеев, И.Л. Шаринов.

Исследованиями, посвященными отечественному опыту использования новых материалов в вагоностроении, занимались ученые

5

М.А. Белянчиков, Р.Н. Давыдов, В.П. Ефимов, А.А. Иванов, А.И. Кашкин, А.Д. Конюхов, Х.И. Пейрик, С.И. Рудюк, В.А. Хлобыстова.

На основании проведенного обзора для достижения поставленной цели были сформулированы основные задачи исследования.

Во второй главе диссертации выполнен обзор существующих конструкций и сформировано множество классификационных признаков полувагонов. Определены направления совершенствования специализированных полувагонов российского производства: применение новых материалов; использование новых соединений; применение новой компоновки балочных элементов; использование новых узлов соединения элементов. Разработана обобщенная конструктивная схема специализированного полувагона, которая имеет трехуровневую структуру и представляет его в виде отдельных блоков, разделенных по функциональному назначению.

В результате произведенного анализа современного состояния парка установлено, что существующий парк полувагонов характеризуется высоким средним возрастом и малым количеством специализированных полувагонов (менее 9 %), в то время как в наиболее развитых странах насчитывается до 35-40 % специализированных полувагонов.

При проведении осмотра полувагонов с истекшим назначенным сроком эксплуатации получены данные о типовых повреждениях кузовов и определены элементы конструкции, нуждающиеся в совершенствовании: система подкрепляющих балочных элементов боковой стены и узел соединения верхних обвязок боковой и торцевой стен.

В третьей главе диссертации разработаны общие методика и алгоритм совершенствования конструкции кузова специализированного полувагона. Алгоритм состоит из традиционных этапов, однако на каждом этапе были учтены особенности конструкции и специфика эксплуатации.

Для повышения экономической эффективности специализированных полувагонов разработана уточненная методика выбора технико-

6

экономических параметров, состоящая из следующих этапов: формирование номенклатурных групп грузов; определение эксплуатационных ограничений; определение технико-экономических параметров и оценка экономической эффективности.

Уточнение технико-экономических параметров производилось исходя из условия максимальной, средней по парку полувагонов, массы перевозимого груза (провозной способности) Рср, которая определялась как сумма произведений массы перевозимого груза и вероятности его перевозки. Оценка экономической эффективности производилась путем определения удельной характеристики суммарных затрат в течение жизненного цикла вагона - стоимости перевозки одной тонны груза

(1)

/

■ V ■ <р, при ргУ-ср<М

М =\ (2)

' [М, при М <ргУ-<р ' У)

М, ■

Ц — ^"арк ^ремонт Цтариф (4)

"" п ■) ■ Ррасч -т

где Р(1) - вероятность перевозки г'-го груза; р, - насыпная плотность груза, т/м3; V - объем кузова разрабатываемого полувагона, м3; <р - коэффициент использования геометрического объема кузова; Р - грузоподъемность полувагона, т; I., - расстояние перевозки по /'-тому маршруту, км; Цтрк -стоимость потребного парка вагонов, млн. руб; Црыю„т - стоимость периодического ремонта, млн. руб; Цтариф - затраты на оплату порожнего и груженого тарифа, млн. руб; п - назначенный срок службы вагонов, лет; ] -количество оборотов вагона за один год, ед; Ррасч - расчетная грузоподъемность вагона, т; т - потребный парк вагонов, ед.

В результате исследования определены технико-экономические параметры специализированных полувагонов для различных номенклатурных групп грузов.

На следующем этапе были разработаны методики выбора параметров элементов конструкции специализированного полувагона в зависимости от материала кузова.

Для полувагона с кузовом из алюминиевого сплава была разработана методика выбора параметров боковой стены. Отличительной особенностью разработанной методики от общепринятой практики разработки полувагона являются этапы по определению марки сплава для алюминиевых элементов, способа соединения отдельных элементов конструкции и увеличенный объем работ по обоснованию конструктивной схемы и параметров сечений элементов боковой стены. Выбор параметров выполнен с использованием сформированной параметризованной модели (рис. 1а) и состоял из двух частей: формирование возможных вариантов конструкции методами строительной механики; выполнение расчетов разработанных вариантов конструкции методом конечных элементов.

Выбор параметров узла соединения верхних обвязок специализированного полувагона с кузовом из стали был выполнен с использованием сформированной параметризованной модели (рис. 16) и состоял из 2-х частей: определение типа соединения верхних обвязок и выбор параметров узла соединения верхних обвязок выполненного по типу шарнира. При определении типа соединения верхних обвязок полувагона была произведена оценка его влияния на нагруженное состояние стен.

Для проведения расчетных исследований, связанных с выбором параметров узла соединения верхних обвязок, были уточнены методики расчета прочности при действии сил, возникающих от инерционной нагрузки сыпучего груза в торцевую стену и при разгрузке на вагоноопрокидывателе.

Рис. 1. Параметризованные модели: а) стойки боковой стены; б) узла соединения верхних обвязок Для уточнения распределения инерционной нагрузки на торцевую стену составлена и решена система уравнений

сг \Р, + . а'Р, ■ + ~Чг + - ред , <РЯ

р* ред

а'Р, + . ред

Р? ред

+ .

Р? ред ' ред

где <т/„с.„. - напряжения в /-том горизонтальном участке, полученные в результате испытаний от действия нагрузки сыпучего груза, МПа; Р, - давление, которое необходимо приложить к /'-тому горизонтальному участку торцевой стены совместно с давлениями к остальным участкам, чтобы получить напряжения <т, ,,„,., МПа; а'; - напряжения в /-том горизонтальном участке при приложении единичного давления Р°" к ¿-тому участку.

Предложена расчетная схема распределения инерционной нагрузки от сыпучего груза на торцевую стену (рис. 2) и получена формула (6) для вычисления распределения динамического давления по высоте торцевой стены.

2 2100

§ 1800 и

" 1500

ад

я 1200 о

О, 900

о 300

га

---------

-^К 1

----------к

----------1 V-;

----------1 \!

...............

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Давление сыпучего груза. кПа Рис. 2. Распределение давления сыпучего груза по высоте

0,15 ■ т^ ■ а

■^ин гр = ~ к ' Ра,

Распределение согласно «Норм...»;

Уточненное распределение;

Аппроксимация уточненного распределения;

Равномерно - распределенная часть уточненного распределения

(6)

где тгр - масса груза, т; 5 - площадь торцевой стены полувагона, м ; к — коэффициент, численно равный ускорению груза а в м/с" при действии ударной нагрузки; Ра— активное давление распора сыпучего груза.

Предложены расчетные схемы для проверки прочности полувагонов при разгрузке на вагоноопрокидывателе (рис. 3).

1 м^ёй

Рис. 3. Схемы кинематических и силовых граничных условий для уточненного расчета прочности при разгрузке на вагоноопрокидывателе: а) первый расчетный случай (угол поворота -45°); б) второй расчетный случай (угол поворота -65°); в) третий расчетный случай (угол поворота ~170°)

Расчетные схемы были получены путем анализа взаимодействия вагоноопрокидывателя с полувагоном и сопоставления с полученными осциллограммами напряжений в элементах конструкции. Выделено три этапа разгрузки на вагоноопрокидывателе во время которых в различных эле-

10

ментах конструкции полувагона наблюдаются максимальные напряжения: начало высыпания груза (угол поворота ротора -45°); момент удара об упоры вибраторов (угол поворота ротора -65°); максимальный угол поворота ротора (~170°).

Для апробации методик были разработаны уточненные расчетные модели кузова специализированного полувагон и его узлов (рис. 4). Созданные модели отличались уточненным описанием кинематических граничных условий и зон концентрации напряжений, учитывали геометрические и технологические особенности конструкции, особенности эксплуатации и контактного взаимодействия. Контактное взаимодействие в узле соединения верхних обвязок реализовано с использованием модели второго уровня (виЬтоёеПг^): модель контакта - поверхность с поверхностью; тип контакта - две деформируемые поверхности; алгоритм контактного взаимодействия - расширенный метод Лагранжа; зазоры и взаимное проникновение между контактирующими элементами были исключены.

Рис. 4. Расчетные модели специализированного полувагона и узла соединения верхних обвязок с указанием типа конечного элемента В четвертой главе выполнена апробация разработанных методик и расчетных моделей. Выполнено совершенствование конструкции боковой стены специализированного полувагона с кузовом из алюминиевых спла-

I5*?»

bob. Получены зависимости (рис. 5а), на основании которых выбраны параметры боковой стены (рис. 56).

а)

Высота 650

сечения Н2 100 мм 3 Ю i 550 м

-*- 110 мм а Г50 «350 § ¡§250

-*-120 мм -•-130 мм -и- 140 мм б) 1 |

-*- 150 мм а 150

9 10 11

Количество стоек

Высота поперечного сечения стойки, П;. мм

Рис. 5. Результаты выбора параметров боковой стены: а) зависимость ширины сечения стойки от количества стоек; б) зависимость радиуса перехода боковой стены в раму от высоты поперечного сечения стойки

Получены зависимости перемещений и напряжений элементов конструкции (рис. 6 и 7), позволившие обосновать возможность использования шарнирного узла соединения верхних обвязок. Выбраны параметры узла соединения верхних обвязок.

0 400 §зоо §200 1.100

1 о

ico......-leoa.....1500.....2000 -25Ш.....-3000

Расстояние, мм - Шарнирный тип соединения--Жеспсий тип соединения

--1-----1-1-----1

Верхняя Верхний Средний Нижний обвязка пояс пояс пояс

- Шарнирный тип соединения Жесткий тип соединения

Рис. 7. Максимальные напряжения в элементах торцевой стены

Рис. 6. Перемещения элементов

торцевой стены: 1 - верхняя обвязка; 2 — верхняя балка;

3 - средняя балка; 4 - нижняя балка Результаты расчетов показали, что использование в конструкции специализированного полувагона шарнирного узла соединения верхних обвязок позволило повысить его показатели сопротивления усталости не менее чем на 20 % за счет снижения коэффициента концентрации напряжений.

В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований. Испытания на статическую прочность, соударения и на вагоноопро-

кидывателе проводились с использованием натурного образца специализированного полувагона методами тензометрирования.

Анализ результатов испытаний показал, что максимальное расхождение расчетных и экспериментальных данных не превышает 10 %. Положительные результаты экспериментальных исследований позволили обосновать комплекс разработанных конструкторских рекомендаций по совершенствованию конструкции кузова специализированного полувагона.

В шестой главе выполнена оценка экономической эффективности внедрения комплекса конструкторских мероприятий, направленных на совершенствование специализированного полувагона. Показано, что экономический эффект при использовании новых специализированных полувагонов на один вагон за срок службы составит не менее: 190 тыс. руб. для моделей 12-9833 и 12-9833-01 в сравнении с аналогами; 390 тыс. руб. для модели 12-9869 в сравнении с аналогами; 153 тыс. руб. для модели 12-9917 с кузовом из алюминиевых сплавов в сравнении с полувагоном модели 12-9869.

Основные положения диссертации внедрены при разработке специализированных полувагонов моделей 12-9833, 12-9833-01, 12-9869,12-9917.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненный комплекс теоретических и экспериментальных исследований, направленных на обоснование конструкторских мероприятий по совершенствованию специализированного полувагона, позволил констатировать следующее:

- выполнены обзор существующих конструкций полувагонов отечественного и зарубежного производства, анализ структуры и состояния парка, оценка повреждений полувагонов, позволяющие осуществлять выбор основных направлений совершенствования их конструкций;

- сформирована обобщенная конструктивная схема специализированного полувагона, позволяющая формировать комплекс основных конструктивных признаков специализированных полувагонов;

- разработана уточненная методика и алгоритм выбора технико-экономических параметров специализированных полувагонов, учитывающие изменившуюся номенклатуру перевозимых грузов и современную инфраструктуру железнодорожных перевозок;

- разработаны методики выбора параметров отдельных элементов конструкции кузова специализированного полувагона, позволившие выбрать рациональные параметры боковой стены полувагона с кузовом из алюминиевых сплавов и узла соединения верхних обвязок;

- уточнены методики расчета прочности кузова полувагона при действии инерционной нагрузки сыпучего груза на торцевую стену и при разгрузке на вагоноопрокидывателе, позволяющие уточнить результаты расчета прочностных характеристик;

- разработаны расчетные модели полувагона и его узлов, позволяющие варьировать набором заданных параметров и на их основе разрабатывать рациональные конструкции;

- проведена апробация разработанных расчетных моделей, методик и алгоритмов при совершенствовании конструкции боковой стены и узла соединения верхних обвязок специализированного полувагона;

- выполнены экспериментальные исследования по разработанной методике, подтвердившие результаты расчетов (расхождение показателей при максимальном уровне напряжений не превысило 10 %);

- установлено, что экономический эффект от внедрения комплекса конструкторских мероприятий составит не менее 190 и 390 тысяч рублей в год на один вагон с осевой нагрузкой 23,5 тс и 25,0 тс, соответственно. При использовании алюминиевых сплавов дополнительный экономический эффект составит не менее 153 тысяч рублей в год на один вагон;

- основные положения диссертации внедрены при производстве полувагонов моделей 12-9833, 12-9833-01 и 12-9869 и при проектировании полувагона модели 12-9917 с кузовом из алюминиевых сплавов.

14

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:

работы, опубликованные в изданиях, входягцих в перечень, рекомендованный ВАК Минобразования России:

1. Хилов И. А. Обоснование возможности применения высокопрочных марок сталей в конструкции вагонов, эксплуатируемых на российских железных дорогах / И.А. Хилов // Тяжелое машиностроение. - 2010. - №7 -С. 36-39.

2. Хилов И.А., Демин К.П., Федоров С.А. Разработка современного полувагона с улучшенными технико-экономическими показателями / К.П. Демин, С.А. Федоров, И.А. Хилов // Железнодорожный транспорт. -2010. - №9 - С. 42-46.

3. Хилов И.А. Совершенствование методики расчета полувагонов при действии ударных нагрузок / И.А. Хилов // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2011. - №2 - С. 33-41.

работы, опубликованные в изданиях, не входящих в перечень, рекомендованный ВАК Минобразования России:

4. Хилов И.А., Кайкконен П., Федоров С.А. Обоснование возможности применения зарубежных марок сталей в конструкции вагонов для российских железных дорог / С.А. Федоров, И.А. Хилов, П. Кайкконен // Улучшение технико-экономических характеристик грузовых вагонов: сб. науч. тр. / под ред. A.A. Битюцкого; Инженерный центр вагоностроения -СПб.: Изд-во «ОМ-Пресс», 2009. - С. 17-27.

5. Хилов И.А., Афанасьев А.Е. Выбор параметров узла заделки стойки боковой стены / И.А. Хилов, А.Е. Афанасьев // Исследование усталостной прочности узлов и выбор параметров новых грузовых вагонов: сб. науч. тр. / под ред. A.A. Битюцкого; Инженерный центр вагоностроения -СПб.: Изд-во «ОМ-Пресс», 2009. - С. 34-43.

6. Хилов И.А., Федоров С.А. Совершенствование конструкции шкворневого узла полувагона с осевой нагрузкой 25,0 тс / И.А. Хилов,

15

С.А. Федоров // Совершенствование конструкций универсальных грузовых вагонов: сб. науч. тр. / под ред. A.A. Битюцкого; Инженерный центр вагоностроения - СПб.: Изд-во «ОМ-Пресс», 2010. - С. 23-30.

7. Хилов И.А., Битюцкий A.A. Расчетно-экспериментальное обоснование допустимых продольных нагрузок на торцевые стены полувагонов / A.A. Битюцкий, И.А. Хилов // Исследование параметров грузовых вагонов: сб. науч. тр. / под ред. A.A. Битюцкого; Инженерный центр вагоностроения

- СПб.: Изд-во «ОМ-Пресс», 2011. - С. 6-14.

8. Хилов И.А., Додонов A.B. Совершенствование методики расчета прочности конструкции кузова полувагона при разгрузке на вагоноопро-кидывателе / A.B. Додонов, И.А. Хилов // Апробация новых методик проектирования грузовых вагонов: сб. науч. тр. / под ред. A.A. Битюцкого; Инженерный центр вагоностроения — СПб.: Изд-во «ОМ-Пресс», 2012. -С. 55-63.

патенты РФ:

9. Патент 104126 Российская Федерация, МПК B61D 17/00. Узел для соединения верхних обвязок боковой и торцевой стен кузова железнодорожного грузового вагона / Афанасьев А.Е., Хилов И.А., Федоров С.А.; патентообладатель АФСТ Эдванст Фрейт Кар Текнолоджи Лимитед (CY).

- 2010148910/11; заявл. 26.11.2010 ; опубл. 10.05.2011, Бюл. №13. - 2 е.: ил.

10. Патент 109066 Российская Федерация, МПК B61D 3/00. Кузов полувагона / Афанасьев А.Е., Хилов И.А., КяккК.В.; патентообладатель АФСТ Эдванст Фрейт Кар Текнолоджи Лимитед (CY). - № 2011119580/11; заявл. 17.05.2011 ; опубл. 10.10.2011, Бюл. №28. - 2 е.: ил.

Подписано к печати 24.10.2012. Печ.л. - 1,0

Печать - ризография. Бумага для множит, апп. Формат 60x84 '\i6

Тираж 100 экз. Заказ № 1025.

СР ПГУПС. 190031, С-Петербург, Московский пр. 9 16

Введение.

1 Обзор и анализ исследований в области совершенствования конструкций кузовов специализированных полувагонов. Обоснование и постановка рассматриваемых задач.

1.1 Краткий обзор и анализ исследований в области совершенствования конструкций кузовов полувагонов.

1.2 Постановка рассматриваемых задач.

2 Анализ и классификация конструкций специализированных полувагонов и их повреждений.

2.1 Анализ конструкций полувагонов и их классификация.

2.2 Анализ современного состояния парка и оценка повреждений полувагонов.

2.3 Разработка обобщенной структурной схемы специализированного полувагона.

3 Разработка методики совершенствования конструкции кузова специализированного полувагона.

3.1 Формирование общего алгоритма выбора параметров специализированного полувагона.

3.2 Разработка усовершенствованной методики выбора технико-экономических параметров специализированного полувагона.

3.3 Разработка методики выбора параметров боковой стены специализированного полувагона.

3.4 Разработка методики обоснования узла соединения верхних обвязок боковой и торцевой стен.

3.5 Уточнение расчетной зависимости распределения нагрузки сыпучего груза на торцевую стену при действии ударной нагрузки.

3.6 Уточнение методики расчета прочности конструкции кузова полувагона при действии сил от вагоноопрокидывателя.

3.7 Формирование конечно-элементных моделей конструкции кузова специализированного полувагона и его узлов.

4 Расчетные исследования конструкции специализированного полувагона по разработанным методикам.

4.1 Исследование прочности и обоснование параметров боковой стены полувагона с кузовом из алюминиевых сплавов.

4.2 Исследование прочности и обоснование параметров узла соединения верхних обвязок боковой и торцевой стен.

5 Экспериментальное исследование прочности кузова специализированного полувагона.

5.1 Разработка методик экспериментального исследования прочности конструкции кузова специализированного полувагона.

5.2 Испытания на статическую прочность.

5.3 Испытания на прочность при соударении.

5.4 Испытания на вагоноопрокидывателе.

5.5 Анализ результатов испытаний специализированного полувагона и оценка сходимости результатов расчетных и экспериментальных исследований.

6 Использование результатов исследований и оценка экономической эффективности от их внедрения.

Актуальность работы. Эффективная работа железнодорожного транспорта играет важную роль в развитии экономики Российской Федерации. Значительный объем и номенклатура перевозимых грузов приходится на полувагоны, которые на сегодняшний день являются самым массовым видом подвижного состава, насчитывая более 500 тыс. единиц и около 110 моделей.

В последние годы в связи с ростом экономики страны и стабильным увеличением объемов перевозки грузов топливно-энергетической промышленности все большее распространение получают специализированные полувагоны с глухим кузовом, предназначенные для разгрузки на вагоноопрокидывателе. Использование таких полувагонов приводит к повышению эффективности перевозочного процесса, обеспечению надежной сохранность грузов, максимальной механизации погрузо-разгрузочных операций и сокращению эксплуатационных расходов за счет упрощения конструкции.

На протяжении последних десятилетий специализированные полувагоны подвергались многочисленным модернизациям. Однако накопленный опыт эксплуатации показывает, что устаревшие конструкции их кузовов не в полной мере соответствует современным требованиям эффективности перевозочного процесса, а также надежности при действии эксплуатационных нагрузок, в том числе при погрузке/разгрузке.

Таким образом, исследования, направленные на совершенствование специализированных полувагонов являются актуальными и вытекают из первоочередных задач, стоящих перед железнодорожным транспортом страны.

Целью работы является разработка комплекса методик уточненного исследования прочностных характеристик и параметров, направленных на совершенствование конструкции кузова специализированного полувагона.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Сформированы алгоритмы и методики выбора параметров боковой стены и узла соединения верхних обвязок кузова специализированного полувагона, отличающиеся возможностью производить совершенствование конструкции с учетом особенностей соединения и технологии изготовления стальных и алюминиевых деталей.

2. Предложена зависимость распределения воздействия сыпучего груза на торцевую стену полувагона по высоте при соударении вагонов, и экспериментально определены нагрузки, возникающие при разгрузке на вагоноопрокидывателе, позволяющие уточнить результаты расчета прочностных характеристик.

3. Разработаны уточненные расчетные модели кузова, боковой стены и узла соединения верхних обвязок специализированного полувагона, отличающиеся возможностью производить исследование напряженно-деформированного состояния с учетом характерных особенностей их конструкции и контактного взаимодействия несущих элементов.

4. Теоретически и экспериментально обосновано применение шарнирного соединения верхних обвязок боковой и торцевой стен в конструкции кузова специализированного полувагона.

Практическая ценность работы:

1. Разработанная методика совершенствования конструкции специализированного полувагона позволяет осуществлять выбор рациональных технико-экономических параметров, в комплексе с геометрическими параметрами элементов кузова, что позволяет сократить сроки проектирования.

2. Сформированные параметризованные расчетные модели боковой стены и узла соединения верхних обвязок полувагона, учитывающие конструктивные, функциональные и технологические взаимосвязи их элементов, позволяют повысить общее качество проектирования при решении задачи выбора их рациональных параметров.

3. Предложенные методики расчета полувагона при действии инерционной нагрузки сыпучего груза и от действия сил при разгрузке на вагоноопрокидывателе позволяют повысить достоверность расчета прочности конструкции полувагона.

4. Получены зависимости массы тары и прочностных характеристик от геометрических параметров элементов конструкции кузова специализированного полувагона, позволяющие выбирать рациональные параметры на всех этапах проектирования.

Реализация. Результаты работы использованы при разработке конструкций специализированных полувагонов моделей 12-9833, 12-9833-01 и 12-9869 производства ЗАО «ТВСЗ», модели 12-9917 с кузовом из алюминиевых сплавов производство которого запланировано на ОАО «Калужский завод «Ремпутьмаш». Разработанные уточненные методики оценки прочности кузова полувагона при действии инерционной нагрузки от сыпучего груза и нагрузки от вагоноопрокидывателя использованы при расчетной и экспериментальной оценке прочности указанных моделей полувагонов.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научно-технических конференциях «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты» ПГУПС (2009 г.); на неделе науки ПГУПС (2010 г., 2011г.); на научно-технических совещаниях ООО «Инженерный центр вагоностроения» (2009-2012 гг.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 10 печатных работах, 3 из которых опубликованы в журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК. По результатам внедрения выполненных исследований получено 2 патента на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация включает в себя введение, 6 глав, заключение, 2 приложения и изложена на 166 страницах

Результаты работы использованы при разработке конструкций специализированных полувагонов моделей 12-9833, 12-9833-01 и 12-9869 производства ЗАО «ТВСЗ», модели 12-9917 с кузовом из алюминиевых сплавов производство которого запланировано на

ОАО «Калужский завод «Ремпутьмаш». Все упомянутые конструкции специализированных полувагонов (за исключением полувагона модели 12-9917, который находится на этапе разработки) приняты межведомственной комиссией и поставлены на серийное производство, а также сертифицированы Регистром сертификации на федеральном железнодорожном транспорте.

Кроме того разработанные уточненные методики исследования прочности конструкции кузова полувагона при воздействии сыпучего груза на торцевые стены при действии ударных нагрузок и от нагрузок, действующих на полувагон при разгрузке на вагоноопрокидывателе используются при уточненном расчете кузовов полувагонов на прочность.

Оценка экономической эффективности

В данной части работы проведена оценка экономического эффекта от предложенных автором рекомендаций по совершенствованию конструкции специализированного полувагона. Оценка экономической эффективности

Рисунок 72) поставленных на производство полувагонов моделей 12-9833, 12-9833-01, 12-9869 и разрабатываемого полувагона с кузовом из алюминиевых сплавов модели 12-9917 в сравнении с наиболее перспективными серийно-выпускаемыми полувагонами производилась по методике, 110,0 о. 108,0 о. и 106,0 х

Л 104,0 х

8 102,0 а ' и п. с 100,0 л

I 98,0 5 и 96,0

Модели специализированных полувагонов

Рисунок 72 - Экономическая эффективность полувагонов

Таким образом, экономический эффект при использовании новых специализированных полувагонов составит:

- не менее 8,6 тыс. руб. на один вагон в год или 190 тыс. руб. на срок службы для полувагонов моделей 12-9833 и 12-9833-01 с осевой нагрузкой 23,5 тс в сравнении с аналогами;

- не менее 17,7 тыс. руб. на один вагон в год или 390 тыс. руб. на срок службы для полувагона модели 12-9869 с осевой нагрузкой 25,0 тс в сравнении с аналогами;

- не менее 7 тыс. руб. на один вагон в год или 153 тыс. руб. на срок службы для полувагона с кузовом из алюминиевых сплавов модели 12-9917 с осевой нагрузкой 25,0 тс в сравнении с полувагоном модели 12-9869. описанной в разделе 3.2.

23,5 тс

25,0 тс

Заключение

Выполненный комплекс теоретических и экспериментальных исследований, направленных на обоснование комплекса конструкторских мероприятий по совершенствованию специализированного полувагона позволил констатировать следующее:

- на основе проведенного обзора составлена расширенная классификация основных элементов кузова полувагона, учитывающая отечественный и зарубежный опыт вагоностроения и позволяющая осуществлять выбор основных направлений совершенствования конструкции полувагонов и узлов соединения основных несущих элементов. Данная классификация послужила основой для создания обобщенной конструктивной схемы специализированного полувагона;

- разработаны общая методика и алгоритм, позволяющие при помощи комплекса расчетно-экспериментальных и аналитических исследований, осуществлять совершенствование конструкции кузова специализированного полувагона;

- разработаны усовершенствованная методика и алгоритм обоснования и выбора технико-экономических параметров специализированного полувагонов, учитывающие изменившуюся номенклатуру перевозимых грузов и современную инфраструктуру железнодорожных перевозок;

- разработаны прикладные методики выбора параметров отдельных элементов конструкции кузова специализированного полувагона, позволившие выбрать рациональные параметры боковой стены полувагона с кузовом из алюминиевых сплавов, а также узла соединения верхних обвязок боковой и торцевой стен;

- уточнены методики исследования прочности кузова полувагона при воздействии сыпучего груза на торцевые стены при действии ударных нагрузок и от нагрузок, действующих на полувагон при разгрузке на вагоноопрокидывателе, позволяющие оценивать прочность полувагона в условиях наиболее приближенных к эксплуатационным;

- разработаны расчетные модели полувагона в целом и отдельных узлов, позволяющие варьировать набором заданных параметров и на их основе выбирать рациональные параметры конструкции, обеспечивающее соответствие конструкции специализированного полувагона требованиям «Норм.» [68];

- проведена апробация разработанных расчетных параметризованных моделей, методик и алгоритма при совершенствовании конструкции боковой стены и узла соединения верхних обвязок полувагона;

- выполнены экспериментальные исследования, включающие в себя испытания на статическую прочность, на прочность при соударении и испытания на вагоноопрокидывателе, выполненные по разработанной методике, позволяющей регистрировать статические и динамические напряжения в не-сущих элементах конструкции полувагона. Результаты испытаний подтвердили данные полученные расчетным путем (расхождение показателей при максимальном уровне напряжений не превысило 10%);

- при оценке экономической эффективности внедрения комплекса конструкторских мероприятий направленных на совершенствование конструкции кузова специализированного полувагона установлено, что экономический эффект составит не менее 190 и 390 тысяч рублей в год на один вагон с осевой нагрузкой 23,5 тс и 25,0 тс соответственно. При использовании алюминиевых сплавов дополнительный экономический эффект составит не менее 150 тысяч рублей в год на один вагон.

- основные положения разработанных методик внедрены при производстве специализированных полувагонов моделей 12-9833, 12-9833-01 и 12-9869 производства ЗАО «ТВСЗ», а также при проектировании специализированного полувагона модели 12-9917 с кузовом из алюминиевых сплавов производство которого запланировано на ОАО «Калужский завод «Ремпутьмаш».

1. Абашев Ф.Х. Статистическое оценивание и прогнозирование надежности грузовых вагонов и их составных частей по цензурированным выборкам (на примере полувагонов): Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. -Омск.: ОмИИЖТ, 1990, 25 с.

2. Афанасьев А.Е. Совершенствование конструкции кузова универсального полувагона: Дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. СПб.: ПГУПС, 2009, 173 с.

3. Афанасьев И.А. Метод расчетного обоснования конструкции кузова полувагона повышенной ремонтопригодности: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МГУПС, 2001, 21 с.

4. Басов К.А. Ansys. Справочник пользователя. М.:ДМК Пресс, 2005.-640 е., ил.

5. Белянчиков М.А. Применение алюминия в грузовом вагоностроении / М.А, Белянчиков, A.C. Середина // Железнодорожный транспорт. М. : Трансжелдориздат, 1984. - № 9. - С. 75-77.

6. Березовский A.M. Проверка условий суммирования накопления повреждений при нестационарном нагружении. Труды ВНИИВ, 1983, вып.47, с.71-79.

7. Битюцкий A.A. Анализ напряженного состояния и совершенствование конструкций соединений несущих элементов кузова полувагона: Дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. Д.: ЛИИЖТ, 1983, 183 с.

8. Битюцкий A.A., Кякк К.В., Клушанцев Д.Е. и др. Выбор и обоснование основных параметров универсального полувагона // Отчет о НИР (заключительный) / «Инженерный центр ОВС». СПб, 2005. - 127 с.

9. Битюцкий A.A., Федоров С.А., КяккК.В. и др. Разработка технико-экономического обоснования создания нового полувагона с осевой нагрузкой 25,0 тс // Отчет о НИР (заключительный) / «Инженерный центр ОВС».-СПб, 2011.-131 с.

10. Битюцкий A.A. Пути повышения эффективности грузовых вагонов, выпускаемых российскими вагоностроительными предприятиями. -М.: Тяжелое машиностроение, 2008 г., №2, с 29-33.

11. Битюцкий A.A., Трубачев Ю.А. Исследование напряженного состояния кузова вагона-цистерны бункерного типа // Системы управления, надежность и прочность конструкций Труды ВНИИВ, 1988, вып.64, с.77-82.

12. Богачев А.Ю. Совершенствование сварных узлов полувагона на основе поэтапных конечно-элементных расчетов их нагруженности: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МГУПС, 1995, 24 с.

13. Булаш Л.И., Ескевич Т.Г. Развитие конструкции 4-осных специализированных полувагонов. Труды ВНИИВ, 1989, вып.67, с.57-63.

14. Буравлева Н.Г. Анализ влияния ремонтных нагрузок на напряженное состояние кузовов грузовых вагонов: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. Брянск: БГТУ, 2001.

15. Быков Б.В. Конструкция, техническое обслуживание и текущий ремонт грузовых вагонов. М.: Желдориздат, Трансинфо, 2005. - 416 с.

16. Вериго М.Ф. Повышение осевых нагрузок и перспективные конструкции грузовых вагонов/ М.Ф. Вериго, JI.A. Шадур // Железные дороги мира. 1995. - № 5 - С .3-7.

17. Вершинский C.B. и др. Динамика вагонов. М.: Транспорт, 1991.-360с.

18. Винников Н.Т. Напряженное состояние кузова восьмиосного полувагона от воздействия накладной вибромашины: Автореф. дис. на соиск. уч. степ. к.т.н. M.: МИИТ, 1985, 23 с.

19. Гладовский Г.П. К вопросу об определении наивыгоднейших размеров кузова товарного вагона в зависимости от подъемной силы его. Тр. МИИТ, вып. УП, 1978 г.-С. 121-131.

20. Гончаров Ю.Г., Мейстер A.M., Пейрик Х.И. и др. Опыт и проблемы применения нержавеющих сталей в сварных конструкциях пассажирских вагонов // Вопросы повышения эксплуатационной надежности вагонов Труды ВНИИВ, 1985, вып.56, с.32-41.

21. ГОСТ 9238-83 Габариты приближения строений и подвижного состава железных дорог колеи 1520 (1524) мм

22. Гребцов А.И. Разработка способа очистки полувагонов от остатков сыпучих грузов навесными воздуходувными устройствами: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: ВНИИЖТ, 1990, 21 с.

23. Демин К.П., Ефимов В.П., Васильева J1.M. Разработка полувагонов нового поколения с улучшенными технико-экономическими показателями. М.: Тяжелое машиностроение, 2005 г., №8, с 14-18.

24. Дрыгина И.А. Совершенствование моделирования напряженно-деформированного состояния кузовов вагонов специализированными конечными элементами: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1998,23 с.

25. ЕрыгинВ.И. Совершенствование технологии сварки узла кузова полувагона для повышения его работоспособности: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. Челябинск: Челябинский политехнический институт, 1988.

26. Зайнетдинов Р.И. Разработка методики оценки несущей способности и надежности сварных соединений шкворневого узлачетырехосного полувагона: Автореф. дне. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1984, 24 с.

27. Заславский JI.B. Нагруженность кузовов полувагонов при продольных ударах: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МГУПС, 1993,23 с.

28. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. -М.:Издательство «Мир», 1975. 541 е., ил.

29. Иванов A.A. Условия целесообразного применения алюминиевых сплавов в вагоностроении: На примере полувагонов: Автореф дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1999, 24 с.

30. Ивашов В.А., Давлетов A.A., Королева Т.С., Шувалов В.Ю Анализ технического состояния сварных соединений стоек кузова полувагонов. Тр.УрЭМИИТ, Свердловск, 1980, вып.65, с. 16-25.

31. Игнатенков Г.И. Создание комплекса специализированных вагонов на основе метода адаптивного конструирования: Монография. 2001 -202 с.

32. Кашкин А.И., Миронов Н.И. Исследование усталостной прочности макетных образцов и натурных узлов платформ, изготовленных из стали 10Г2БД. Труды ВНИИВ, 1980, вып.42, с.76-89.

33. Кобищанов В.В., Антипин Д.Я. Оценка усталостной долговечности сварных несущих конструкций вагонов с учетом живучести. -М.: Тяжелое машиностроение, 2006 г., №11, с 14-17.

34. Конюхов А.Д., Воробьева Т.Н. Зарубежный металлопрокат необходимо контролировать. М.: Вагоны и вагонное хозяйство, 2009 г., №3 (19), с 31-35.

35. Конюхов А.Д., Ефимов В.П., Демин К.П. Высокопрочные стали и сплавы для кузовов грузовых вагонов. М.: Тяжелое машиностроение, 2006 г., №12, с 31-34.

36. Конюхов А.Д., Журавлева J1.B., Шуртаков А.К. Механические свойства алюминиевых сплавов и их сварных соединений, применяемых в кузовах полувагона. М.: Цветные металлы, 2006 г., №6, с 68-73.

37. Корникова Т.И., Афанасьев А.Е. Конкуренция подстегивает производителей. М.: Вагоны и вагонное хозяйство, 2009 г., №2 (18), с 6-9.

38. Красников В.К. Исследование вибронапряжений несущих стержневых элементов рамы восьмиосного полувагона при различных схемах опирания кузова на тележки: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. -М.: МИИТ, 1977.

39. Кузмич Л.Д., Кузнецов A.B., Ржавинский Б.А. и др. Вагоны. // Под ред. Л.Д. Кузмича. М.: «Машиностроение», 1978. - 376 с.

40. Кузнецов С.А. Нагруженность заделок стоек кузовов полувагонов с учетом коррозионного износа: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. -Екатеринбург: УрГУПС, 2005, 23 с.

41. Кузнецов С.А., Паршин П.В. Анализ технического состояния полувагонов в зависимости от рода перевозимого груза. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС, №6438-жд04, 21с.

42. Кукеев М.К. Оптимизация основных технико-экономических показателей параметров кузовов специализированных восьмиосных полувагонов с учетом их напряженного состояния: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1985, 20 с.

43. КяккК.В. Выбор конструктивной схемы и параметров несущей конструкции железнодорожной платформы для перевозки крупнотоннажных контейнеров: Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук: 05.22.07/ Кякк Кирилл Вальтерович. СПб., 2007.

44. Ле Ван Хок Напряженное состояние кузовов полувагонов железных дорог СРВ с учетом влияния коррозионных износов их элементов: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1991, 24 с.

45. Лозбинев В.П., Бейн Д.Г., Козлова О.Н. О нормах проектирования кузовов грузовых вагонов. М.: Железнодорожный транспорт, 2010 г., № 5, с 60-61.

46. Лозбинев В.П., Лагутина A.A., Лукин Я.А., Ефименко Е.С. Совершенствование процесса проектирования кузовов вагонов. М.: Тяжелое машиностроение, 2007 г., №7, с 31-35.

47. Лозбинев Ф.Ю. Совершенствование методики оптимального проектирования несущей конструкции кузова вагона: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. Брянск: БГТУ, 1989, 23 с.

48. Лозбинев Ф.Ю. Оптимальное проектирование несущих конструкций вагонов. М.: Тяжелое машиностроение, 2006 г., №11, с 18-22.

49. Лозбинев Ф.Ю. Оптимизация несущих конструкций кузовов вагонов. Брянск, ЦНТИ, 1997. - 135 с.

50. Лозбинев Ф.Ю. Экономия материальных ресурсов в сфере производства и эксплуатации несущих кузовов вагонов. Брянск, ЦНТИ, 2000,- 131 с.

51. Ломаков П.С., Органов Ю.П. О выборе оптимальных расстояний между стержнями кузова полувагона. Труды ВНИИВ, 1976, вып.30, с. 101104.

52. Лукин, В.В. Алгоритм отыскания оптимальных параметров основных типов грузовых вагонов / В.В. Лукин, В.П. Медведев // Научные труды ОмИИТ. Том 160. Омск: ОмИИТ, 1974. - С.29-39.

53. Лукин В.В. Выбор рациональных параметров грузовых вагонов. Учебное пособие. Омск, Омский ин-т инж. ж.-д. транспорта, 1985. - 84 с.

54. Лукин В.В. Конструирование и расчет вагонов / В.В. Лукин, Л.А. Шадур, В.Н. Котуранов, A.A. Хохлов, П.С. Анисимов / Под ред. В.В. Лукина. М.: УМК МПС России, 2000. - 731 с.

55. Майер J. Использование алюминия в конструкции грузовых вагонов J. Майер // Железные дороги мира. 1988. № 12 С. 37-40 (Перевод статьи «Glasers Ananalen», 1987, № 10 С. 323-328)

56. Макухин В.М. Оптимальное проектирование цельнометаллических кузовов полувагонов: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1987, 24 с.

57. Мачульский И.И. Погрузо-разгрузочные машины. М.: Желдориздат, 2000. - 476 с.

58. Мироненко Е.И. Исследование напряженного состояния кузова полувагона: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1981.

59. Михайлов С.И., Дубровин В.Г. Повышение вибрационной прочности узлов крепления стоек к раме полувагона. Труды ВНИИЖТ Уральское отделение, 1974 г., вып. 17, с 77-85.

60. Музалев Г.Г. Определение величины силового воздействия на боковую стену полувагона при его разгрузке на вагоноопрокидывателе. Тр. ВНИИВ, вып. 28 - 1975г., с 32-38.

61. Муханов В.Ф., Федоров С.А. Типоразмерный ряд полувагонов производства концерна «Тракторные заводы». М.: Вагоны и вагонное хозяйство, 2009 г., №1 (17), с 16-19.

62. Нетеса А.Г. Исследование несущей способности рамы и кузова полувагона при воздействии продольных ударных нагрузок: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1980.

63. Нетеса А.Г. Обоснование нагрузок на торцевые стенки и распределение нагрузок на поперечные балки рамы полувагонов. // Современные методы расчета вагонов на прочность, надежность и устойчивость. / Сб. науч. тр. ВНИИЖТ М.: Транспорт, 1986. - с. 49-56.

64. Нетеса А.Г. Совершенствование методики расчета полувагонов на силы инерции. // Повышение надежности и совершенствование текущего обслуживания грузовых вагонов. Тр. ВНИИЖТ, вып. 587. - 1978, с 12-19.

65. Нормы для расчета на прочность и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). М.: ГосНИИВ-ВНИИЖТ, 1996.-315с.

66. Норри Д., Ж. де Фриз. Введение в метод конечных элементов. -М.: Издательство «Мир», 1981. 304 е., ил.

67. Общие технические требования к грузовым вагонам нового поколения. М.: МПС РФ, 2001 г. - 27 с.

68. Оганьян Э.С. Деформационный критерий накопления повреждений при много- и малоцикловом нагружении. М.: Тяжелое машиностроение, 2006 г., №7, с 12-14.

69. Оптимальная структура парка и параметры грузовых вагонов. Под ред. А.Т. Дерибаса, тр. ВНИИЖТ, вып. 605, 1979 г. 120 с.

70. ОСТ 32.153-2000 Металлопрокат для кузовов грузовых вагонов нового поколения. Технические требования. - Введ. 2000-09-18. - М., 2000. -20 с.

71. Павлюков А.Э. Нагруженность торцевой стены полувагона при маневровых работах: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. Омск.: ОмИИЖТ, 1993, 24 с.

72. Пашарин С.И. Анализ методик прочностного расчета вертикальных и наклонных торцовых стен грузовых вагонов. // Современные методы расчета вагонов на прочность, надежность и устойчивость. / Сб. науч. тр ВНИИЖТ. М.: Транспорт, 1986. - с. 57-65.

73. Плоткин B.C., Дружинин С.С., Ченцов Е.И. Исследование усталостной прочности заделок стоек 4-х осных цельнометаллических полувагонов. Труды ВНИИВ, 1978, вып.35, с.21-26.

74. По ту сторону производства, или готовь парк в кризис // РЖД-Партнер. 2009, №9.

75. Почиталов Ю.В., КяккК.В. Выбор параметров полувагона из алюминиевых сплавов. М.: Вагоны и вагонное хозяйство, 2010 г., №2 (22), с 40-43.

76. Радзиховский A.A. Теория и методы проектирования грузовых специализированных вагонов: Дис. на соиск. уч. степ. д.т.н. СПБ.: ЛИИЖТ, 1986-323 с.

77. Речкалов А.И. Исследование прочности и динамики четырехосного полувагона из алюминиевых сплавов: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. Брянск.: БИТМ, 1982, 23 с.

78. Рудюк С.И., ПейрикХ.И., Фельдман Э.И. Промышленное опробование стали 10Г2БД для крышек люков полувагонов. Труды ВНИИВ, 1974, вып.25, с.69-77.

79. Сакало В.И., Коссов B.C. Контактные задачи железнодорожного транспорта. М.: Машиностроение, 2004. - 496 с.

80. Саликов В.А. Опытный полувагон с кузовом из алюминиевых сплавов. / С.С. Барбарич, В.И. Корольков, В.М. Чернов / М.: Вагоны и вагонное хозяйство, 2006 г., №1 (5), с 9-11.

81. Сапетов М.В., Меркушев C.B. Продлить срок службы полувагонов. М.: Вагоны и вагонное хозяйство, 2008 г., №1 (13), с 24-27.

82. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов. -М.:Издательство «Мир», 1979. 392 е., ил.

83. Сендеров Г.К., Лосев П.Р., Другаль С.А. Сохранность вагонов при погрузо-рагрузочных и маневровых работах. М.: Транспорт, 1984.158 с.

84. Сендеров Г.К., Орлов М.В., Иванова Н.Г. Анализ отказов грузовых ваго-нов. Труды ВНИИЖТ Уральское отделение, 1974, вып. 17, с.6-14.

85. Серпик И.Н., Тютюнников А.И. Оптимизация несущих систем кузовов грузовых вагонов и использованием комплекса математических моделей. М.: Тяжелое машиностроение, 2007 г., №8, с 25-28.

86. Скворцова Э.И., Волохвянская Э.С. Сталь 10ХНДП повышенной прочности и коррозионной стойкости для обшивки и крышек люковполувагонов. Сб. тр. ВНИИЖТ «Повышение надежности и долговечности деталей подвижного состава». М.: Транспорт, 1977. - с 39-44.

87. Скляров В.М. Повышение работоспособности стоек полувагонов на основе оценки прочности в зонах концентраторов: Автореф. дис. на соиск. уч. степ. к.т.н. М.: МИИТ, 1989, 23 с.

88. Смазанов С.И. Динамические напряжения в элементах кузова полувагона от действия импульсных и периодических вертикальных возмущений: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1987, 24 с.

89. Смолина Н.В., Парышев Ю.М., Пейрик Х.И. и др. Исследование новой хладостойкой стали для вагоностроения // Перспективы развития конструкций, вопросы надежности и прочности Труды ВНИИВ, 1984, вып.35, с.75-80.

90. Соколов A.M. Прочность несущих конструкций специализированных вагонов с регулируемой разгрузкой: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. СПб: ПГУПС, 2000, 23 с.

91. Соколов М.М., Бороненко Ю.П., ЭстлингА.А. Зарубежные вагоны. Особенности конструкции, теории и расчета. Учебное пособие. -Ленингр. ин-т инж. ж.-д. тр-та, 1988.

92. Стулишайко И.Г. Исследование причин разрушения поперечных балок полувагона. Труды ВНИИВ, 1966, вып.1, с.56-61.

93. Сурвилло А.Б., Гамиров В.И. Перспективные конструкции шкворневых узлов полувагонов. Труды ВНИИЖТ Уральское отделение, 1969 г., вып. 15, с 27-38.

94. Талалай В.И. и др. Результаты испытаний нового специализированного полувагона для медной руды. Развитие грузового подвижного состава железных дорог, 1989, вып.67.

95. Типаж перспективного подвижного состава с нагрузкой от колесной пары на рельсы 23,5 тс. Раздел 4. Грузовые вагоны. М.: МПС РФ, 2002 г.

96. Ултургашев Г.Г. Влияние технологических допусков сборки на напряженное состояние несущих элементов кузова полувагона: Автореф дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1990, 19 с.

97. Устич П.А. Работоспособность и надежность грузового вагона: Автореф. дис. на соиск. уч. степ. д.т.н. М.: МИИТ, 1992, 44 с.

98. Федоров С.А. Совершенствование конструкции специализированных вагонов-цистерн для перевозки нефтепродуктов: Дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук: 05.22.07 / Федоров Сергей Александрович. СПб., 2000. - 135 с.

99. Федосеев В.А. Пути повышения прочности вагонов. М.: Транспорт, 1966. - 195 с.

100. Харитонов М.И. Исследование случайных вибронапряжений в стержневых элементах кузовов восьмиосных полувагонов: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1982.

101. Хилов И.А. Обоснование возможности применения высокопрочных марок сталей в конструкции вагонов, эксплуатируемых на российских железных дорогах. М.: Тяжелое машиностроение, 2010 г., №7, с 36-39.

102. Царапкин В.А., Савчук О.М. Алгоритм оптимизации сечений элементов вагонных конструкций. Тр. ВНИИВ, вып. 38, 1979 г. С. 64-73.

103. Ченцов Е.И., Михайлов С.И. Выносливость узлов крепления стоек к раме полувагона. // Совершенствование конструкции, технического обслуживания, ремонта вагонов и погрузо-разгрузочных средств Тр. ВНИИЖТ, вып. 590. - 1978, с 45-48.

104. Черняк И.Э. Параметры и динамические характеристики большегрузных полувагонов перспективной структуры парка: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1992, 24 с.

105. Чиркин В.В. Основные направления совершенствования параметров и структуры парка грузовых вагонов. М.: Транспорт, 1972. -304 с.

106. Шадур Л.А., Челноков И.И., Никольский JI.H. и др. Вагоны: Конструкция, теория и расчет. // Под ред. JT.A. Шадура. М.: «Транспорт», 1973.-440 с.

107. Шадур JT.A., Челноков И.И., Никольский JI.H. и др. Вагоны: Конструкция, теория и расчет. // Под ред. JI.A. Шадура. М.: «Транспорт», 1980.-440 с.

108. Шадур Л.А., Челноков И.И., Никольский Л.Н. и др. Конструкции вагонов. // Под ред. Л.А. Шадура. М.: «Трансжелдориздат», 1962. - 416 с.

109. Шадур Л.А. Развитие отечественного вагонного парка. М.: Транспорт, 1988.-279 с.

110. Шаринов И.Л., Бойчевский О.Г. Определение давления сыпучего груза на торцевые стены вагона при соударениях. Вестник ВНИИЖТ, № 7. - 1981, с 37-39.

111. Шмыров Ю.А. Исследование процессов ударного взаимодействия восьмиосных полувагонов: Автореф. дис. на соиск. уч. степ. к.т.н.-М.: МИИТ, 1979.

112. Шувалов В.Ю. Анализ напряженного состояния сварных соединений грузового полувагона. Тр. МИИТ а, 1983, вып.724, с.48-54.

113. Шувалов В.Ю. Работоспособность заделок стоек кузова полувагона: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1985, 24 с.

114. Эстлинг A.A. Выбор технико-экономических параметров грузовых вагонов. ЛИИЖТ, СПБ., 1992 г. 21 с.

115. Юдин В.А. Исследование напряженного состояния опорных узлов восьмиосного полувагона: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1976.