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

На правах рукописи

АФАНАСЬЕВ Александр Евгеньевич

□□3465534

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ КУЗОВА УНИВЕРСАЛЬНОГО ПОЛУВАГОНА

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

I и 1...-^

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2009

003465534

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения» (ПГУПС) на кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство».

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор ЖТЮЦКИЙ Александр Анатольева

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент УРУШЕВ Сергей Викторович

кандидат технических наук, старший научный сотрудник ШАРИНОВ Илья Львович

Ведущая организация -ЗАО Научная Организация «Тверской институт вагоностроения»

Защита состоится «16» апреля 2009 г. в 13 30 часов на заседании диссертационного совета Д 218.008.05 при Петербургском государственном университете 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.

Автореферат разослан « 16 » марта 2009 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью организации, просим направлять по адресу совета университета.

Ученый секретарь диссертационного совета

д.т.н., профессор

В.А. КРУЧЕК

Общая характеристика работы

Актуальность работы.

Важную роль в развитии экономики Российской Федерации играет эффективная работа железнодорожного транспорта. Значительная часть грузов железнодорожного транспорта перевозится в универсальных полувагонах. В результате полувагон является самым массовым видом грузового подвижного состава. Конструкция современного универсального полувагона создана на основе многолетнего опыта эксплуатации и многочисленных испытаний, проведенных проектными и исследовательскими организациями вагоностроения.

В результате конструкция полувагона постоянно совершенствовалась для удовлетворения все более возрастающих требований эксплуатации. Однако, как показали обследования, проведенные в последние 5 лет, боковые и торцевые стены, которые являются основными несущими элементами кузова, не имеют необходимых эксплуатационных качеств. Применяемые методы ремонта кузова не в полной мере позволяют восстанавливать его ресурс в эксплуатации.

Таким образом, исследования, направленные на совершенствование универсальных полувагонов, являются актуальными и вытекают из первоочередных задач, стоящих перед железнодорожным транспортом страны. В современных условиях дальнейшее совершенствование конструкции полувагона невозможно без использования комплекса уточненных методов исследования.

Целью работы является разработка комплекса методик уточненного исследования и выбора рациональных параметров основных несущих элементов полувагона и на их основе совершенствование кузова универсального полувагона.

За последние несколько десятилетий разработано большое количество методик, рекомендаций и проектов модернизаций полувагонов, часть из которых реализована и успешно используется, однако необходимость дальнейшего совершенствования кузовов полувагонов сохраняется. В диссертационной работе для достижения сформулированной цели были поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Выполнены обзор и классификация существующих конструкций полувагонов, позволившие выявить основные особенности их конструкции.

2. Разработана обобщенная конструктивная схема полувагона, позволяющая формировать параметризованные расчетные модели основных несущих элементов кузова с учетом конструктивных, функциональных и технологических взаимосвязей их элементов.

3. Проанализированы основные эксплуатационные повреждения элементов конструкции кузова полувагона - в результате выявлены узлы полувагонов, требующие первоочередной модернизации.

4. Предложена методика и алгоритм выбора рациональных геометрических параметров элементов конструкции полувагона, основанные на многовариантных прочностных расчетах с использованием параметризованных моделей.

5. Уточнены методики прочностного расчета полувагона на основе расчетно-экспериментальной оценки усталостной прочности с учетом реального состояния узлов в эксплуатации, а также результатов статических прочностных и усталостных испытаний.

6. Выполнена апробация разработанных расчетных параметризованных моделей, методик и алгоритма при совершенствовании конструкции торцевой и боковой стены кузова полувагона.

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

8. Сделана оценка экономического эффекта от применения разработанных методики и алгоритма совершенствования конструкции 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. Выполнена классификация полувагонов и на ее основе разработана обобщенная конструктивная схема, позволяющая формировать параметризованные расчетные модели с учетом конструктивных, функциональных и технологических взаимосвязей их элементов.

2. Разработаны алгоритм и методика выбора геометрических параметров торцевой и боковой стен полувагона, позволяющие производить совершенствование их конструкции на основе уточненного исследования параметров их напряженного состояния, устойчивости и усталостной прочности.

3. Получены зависимости влияния геометрических параметров несущих элементов на напряженно-деформированное состояние, устойчивость и усталостную прочность торцевой и боковой стен, позволяющие выбирать рациональные параметры полувагона.

4. Предложена расчетно-экспериментальная зависимость для оценки ударного воздействия сыпучего груза на торцевую стенку, позволяющая в 2,5...3 раза повысить достоверность расчетных исследований прочностных параметров несущих элементов полувагона.

2

Практическая значимость и реализация работы:

1. Разработанная методика совершенствования конструкции полувагона позволяет осуществлять выбор рациональных геометрических параметров элементов кузова при их модернизации и обеспечить снижение трудоемкости и объема кузовного ремонта.

2. Сформированные параметризованные расчетные модели торцевой и боковой стены полувагона, учитывающие конструктивные, функциональные и технологические взаимосвязи их элементов, позволяют сократить затраты времени и повысить общее качество проектирования при решении задачи выбора их рациональных параметров.

3. Предложенная методика расчета ударного воздействия сыпучего груза на торцевую стенку позволяет в 2,5...3 раза повысить достоверность расчета прочности конструкции полувагона.

4. Полученные экспериментальные зависимости величин напряжений от действия сыпучего груза в конструкции кузова полувагона в зависимости от плотности и угла естественного откоса груза позволяют сократить затраты на проведение статических испытаний полувагонов.

Достоверность полученных результатов подтверждается результатами экспериментальных исследований полувагона: максимальное расхождение экспериментальных и расчетных напряжений не превышает: 8% при действии статических нагрузок, 10% при ударных нагружениях. Обоснованность разработанных рекомендаций подтверждается положительными результатами эксплуатационных испытаний. В диссертационной работе изложены научно обоснованные технические разработки по формированию конструкторских мероприятий, направленных на совершенствование кузова универсального 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 (2005,2007 гг.); на неделях науки ПГУПС (20052007 гг.); на научно-технических совещаниях ООО «Инженерный центр вагоностроения» (2005-2008 гг.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в десяти печатных работах, отдельные разделы теоретических исследований приведены в одном отчете о научно-исследовательской работе. По результатам внедрения было получено два патента на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация включает в себя введение, шесть глав, заключение, приложение и изложена на 176 страницах

машинописного текста, содержит 8 таблиц и 109 иллюстраций. Список использованных источников насчитывает 133 наименования.

Основное содержание диссертации

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертации, сформулирована цель, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проведен краткий обзор и анализ исследований по совершенствованию конструкций отечественных полувагонов. Показано, что большой вклад в совершенствование подвижного состава внесли следующие отечественные ученые: П.С. Анисимов, Е.П. Блохин, Ю.П. Бороненко, В.И. Варава, М.Ф. Вериго, C.B. Вершинский, Л.О. Грачева, В.Н. Данилов, В.Д. Данович, Ю.В. Демин, Е.П. Дудкин, Н.М. Ершова, И.П. Исаев, JI.A. Кальницкий, A.A. Камаев, В.А. Камаев, H.A. Ковалев, M.JI. Коротенко,

B.Н. Котуранов, H.H. Кудрявцев, В.А. Лазарян, Ф.Ю. Лозбинев, В.В. Лукин, A.A. Львов, В.Б. Медель, Л.А. Манашкин, E.H. Никольский, М.П. Пахомов, Н.П. Петров, A.A. Попов, Ю.С. Ромен, А.Н. Савоськин, М.М. Соколов, Т.А. Тибилов, C.B. Урушев, В.Ф. Ушкалов, В.Д. Хусидов, И.И. Челноков, ЛАШадур, П.В.Шевченко, В.Ф.Яковлев, а так же зарубежные ученые: И. Боймель, Д.Л. Кофман, Г. Марье, которыми решен ряд задач статической и динамической нагруженности рельсовых экипажей, позволяющих оценивать качество различных типов подвижного состава. Большое количество работ посвящено выбору параметров и совершенствованию конструкций грузовых вагонов.

Вклад в современный уровень знаний в области создания полувагонов внесли ученые: И.А. Афанасьев, Е.В. Афонина, A.A. Битюцкий, Н.Г. Бурав-лева, Н.Т. Винников, А.И. Гребцов, И.А. Дрыгина, В.И. Ерыгин, Р.И. Зайнетдинов, Л.В. Заславский, В.К. Красников, М.К. Кукеев, Е.И. Мироненко, А.Г. Нетеса, А.Э. Павлюков, А.И. Речкалов,

C.И. Смазанов, Г.Г. Ултургашев, И.Э. Черняк, Ю.А. Шмыров, В.А. Юдин и ряд других исследователей. Этими учеными были исследованы проблемы выбора рациональных параметров несущей металлоконструкции, вопросы динамики, а также разработаны методы оценки параметров прочности и надежности несущей конструкции полувагонов. Однако эти работы не учитывают современных ужесточившихся требований перевозчиков к эксплуатационным качествам полувагонов.

Значительное количество работ посвящено оценке условий эксплуатации полувагонов и их составных частей. К таким работам относятся труды Н.М. Авраменко, A.A. Давлетова, Н.Г. Ивановой, В.А. Ивашова, Т.С. Королевой, О.Г. Краснова, С.А. Кузнецова, М.В. Орлова, П.В. Паршина, Г.К. Сендерова, И.Г. Стулишайко, Ю.А. Хмелевой,

B.Ю.Шувалова и ряда других исследователей. В работах этих авторов проведены исследования причин разрушений поперечных и шкворневых балок, выполнен анализ работоспособности торсионов полувагонов и технического состояния полувагонов в зависимости от рода перевозимого груза. Однако до настоящего времени недостаточно изучены вопросы эксплуатационной нагруженности торцевой и боковой стены полувагонов.

Совершенствованием методик проектирования и методов расчетов полувагонов посвящены работы отечественных ученых: Ф.Х. Абашеева, Ю.Н. Аксенова, А.Ю. Богачева, С.Н. Киселева, А.Д. Кочнова,

C.А. Кузнецова, В.М. Макухина, В.М. Склярова, В.Ю. Смирнова, М.И. Харитонова, Ю.М. Черкашина, И.Л. Шаринова и ряда других ученых. Этими учеными были разработаны различные методики расчетов полувагонов: показателей надежности, расчета полувагонов на силы инерции, исследования напряженного состояния, а также характера накопления повреждений в эксплуатации. В тоже время не в полной мере изучен вопрос усталостной прочности, учитывающий накопление повреждений и объем ремонта несущих элементов полувагонов в ходе эксплуатации.

На основании проведенного обзора, из общей проблемы совершенствования полувагонов, были сформулированы основные задачи исследования, необходимые для достижения поставленной цели.

Во второй главе диссертации выполнены обзор существующих конструкций и классификация полувагонов, учитывающие опыт отечественного и зарубежного вагоностроения за последние 10 лет и позволяющие осуществлять выбор основных направлений совершенствования их конструкции.

На основе обзора и классификации разработана обобщенная конструктивная схема полувагона (рисунок 1), представляющая его в виде отдельных блоков, разделенных по функциональному назначению. Каждый блок содержит информацию о конструктивных, эксплуатационных и технологических свойствах элементов. Разработанная конструктивная схема имеет трехуровневую структуру, содержит функциональные модули, узлы функциональных модулей и конструктивные элементы узлов и позволяет формировать параметризованные расчетные схемы.

Выполнено исследование повреждений в эксплуатации основных несущих элементов кузова универсального полувагона. Проанализированы причины и сделана оценка интенсивности повреждений. В результате построен ряд (рисунок 2) наиболее повреждаемых элементов кузова. При проведении обследования определялась доля отказавших в процессе эксплуатации элементов Рй

Полувагон |

Боковая | 11 Верхняя стена ' . обвязка

I.

Е25

Разрабатываемые \ Унифицированные

Выбираемые из унифицированных Неиспользуемые з конструкции

Рисунок 1 - Обобщенная конструктивная схема полувагона

Н Верхняя обвязка И Двутавр хребтовой балки В Торцевая стеиа а Промежуточная стойка □ Шкворневая балка п Угловая стойка а Шкворневая стойка а Промежуточная балка

- Анализ эксплуатационных повреждений

л

1 £.0,4

I §

ё. £ о,з

ш « о 2

= с 0,2

<5 а

§ ои

о

Рисунок 2

-. 0)

где к - количество обследованных вагонов; Ян - количество неисправных элементов одного типа в вагоне; Я - общее количество элементов одного типа.

На основе разработанной обобщенной конструктивной схемы и анализа повреждений полувагонов выделены элементы, требующие первоочередной модернизации: система подкрепляющих балочных элементов торцевой стены, верхняя обвязка и обшивка боковой стены.

В третьей главе сформированы методика и алгоритм разработки комплекса конструкторских мероприятий, направленных на совершенствование кузова универсального полувагона. Разработанный алгоритм состоит из традиционных этапов, однако каждый этап содержит исследования, которые ранее не выполнялись и учитывает особенности конструкции полувагона и специфику его эксплуатации.

При обосновании необходимости совершенствования полувагона предложено использовать вновь разработанную обобщенную конструктивную схему (рисунок 1). Это позволило на основе функциональных и технологических связей сформировать параметризованные расчетные схемы основных несущих элементов кузова.

При выборе критериев совершенствования верхней обвязки боковой стены было проведено исследование и обосновано распределение вероятности силы удара грейфера о верхнюю обвязку (рисунок 3). В результате расчетных исследований было

определено, что для уменьшения повреждаемости верхней обвязки на 80%, необходимо повысить показатели ее прочности на 20%. Была уточнена методика расчетной оценки прочности торцевой стены полувагона при ударном воздействии сыпучего груза.

Необходимость проведения данного исследования была обусловлена тем, что при применении существующей методики расчета расхождение расчетных и экспериментальных значений напряжений достигало 35 %. Была предложена расчетная схема приложения ударного воздействия от сыпучего груза на торцевую стену (рисунок 4). В результате численных экспериментов были получены эмпирические поправочные коэффициенты, с использованием которых получены формулы для вычисления динамического давления для верхней и нижней частей торцевой стены.

—вероятность вознгманавбння силы

— _ уровень сил», при котором не повреждается существующая верхняя обвязка «... уровень силы, при котором не долена лсвраждаться верхняя обвязка

Рисунок 3 - Распределение вероятности силы удара грейфера при разгрузке

«-^"Утсмштм м«и» притомим ■ » •Нормвтмнмсхамвпсмломнм

Рисунок 4 -Распределение давления от сыпучего груза по высоте торцевой стены

• - - ■ Рвсчгг

— ■ Расчет с учетом ремонтов

Рисунок 5 - Кривая усталости промежуточной стойки с учетом ремонтов

0.21 -тгр-а

(2)

0,14-ж -я

р>=-щ-> (3)

где р! - давление, действующее на нижнюю часть стены; р2 - давление, действующее на верхнюю часть стены; тгр- масса груза; а - продольное ускорение; В- ширина стены; Н- высота стены.

Как показали проведенные в дальнейшем экспериментальные исследования применение данной методики расчета позволило повысить точность расчетных исследований в 2,5...3 раза.

Для уточненного прогнозирования ресурса конструкции кузова полувагона была предложена методика дифференцированной оценки всех его элементов. Оценка ресурса полувагона производилась по зависимости (4)

Тк=тт{ТН!Тп,Тк2...Тш}, (4)

где Тк — срок службы полувагона; Т^.Т^Т^—Т^ — сроки службы отдельных элементов.

При этом обосновывался объем необходимого ремонта для каждого ього элемента. Объем ремонта определялся на основе вариантных расчетов, при этом оценивалось изменение конструктивной и технологической концентрации напряжений. Конструктивная концентрация оценивалась по эквивалентным напряжениям и их градиенту. Технологическая концентрация оценивалась по набору применяемых технологических приемов. В результате для каждого варианта кузовного ремонта определялся общий коэффициент снижения предела выносливости по формуле (5), а также

расчетная величина амплитуды динамического напряжения условно симметрично цикла ааз по формуле (6) и выбирался вариант кузовного ремонта, обеспечивающий восстановление ресурса. Было предложено проводить оценку ресурса после ремонта по расчетной кривой усталости (рисунок 5).

(4=^. (5)

КМ*110«

где к„- коэффициент концентрации напряжений, учитывающий снижение сопротивления усталости в связи с местными изменениями формы и размеров детали: изменения сечения, наличие сварных швов, отверстий, вырезов и тд.; кн- коэффициент неоднородности материала (учитывающий, в том числе технологию сварки); ку- коэффициент влияния упрочняющей поверхностной обработки детали; км- коэффициент влияния размеров детали (масштабный фактор); кпое- коэффициент влияния качества поверхности детали (коэффициент поверхностной чувствительности).

(6)

\ «о '-1

где т - показатель степени в уравнении кривой усталости в амплитудах; ТУс - суммарное число циклов динамических напряжений за 1 год эксплуатации; Тк - проектный календарный срок службы; Щ - базовое число циклов; егЛ,- - уровень амплитуды динамического напряжения; Р, - вероятность появления амплитуды с уровнем аа !.

В результате предложена методика оценки усталостной прочности, позволяющая управлять ресурсом конструкции в процессе эксплуатации при помощи выбора наиболее эффективного способа ремонта.

Было сформировано семейство параметризованных моделей элементов конструкции боковой и торцевой стен (рисунок ба, 6в, 6г). Для оценки взаимосвязей параметров торцевой стены создана сетевая модель (рисунок 66), в которой векторы: А - множество параметров (7), В — множество ограничений (В), С — множество параметров, удовлетворяющих ограничениям В (9).

А = {ах а2 ... а, ...... ап}, (7)

* = {*! Ь ... Ъ, ...... Ьп), (8)

С = А{)В (9)

При использовании множества ограничений В для выбора рациональных параметров применялась зависимость

Г 0, если а, г Ь,

<Н ' (10)

[я,.,если_а, ео.

Н - высота гофра, Ь - ширина гофра; в - толщина обшивки; <[>- угол наклона гофра; п - количество гофров

а) параметризованная модель торцевой стены; б) сетевая модель параметров торцевой стены; в) параметризованная модель верхней обвязки; г) параметризованная модель обшивки

Рисунок 6 - Семейство параметризованных расчетных моделей

Для апробации разработанных методик были сформированы уточненные конечно-элементные модели (рисунок 7). Созданные модели отличались уточненным описанием кинематических граничных условий и зон концентрации напряжений, учитывали геометрические и технологические особенности конструкции, особенности эксплуатации и силового взаимодействия. При разработке модели использовались традиционные подходы метода конечных элементов.

{а{х,у,г)}=Ще{Х,Г,2)) (12)

где [К] - матрица жесткости системы; {¿} - матрица перемещений; {Р} - матрица, характеризующая совокупность внешних воздействий; [Ц] - матрица упругости; {е(Х,У,2)} - матрица-столбец деформаций.

В четвертой главе выполнена апробация разработанных методик и расчетных моделей. На основе параметризованной модели было выполнено совершенствование конструкции торцевой стены. Получены зависимости (рисунок 8), на основе которых выбраны количество, расположение и основные параметры несущих профилей. В результате разработана конструкция торцевой стены, в которой напряжения снижены на 20%, а масса на 35 кг.

10

(И)

Рисунок 7 - Конечно-элементная расчетная модель полувагона

б)

/

/ /

/ •

У

к--

---толщина профиля ----ширина профля ----вьсота простиля -толщина обшивки

О 200СЮ «ОС

МОС 120000 14000С

|

--*

800 Ё г | 600 I 200 •

Г -Напряжения . — - -Масса

----- ---

2 3 4 5 Количество горизонтальных бвлок, шт

а) НДС конструкции; б) зависимости массы и момента сопротивления от параметров несущих элементов; в) эпюры напряжений в несущих балках; г) обоснование количества несущих балок.

Рисунок 8 - Результаты расчетных исследований торцевой стены

Аналогичные зависимости были получены для параметров верхней обвязки (рисунок 9а). На основании полученных зависимостей создана конструкция верхней обвязки, которая позволила снизить общий уровень напряжений на 20%, а вероятность возникновения остаточных деформаций при погрузке-втлгрузке на 80%.

Высота профиля, мм

та во по 133

Ширина профиля, мм

Толщина профиля, мм

Высота профиля, мм '

-\Л/у ■

-Масса

б)

£

t и

Я

I ,

t.

4

' иличмтм гвфрв» ТОЛЩИН! ОбШИ10<

/ /

У

! ! : ^ ..........;................

Размер гофра, мм; угол, гряд

Количасвто гофров, п; толщина, м

а) верхняя обвязка; б) обшивка

Рисунок 9 - Результаты расчетных исследований боковой стены

В результате проведенных расчетных исследований по устойчивости обшивки боковой стены получены зависимости влияния параметров гофров на коэффициент запаса устойчивости (рисунок 96). На основании полученных зависимостей рекомендована конструкция с четырьмя продольными гофрами, а также обоснована возможность применения сплошного продольного гофра взамен существующего - "корытообразного".

Выполнена расчетная оценка усталостной прочности верхней обвязки с учетом объема кузовного ремонта и установлено, что у модернизированной верхней обвязки объем ремонта снижен в 1,5 раза.

В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований. Исследование статической прочности проводилось на натурном образце вагона методами тензометрирования при действии эксплуатационных нагрузок (рисунок 10а).

а) тензодатчшси, установленные на натурном вагоне; б) зависимости давления сыпучего груза от его параметров

Рисунок 10 -Экспериментальные исследования

Вертикальная статическая нагрузка от веса груза и распора моделировалась путем заполнения водой гибких емкостей, помещенных в кузов полувагона. Для оценки напряжений в конструкции от сыпучего груза с использованием результатов испытаний была разработана методика пересчета напряжений от применяемого на испытаниях груза к реальному сыпучему грузу. Для этого получены зависимости (рисунок 106) влияния плотности и угла естественного откоса на распорное давление и получена формула пересчета (13).

где а -напряжения от действия сыпучего груза; атл- напряжения, полученные на испытаниях; Рч - давление при угле естественного откоса искомого I груза; Р(рисп - давление при угле естественного откоса груза на испытаниях; Рр - давление при плотности искомого груза; Ррисп - давление при плотности груза на испытаниях.

Анализ результатов статических испытаний показал, что максимальное расхождение расчетных и экспериментальных данных не превышает 8%.

При ударных испытаниях на натурном образце вагона исследовались динамические напряжения в несущих элементах конструкции. Анализ результатов ударных испытаний показал, что максимальное расхождение расчетных и экспериментальных данных не превышает 10%. Положительные результаты статических и ударных испытаний позволили обосновать

комплекс разработанных конструкторских рекомендаций по совершенствованию кузова универсального полувагона.

Оценка усталостной прочности конструкции проводилась на основе результатов испытаний натурного образца вагона при сбрасывании с клиньев. При этом регистрировались динамические напряжения в несущих элементах конструкции и собственные частоты колебаний конструкции. В результате подтверждена работоспособность конструкции при многоцикловом нагружении.

В шестой главе выполнена оценка экономической эффективности внедрения комплекса конструкторских мероприятий, направленных на совершенствование полувагона. Показано, что за счет снижения объема кузовного ремонта достигается экономический эффект не менее 410 тыс. рублей на условный парк 1000 полувагонов за 1 год. Основные положения диссертации внедрены при разработке универсальных полувагонов моделей 12-1293,12-1302,12-9766,12-9761.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

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

1. Выполнены обзор существующих конструкций и классификация полувагонов, учитывающие опыт отечественного и зарубежного вагоностроения за последние 10 лет и позволяющие осуществлять выбор основных направлений совершенствования их конструкции.

2. Разработана обобщенная конструктивная схема полувагона, представляющая его в виде отдельных блоков, разделенных по функциональному назначению, позволяющая формировать параметризованные расчетные модели с учетом конструктивных, функциональных и технолошческих взаимосвязей элементов конструкции.

3. Проведено исследование повреждений основных несущих элементов кузова универсального полувагона в эксплуатации, позволившее определить наиболее повреждаемые элементы кузова.

4. Разработаны общая методика и алгоритм, позволяющие на основе комплекса расчешо-экспериментальных и аналитических исследований осуществлять совершенствование конструкции кузова полувагона путем выбора рациональных геометрических параметров боковой и торцевой стены.

5. Созданы параметризованные расчетные модели, позволившие путем проведения многовариантных расчетов, получить зависимости влияния геометрических параметров несущих элементов на напряженно-деформированное

состояние, устойчивость и усталостную прочность торцевой и боковой стен, позволяющие выбирать рациональные параметры полувагона.

6. Доработана существующая нормативная методика расчетного исследования прочности торцевой стены полувагона при ударном воздействии сыпучего груза. Предложена расчетно-экспериментальная зависимость распределения давления сыпучего груза, позволяющая повысить достоверность расчета в 2,5...3 раза.

7. Разработана прикладная методика оценки усталостной прочности конструкции полувагона, позволяющая получать уточненный прогноз ресурса и дающая возможность управлять ресурсом вагона путем выбора наиболее эффективного способа ремонта кузова.

8. Выполнена апробация алгоритма, прикладных методик и расчетных моделей, в результате которой выбраны рациональные технические решения и геометрические параметры торцевой и боковой стены полувагона, что в свою очередь позволяет снизить объем затрат на проведение кузовных ремонтов полувагонов в эксплуатации.

9. Получены экспериментальные зависимости величин напряжений от действия сыпучего груза в конструкции кузова полувагона в зависимости от плотности и угла естественного откоса груза, позволившие сократить затраты на проведение статических прочностных испытаний.

10. Проведены экспериментальные исследования, включающие в себя статические прочностные и ударные испытания, а также расчетно-экспериментальную оценку усталостной прочности разработанной конструкции кузова полувагона. Результаты испытаний подтвердили правильность выбора рациональных параметров конструкции. Расхождение данных, полученных расчетным путем, не превысило 10% при ударном воздействии и 8 % для статических испытаний.

11. Установлено, что экономический эффект от внедрения комплекса конструкторских мероприятий, направленных на совершенствование конструкции полувагона, составит не менее 410 тыс. рублей в год на каждую 1000 полувагонов. Основные положения диссертации внедрены при производстве полувагонов моделей 12-1293,12-1302,12-9766,12-9761.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:

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

1. Афанасьев А.Е. Совершенствование методики оценки технического состояния и расчетно-экспериментального обоснования продления срока службы полувагонов / А.Е. Афанасьев // Транспорт Урала. - 2008. - №1(16) - С. 49-52.

2. Афанасьев А.Е. Исследование прочности торцевой стены универсального полувагона / А.Е. Афанасьев // Наука и техника транспорта. - 2008. - №4 -С. 87-93.

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

3. Афанасьев А.Е. Анализ повреждений универсальных полувагонов в эксплуатации. / А.Е. Афанасьев // Петербургский государственный университет путей сообщения. - СПб, 2006. - 9 е., библ. 3. - Рус. - Деп. в ЦНТИ ОАО РЖД 29.08.2006, № 6484-жд2006.

4. Афанасьев А.Е., Битюцкий A.A., Рыжов К.И. Капитальный ремонт полувагонов с заменой кузова. / A.A. Битюцкий, К.И. Рыжов, А.Е. Афанасьев // Вагоны и вагонной хозяйство. - 2006. - №3(7) - С. 39-42.

5. Афанасьев А.Е., Кякк К.В., Рыжов К.И. Создание усовершенствованной конструкции кузова для восстановления ресурса полувагонов при капитальном ремонте. / К.В. Кякк, К.И. Рыжов, А.Е. Афанасьев // Повышение эффективности эксплуатации грузовых вагонов и совершенствование их конструкции: сб. науч. тр. / под ред. A.A. Битюцкого; Инженерный центр вагоностроения - СПб.: Изд-во «ОМ-Пресс», 2006. - С. 33-42.

6. Афанасьев А.Е., Кякк К.В., Рыжов К.И. Кузов будет - ресурс восстановим. / К.В. Кякк, К.И. Рыжов. А.Е. Афанасьев // РЖД Партнер. - СПб., 2007. №4(104)-С.84-85.

7. Афанасьев А.Е., Дроздов А.Ф., Битюцкий H.A. Техническое диагностирование полувагонов и продление их срока службы / А.Ф.Дроздов, А.Е. Афанасьев, H.A. Битюцкий // Совершенствование методов испытаний и диагностики грузовых вагонов: сб. науч. тр. / под ред. A.A. Битюцкого; Инженерный центр вагоностроения. - СПб.: Изд-во «ОМ-Пресс», 2007. - Вып.2. - С. 7989.

8. Афанасьев А.Е., Дроздов А.Ф., Битюцкий H.A. Нам - рассчитать методику, вам - оценить целесообразность. / А.Ф.Дроздов, А.Е.Афанасьев, H.A. Битюцкий // РЖД Партнер. - СПб., 2007. №18(118) - С.100-102.

патенты РФ:

9. Патент 67943 Российская Федерация, МПК B61D 17/06, 3/08. Торцевая стена полувагона / Битюцкий A.A., Кякк К.В., Рыжов К.И., Афанасьев А.Е.; заявитель и патентообладатель ООО «Инженерный центр Вагоностроения». - № 2007108036/22 ; заявл. 02.03.2007;опубл. 10.11.2007,Бюл. №31.-2 е.: ил.

10. Патент 69000 Российская Федерация, МПК B61D 3/08. Пол полувагона / Битюцкий A.A., Кякк К.В., Рыжов К.И., Афанасьев А.Е.; заявитель и патентообладатель ООО «Инженерный центр Вагоностроения». - № 2007123985/22; заявл. 25.06.2007; опубл. 10.12.2007, Бюл. №34. -1 е.: ил.

Подписано к печати -/У. £>i. 09 Печ.л. - 1,0

Печать - ризография. Бумага для множит, апп. Формат 60x84 Чм

Тираж 100 экз. Заказ № И?.

СР ПГУПС

190031, С-Петербург, Московский пр. 9 16

Введение.

1 Обзор и анализ исследований по совершенствованию конструкций универсальных полувагонов. Обоснование и постановка рассматриваемых в диссертации задач.

1.1 Обзор и анализ исследований по совершенствованию конструкций универсальных полувагонов.

1.2 Постановка рассматриваемых в диссертации задач.

2 Анализ и классификация конструкций универсальных полувагонов и их повреждений.

2.1 Анализ конструкций полувагонов и их классификация.

2.2 Разработка обобщенной структурной схемы универсального полувагона.

2.3 Анализ повреждений элементов полувагонов в эксплуатации и их классификация.

2.4 Выводы.

3 Разработка методики совершенствования конструкции универсального полувагона.

3.1 Формирование общего алгоритма совершенствования конструкции универсального полувагона.

3.2 Разработка методики выбора параметров отдельных элементов конструкции.

3.3 Разработка уточненной методики исследования прочности конструкции универсального полувагона при воздействии сыпучих грузов.

3.4 Уточнение методики расчетно-экспериментальной оценки усталостной прочности с учетом результатов диагностирования технического состояния конструкций.

3.5 Формирование конечно-элементной модели конструкции кузова универсального полувагона.

3.6 Выводы.

4 Расчетное исследование конструкции универсального полувагона по разработанным методикам.

4.1 Исследование прочности и обоснование параметров несущих элементов торцевой стены.

4.2 Исследование прочности и обоснование параметров верхней обвязки боковой стены.

4.3 Исследование устойчивости и обоснование параметров обшивки боковой стены.

4.4 Оценка усталостной прочности несущей конструкции универсального полувагона с выбранными параметрами.

4.5 Выводы.

5 Экспериментальное исследование прочности универсального полувагона

5.1 Разработка методики экспериментального исследования прочности конструкции полувагона.

5.2 Статические испытания полувагона.

5.3 Ударные испытания полувагона.

5.4 Оценка усталостной прочности конструкции.

5.5 Оценка сходимости результатов расчетных и экспериментальных исследований.

5.6 Выводы.

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

Актуальность работы. Важную роль в развитии экономики Российской Федерации играет эффективная работа железнодорожного транспорта, на который приходится значительный объем и номенклатура перевозимых грузов, особенно в полувагонах. Полувагоны на сегодняшний день являются самым массовым видом подвижного состава, который насчитывает более 300 тыс. единиц. В полувагонах перевозят как единичные специфические грузы, так и массовые насыпные. Самым массовым грузом, перевозимым в полувагонах, является уголь, доля перевозок которого составляет 57% от общего объема грузов, перевозимых в полувагонах.

В настоящее время парк полувагонов включает в себя более 20 различных моделей. Многолетний опыт эксплуатации и испытания, проведенные проектными и исследовательскими организациями, подтвердили преимущества полувагонов перед другими типами грузового подвижного состава. Однако возрастающие требования эксплуатирующих организаций к надежности и удобству эксплуатации полувагонов позволили выделить ряд существенных недостатков в их конструкции. Основные проблемы полувагонов связаны с недостаточной надежностью при действии нагрузок и имеющих место в ходе их эксплуатации, особенно при погрузке/разгрузке, усталостной повреждаемостью и высокой степенью коррозии отдельных элементов конструкции. В течение последних десятилетий универсальный полувагон подвергался многочисленным модернизациям, однако накопленный опыт эксплуатации показывает, что его конструкция не в полной мере соответствует современным требованиям предъявляемым к полувагонам.

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

Целью работы является разработка комплекса методик уточненного исследования и выбора рациональных параметров основных несущих элементов полувагона и на их основе совершенствование кузова универсального полувагона.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Выполнена классификация полувагонов и на ее основе разработана обобщенная конструктивная схема, позволяющая формировать параметризованные расчетные модели с учетом конструктивных, функциональных и технологических взаимосвязей их элементов.

2. Разработаны алгоритм и методика выбора геометрических параметров торцевой и боковой стен полувагона, позволяющие производить совершенствование их конструкции на основе уточненного исследования параметров их напряженного состояния, устойчивости и усталостной прочности.

3. Получены зависимости влияния геометрических параметров несущих элементов на напряженно-деформированное состояние, устойчивость и усталостную прочность торцевой и боковой стен, позволяющие выбирать рациональные параметры полувагона.

4. Предложена расчетно-экспериментальная зависимость для оценки ударного воздействия сыпучего груза на торцевую стенку, позволяющая в 2,5.3 раза повысить достоверность расчетных исследований прочностных параметров несущих элементов полувагона.

Практическая ценность работы:

1. Разработанная методика совершенствования конструкции полувагона позволяет осуществлять выбор рациональных геометрических параметров элементов кузова при их модернизации и обеспечить снижение трудоемкости и объема кузовного ремонта.

2. Сформированные параметризованные расчетные модели торцевой и боковой стены полувагона, учитывающие конструктивные, функциональные и технологические взаимосвязи их элементов, позволяют сократить затраты времени и повысить общее качество проектирования при решении задачи выбора их рациональных параметров.

3. Предложенная методика расчета ударного воздействия сыпучего груза на торцевую стенку позволяет в 2,5.3 раза повысить достоверность расчета прочности конструкции полувагона.

4. Полученные экспериментальные зависимости величин напряжений от действия сыпучего груза в конструкции кузова полувагона в зависимости от плотности и угла естественного откоса груза позволяют сократить затраты на проведение статических испытаний полувагонов.

Реализация. Результаты работы использованы при разработке конструкций универсальных полувагонов моделей 12-1293 производства ОАО «Рузхиммаш», 12-1302 производства ЗАО «Промтрактор-вагон», 12-9766 производства ОАО «Рославльский ВРЗ», 12-9761 производства ЗАО «ТСЗ «Титран-Экспресс». Разработанная уточненная методика оценки прочности кузова полувагона при воздействии сыпучих грузов использована 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 (2005, 2007 гг.); на неделях науки ПГУПС (20052007 гг.); на научно-технических совещаниях ООО «Инженерный центр вагоностроения» (2005-2008 гг.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в десяти печатных работах, отдельные разделы теоретических исследований приведены в отчете о научно-исследовательской работе. По результатам внедрения выполненных исследований получено два патента на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация включает в себя введение, шесть глав, заключение, приложение и изложена на 173 страницах машинописного текста, содержит 8 таблиц и 109 иллюстраций. Список использованных источников насчитывает 123 наименования.

Результаты работы использованы при разработке конструкций универсальных полувагонов моделей 12-1293 производства ОАО «Рузхиммаш» (рисунок 105), 12-1302 производства ЗАО «Промтрактор-вагон» (рисунок 106), 12-9766 производства ОАО «Рославльский ВРЗ» (рисунок 107), 12-9761 производства ЗАО «ТСЗ «Титран-Экспресс» (рисунок 108). Все упомянутые конструкции универсальных полувагонов приняты межведомственной комиссией и поставлены на серийное производство, а также сертифицированы Регистром сертификации на федеральном железнодорожном транспорте.

Рисунок 107 — Полувагон модели 12-9766 модели модели

Рисунок Í06 - Полувагон 12-1302

Рисунок 108 - Полувагон 12-9761

Рисунок 12-1293

105 - Полувагон модели

Кроме того разработанная уточненная методика исследования прочности конструкции универсального полувагона при воздействии сыпучих грузов используется при уточненном расчете кузовов полувагонов на прочность. Методика пересчета напряжений от сыпучего груза с одними характеристиками на сыпучий груз с другими характеристиками.

Оценка экономической эффективности разработанных мероприятий

В данной части работы проведена оценка экономического эффекта от предложенных автором рекомендаций по совершенствованию конструкции полувагона. Для этого произведен расчет полной себестоимости и трудоемкости следующих работ:

- правка верхней обвязки;

- ремонт торцевой стены с учетом сварочных работ;

- замена части обшивки боковой стены.

Расчет полной себестоимости ремонтных работ произведен в соответствии с [73, 72]. Результаты расчета себестоимости приведен в таблице 8. В калькуляцию включены следующие экономические элементы расходов:

- расходы на фонд оплаты труда основных производственных групп;

- отчисления с заработной платы основных производственных групп в фонд социального страхования;

- расходы на материалы (сырье, топливо, электроэнергия);

- амортизация на основное производственное оборудование;

- общехозяйственные расходы;

- содержание аппарата управления.

Реализация предложенных конструкторских мероприятий относится к будущему периоду, поэтому не имеется возможности определить результат с абсолютной точностью. Для этого в оценку экономической эффективности включен показатель риска и неопределенности (%). Ведь риском является результат неблагоприятного исхода принимаемого решения тогда, когда ситуация может быть оценена предшествующим годом. Для учета фактора неопределенности риска, автором использован метод корректировки параметра проекта, которым является снижение количества ремонтируемых полувагонов в год. На основе экспертной оценки параметр риска г принят 3%.

Результаты внедрения разработанных конструкторский мероприятий приведут к снижению количества ремонтов полувагонов. Экономический эффект от внедрения рассчитывается по следующей формуле эф = Сго(>1 - с,о,п (56) где СгодХ- годовые расходы на ремонт до внедрения;

Сгод2 — годовые расходы на ремонт после внедрения.

Годовые расходы на ремонт определяются по формуле

Сгод=с/с,-М-к, (57) где с/с — себестоимость производства данной операции ремонта; N - весь парк полувагонов; к — доля ремонтируемых вагонов по данной операции в год; / - номер ремонтной операции.

Доля ремонтируемых полувагонов к после внедрения определяется по формуле к после «недр = Ко «недр ~ £ ~ Г где Коаевнедр ~ Доля ремонтируемых полувагонов после внедрения; Ковнедр ~ Доля ремонтируемых полувагонов до внедрения;

- коэффициент снижения доли ремонтируемых полувагонов, принимается 20%; г — параметр риска.

Расчет экономического эффекта произведен в условиях внедрения разработанных конструкторских мероприятий для всего парка полувагонов без учета затрат на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы.

Результаты расчета экономического эффекта от внедрения предложенных конструкторских мероприятий сведены в таблицу 8.

Заключение

Выполненный комплекс теоретических и экспериментальных исследований, направленных на обоснование комплекса конструкторских мероприятий по совершенствованию полувагона позволил констатировать следующее: - на основе проведенного обзора конструкций выполнена классификация полувагонов, учитывающая отечественный и зарубежный опыт вагоностроения и позволяющая осуществлять выбор основных направлений совершенствования конструкции полувагонов и его основных частей. По результатам обзора конструкций разработана обобщенная конструктивная схема полувагона;

-разработаны общая методика и алгоритм, позволяющие при помощи комплекса расчетно-экспериментальных и аналитических исследований, осуществлять путем внедрения комплекса конструкторских мероприятий совершенствование полувагона;

-разработана методика выбора параметров отдельных элементов полувагона, позволившая выбрать рациональные параметры торцевой стены, верхней обвязки и обшивки боковой стены;

-уточнена методика исследования прочности кузова полувагона при воздействии сыпучих грузов, позволившая оценить прочность торцевой стены в условиях наиболее приближенных к эксплуатационным;

-разработана методика оценки усталостной прочности, позволяющая прогнозировать и управлять ресурсом конструкции полувагона в эксплуатации и учитывающая ремонт с установкой накладок, заварки трещин и устранения геометрических несоответствий;

-разработана параметрические расчетные конечно-элементные модели, позволяющие варьировать набором заданных параметров и на их основе выбирать рациональные параметры конструкции;

- проведена апробация разработанных методик и предложен комплекс конструкторских мероприятий, направленных на улучшение эксплуатационной надежности полувагона и позволяющих снизить объем ремонта полувагона;

- проведены экспериментальные исследования, включающие в себя статические и ударные испытания, выполненные по разработанной методике, позволяющей регистрировать статические и динамические напряжения в несущих элементах конструкции полувагона. Для подтверждения работоспособности конструкции при многоцикловом нагружении проведена расчетно-экспериментальная оценка усталостной прочности. 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 полувагона установлено, что экономический эффект составит не менее 111 550 ООО рублей в год.

- основные положения разработанных методик внедрены при производстве полувагонов моделей 12-1293 производства ОАО «Рузхиммаш», 12-1302 производства ЗАО «Промтрактор-вагон», 12-9766 производства ОАО «Рославльский ВРЗ», 12-9761 производства ЗАО «ТСЗ «Титран-Экспресс».

1. Абашеев 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. Абашеев Ф.Х. Метод максимального правдоподобия оценивания параметров распределения по данным об отказах узлов полувагонов в эксплуатации. Межвузовский сб. науч. тр. УрЭМИИТ, 1989, вып.80, с. 19-22.

3. Авраменко Н.М. О работоспособности и совершенствовании торсионов полувагонов. Труды ВНИИВ, 1966, вып.1, с.62-67.

4. 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.

5. Афанасьев И.А. Упрощенный метод расчета кузова полувагона при действии распорных усилий. Автоматизация и современные технологии. 1999, №4, с.22-24.

6. Афонина Е.В. Оптимизация металлоконструкций кузовов грузовых вагонов с учетом требований прочности и живучести несущих элементов: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. — Брянск.: БГТУ, 2001,

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

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

9. 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. - 156 с.

10. 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.

11. 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,

12. Вагоны. / М.В. Винокуров, JI.A. Шадур, П.Г. Проскурнев, А.И. Михалевский, В.А. Лазарян. JI.A. Коган, C.B. Вершинский, З.О. Каракашьян и др. Под ред М.В. Винокурова. М.: Трансжелдориз-дат, 1953.-704 с.

13. Вагоны. /Под ред. Л.Д. Кузьмича. М., Машиностроение, 1978. - 376 с.

14. Вагоны /Л.А.Шадур и др. М.: Транспорт, 1980. - 439с.

15. Вершинский C.B. и др. Динамика вагонов. — М.: Транспорт, 1991. — 360с.

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

17. Виноградов Г.П., Коган Л.А., Трещалин И.М. Выбор параметров и конструктивных схем грузовых вагонов/ Тр. ВНИИЖТа, 1960. Вып. 189. -191 с.

18. Выбор оптимальных параметров восьмиосных грузовых вагонов, исследование их прочности и динамических качеств. Под ред. Л.А. Шадура. Тр. МИИТа, вып. 153, 1962. 172 с.

19. Гамиров В.И. Исследование эффективности усилений шкворневого узла четырехосных полувагонов. Труды ВНИИЖТ Уральское отделение, 1965 г., вып. 10, с 63-75.

20. 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.

21. 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.

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

23. 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.

24. Дубровин В.Г. Исследование напряженного состояния крышек разгрузочных люков полувагонов. Труды ВНИИЖТ Уральское отделение. 1965 г., вып. 10., с 76-83.

25. Ерыгин В.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 узла четырехосного полувагона: Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1984.

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. 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.

30. Иноземцев В.Г. Автоматические тормоза. — М.: Транспорт, 1981. — 592 с.

31. Исследования по созданию пассажирских вагонов для скоростей движения до 200 км/ч. Отчёт/ЛИИЖТ; Руководитель работы И.И. Челноков. Инв. № Б 69029910. Л., 1969. - 214 с.

32. История железнодорожного транспорта России. Т. 1: 1836-1917 гг. — М.-СПб., 1994.-336 с.

33. Киселев С.Н., Данилов В.Н., Аксенова Л.А., Скляров В.М. Разработка методики и алгоритма для расчета циклической прочности сварных соединений вагонов по линейной теории суммирования повреждений. — Межвузовский сб. науч. тр. МИИТ, 1983, вып.724, с.3-6.

34. Киселев С.Н., Аксенов Ю.Н., Смирнов В.Ю., Богачев А.Ю. Методика расчета сварных конструкций в локальных зонах концентрации деформации. Межвузовский сб. науч. тр. МАСИ. — 1993. — Стабильность, качество и работоспособность сварных конструкций. — с.55-59.

35. Киселев С.Н., Аксенов Ю.Н., Смирнов В.Ю., Богачев А.Ю. Методика расчета сварных конструкций при переменной величине усилий контакта между поверхностями отдельных элементов. Сварочное производство. 1993, №4, с.31-33.

36. Конструирование и расчёт вагонов /Под ред. В.В. Лукина. М.: УМК МПС России, 2000. - 731с.

37. Котуранов В.Н. Макухин В.М., Харитонов М.И. Метод исследования напряженного состояния цельнометаллических кузовов полувагонов применительно к задачам оптимального проектирования. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 19.03.1981, №1209, М.: 1981, 12 с.

38. Кочетов В.Т., Кочетов М.В., Павленко А.Д. Сопротивление материалов. — СПб.: БХВ-Петербург, 2004. -544 с.

39. Кочнов А.Д., Черкашин Ю.М. Методы расчёта показателей надёжности элементов конструкции вагонов при постепенных отказах. Сб. тр. ВНИИЖТ «Современные методы расчёта вагонов на прочность, надёжность и устойчивость». — М.: Транспорт, 1986. — 179с.

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

41. Краснов О.Г., Хмелева Ю.А. Анализ причин разрушения роликов приводных цепей полувагонов универсальных. Тр. НИИ тепловозов и путевых машин, 1999, №78, с. 119-124.

42. 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.

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

44. Кузнецов С.А. Методика оценки накопления повреждений в элементах конструкции вагона от действия эксплуатационных нагрузок и учетом коррозионного износа. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС, №6439-жд04, 18 с.

45. Кузнецов С.А. Методика оценки коррозионно-усталостной прочности узлов вагона. Тезисы Подв. состав 21 века, ПГУПС, 2003, с. 152-153.

46. 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.

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

48. Лозбинев Ф.Ю. Экономия материальных ресурсов в сфере производства и эксплуатации несущих кузовов вагонов. — Брянск.: ЦНТИ. -2000. — 130 с.

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

50. Лукин В.В., Медведев. В.П. Алгоритм отыскания оптимальных параметров основных типов грузовых вагонов. / Тр. ОмИИТа, Т. 169, 1974. -С. 29-39.

51. Лукин В.В. Выбор оптимальных параметров восьмиосного полувагона. Выбор оптимальных параметров восьмиосной цистерны. / Тр. МИИТа, вып. 153, 1962. с. 6-38, 39-53.

52. Лукин В.В. Выбор рациональных параметров восьмиосных цистерн и полувагонов габарита Т./ Науч. тр. ОмИИТа, Т. 167. 1975. С. 3-15, 2332.

53. Лукин В.В. Выбор рациональных параметров грузовых вагонов. Учебное пособие. ОмИИТ, 1985. - 84 с.

54. Лукин В.В. Выбор рациональных параметров и коснтруктивных схем вагонов. // Железнодорожный транспорт. 1995. - №8. - С. 42-45.

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

56. Макухин В.М., Харитонов М.И. Применение метода В.З. Власова к расчету цельнометаллических кузовов полувагонов. В кн.: Проблемы механики железнодорожного транспорта. Тезисы докл. Всесоюзной конференции. Днепропетровск, 1980, с.92-93.

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

58. 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.

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

60. 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.

61. Нетеса А.Г. Методика исследования напряженного состояния четырехосного цельнометаллического полувагона. Труды ВНИИЖТ, 1978, вып.590, с.34-39.

62. Нетеса А.Г. Методика исследования напряженного состояния четырехосного цельнометаллического полувагона. // Совершенствование конструкции, технического обслуживания, ремонта вагонов и погрузо-разгрузочных средств Тр. ВНИИЖТ, вып. 590. - 1978, с 34-39.

63. 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.

64. Нетеса А.Г. Уточнение методики определения нагрузок на поперечные балки рамы полувагона от действия сил навигации. Тр. ВНИИЖТ, 1982, вып. 652, с 102-106.

65. 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.

66. Никольский Л.Н. Теория и расчет вагонов. Л.: Машгиз. — 1947. — 294 с.

67. Нормы времени на сварочные работы при деповском ремонте грузовых вагонов, утвержденные вице-президентом ОАО «РЖД» В.А.Гапановичем. М.: ОАО «РЖД», 2006 г. 140 с.

68. Нормы времени на слесарные работы при деповском ремонте грузовых вагонов с учетом применения поточно-конвейерной линии, утвержденные вице-президентом ОАО «РЖД» В.А.Гапановичем. М.: ОАО «РЖД», 2005 г. 120 с.

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

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

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

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

73. Павлюков А.Э. Использование поэтапной методики расчета для совершенствования конструкции торцевой стены полувагона. Проблемы механики железнодорожного транспорта: Тезисы докл. конф. в ДИИТе -Днепропетровск, 1992.-с.112.

74. 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.

75. Радзиховский A.A., Царапкин В.А., Троцкий М.В. Выбор оптимальной структуры парка и параметров вагонов-хопперов для сыпучих грузов. // Совершенствование конструкций вагонов, их узлов и деталей: Тр. ВНИИВ, вып. 45, 1981 С. 102-112.

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. Речкалов А.И. Совершенствование конструкции полувагонов. Труды ВНИИЖТ Уральское отделение, 1965 г., вып. 10, с 17-24.

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

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

81. 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.

82. 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.

83. Соколов, A.M. Прочность несущих конструкций специализированных вагонов с регулируемой нагрузкой: Автореферат дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук: 05.22.07/ Соколов Алексей Михайлович. — М., 2000.-23 с.-Библиогр.: с.23.

84. Соколов М.М., Варава В.И., Левит Г.М. Измерения и контроль при ремонте и эксплуатации вагонов. — М.: Транспорт, 1991. 157 с.

85. Соколов М.М., Третьяков A.B., Морчиладзе И.Г. Архитектоника грузовых вагонов М.: ИБС-Холдинг, 2006. - 394 с.

86. Стендовые и эксплуатационные испытания натурных узлов сочленения хребтовой и шкворневой балок: Отчет/ Руководитель работы Сурвилло А.Б., Зоценко А.Г., Уральское отделение ЦНИИ МПС. — Свердловск., 1968 г.-86 с.

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

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

89. Сухарев А.Г., Тимохов A.B., Федоров В.В. Курс методов оптимизации. — М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1986. — 328 с.З

90. Талалай В.И., Гохман Ф.Г., Угаров В.И., Рубан В.И., Дружинин С.С. Развитие испытаний нового специализированного полувагона для медной руды. Труды ВНИИВ, 1989 г, вып. 67, с 79-88.

91. Тарлыков В.И. Исследования усилий распора кузовов вагонов скатывающимися грузами. Атореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. Омск.: ОмИ-ИТ, 1993-24 с.

92. Ултургашев Г.Г. Влияние технологических допусков сборки на напряженное состояние несущих элементов кузова полувагона:

93. 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.

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

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

96. Хохлов A.A., Голубева Р.В. и др. Рациональные параметры полувагонов и цистерн перспективной структуры парка. Транспорт МИИТа, 1991, вып. 842.

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

98. Цытович H.A. Механика грунтов. — М.: Высшая школа 1983, 288 С.

99. 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.

100. Чигарев A.B., Кравчук A.C., Смалюк А.Ф. ANSYS для инженеров: Справочное пособие. — М.: Машиностроение-1, 2004. — 512 с.

101. Чиркин В.В. Методика оптимизации основных геометрических параметров грузовых вагонов. // Совершенствование параметров вагонного парка./ Сборник статей. М., 1973. С. 69-84.

102. Чиркин В.В. Оптимизация параметров и структуры парка грузовых вагонов по минимуму приведенных народнохозяйственных расходов. // Совершенствование параметров вагонного парка./ Тр. ИКТП. М., вып. 34., 1973.-С. 6-24.

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

104. Чур ков H.A., Авдовский A.A. Классификация и общее устройство вагонов. Учебное пособие. - СПб.: ПГУПС, 2004. - 99 с.

105. Шадур JI.A. Развитие отечественного вагонного парка. — М.: Транспорт, 1988.-279 с.

106. Шадур JI.A., Котуранов В.Н., Лукин В.В. и др. Большегрузные восьми-осные вагоны. / / Под ред. JI.A. Шадура. М.: Транспорт, 1968. - 288 с.

107. Шадур JI.A., Челноков И.И. Вагоны (конструкция, теория и расчет). — М.: Транспорт, 1965.-439 с.

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

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

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

111. Шувалов В.Ю. Работоспособность заделок стоек кузова полувагона: Ав-тореф. дне. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МИИТ, 1985, 24 с.

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