ДН-02-19 «Фундаментальні основи створення адекватно-спрямованого напружено-деформованого стану мульти-функціональних модулів вагоноконструкцій з можливостями перспективного широкого машинобудівного застосування»
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Контрольні випробування вагона-цистерни з метою оцінки залишкового ресурсу несучих конструкцій.(2019) Фомін, О. В.; Прокопенко, П. М.; Бурлуцький, О. В.; Фоміна, А. М.За останні роки відбулося значне старіння експлуатаційного парку вантажних вагонів, у тому числі вагонів-цистерн для перевезення особливо небезпечних вантажів. Сьогодні на залізницях України перебувають в експлуатації вагони-цистерни з терміном служби, який перевищує встановлений заводом-виробником. Аналіз технічного стану вагонів-цистерн після проведення планових видів ремонту показує, що значна їх частина перебуває в задовільному стані. Для вирішення питання про можливість подальшої безпечної експлуатації з вичерпаним терміном служби проводиться їхнє технічне діагностування та контрольні випробування. Проаналізувавши парк та технічний стан вагонів-цистерн для перевезення особливо небезпечних вантажів, ми виявили, що основну частину парку складають вагони-цистерни моделі 15-1407 для перевезення пропану, 15-1408, 15-1408-01, 15-1408-02, 15-1440, 15-1597, 15-1619 для перевезення аміаку, 15-1409, 15-1556 для перевезення хлору, 15-1519, 15-1780 для перевезення пропану-бутану, проте ці моделі вагонів перебувають у гарному технічному стані. Перелічені вагони-цистерни конструктивно відрізняються один від одного за такими ознаками: матеріал, з якого виготовляється котел цистерни; діаметр котла; кількість обичайок в котлі; захисне обладнання днища котла від пошкоджень під час аварій; захист арматури котла. Аварійна ситуація (особлива ситуація) – це ситуація, яка виникає в процесі перевезення внаслідок технічної несправності (відмови) частин залізничної транспортної системи або виникнення екстремальних зовнішніх чинників чи їх поєднань і яка характеризується порушенням дієздатності системи або створенням небезпечних умов експлуатації. Прикладами аварійних ситуацій можуть бути такі інциденти: удар автозчепу в днище котла цистерни, саморозчеп вагонів, підвищення тиску в котлі цистерни вище робочого тощо.Item Контрольні випробування вантажного вагона з метою оцінки залишкового ресурсу несучих конструкцій.(2019) Фомін, О. В.; Прокопенко, П. М.; Бурлуцький, О. В.; Фоміна, А. М.Останніми роками відбулося значне старіння експлуатаційного парку вантажних вагонів, у тому числі напіввагонів. Нині у мережі залізниць України перебувають в експлуатації напіввагони (далі – вагони) різних моделей і їхніх модифікацій з нормативним строком служби 22 роки. Для вирішення питання про можливість подальшої експлуатації вагонів з вичерпаним терміном служби проводиться їхнє технічне діагностування. Аналіз технічного стану напіввагонів після проведення планових видів ремонту показує, що значна їх частина перебуває у задовільному стані. Через недостатнє фінансу- вання придбання нових вагонів для забезпечення безперебійного виконання вантажних перевезень заліз- ничним транспортом актуальним залишається проведення робіт з визначення залишкового ресурсу напіввагонів та можливості продовження їх експлуатації в межах України понад полуторний термін.Item Dynamic load effect on the transportation safety of tank containers as part of combined trains on railway ferries.(2019) Fomin, O. V.; Lovska, A.; Píštěk, V.; Kučera, P.Maintaining the leading position of railway transport in the international transportation market led to the creation of its combined interaction with other modes of transport. In countries that have access to international traffic through the sea, rail-ferry services have been developed. At the initial stage of functioning of this symbiosis, only freight and passenger cars were transported by sea. At the moment, it has become possible to follow container trains on railway ferries by sea. An example would be the international Silk Road corridor, which connects Ukraine with China. Important components of this corridor are two rail-ferry routes through the waters of the Black and Caspian Seas.Item Strength determination of wagon bearing structures made of round pipes at railroad ferry transportation.(2019) Fomin, O. V.; Lovska, A.; Píštěk, V.; Kučera, P.The article presents the results of strength simulation of the bearing structure of freight wagon bodies made of round pipes during railway ferry transportation. In order to reduce the cost for manufacturing freight wagons, the introduction of round pipes in the supporting structure was proposed. In order to ensure the possibility of transportation of the designed structures of wagons on railway ferries, it was proposed to install on their draw bars an assembly unit for fixing with regard to decks. The value of the dynamic load which acts on the supporting structures of the bodies of the main types of freight wagons transported on the railway ferry was determined and the strength was calculated. It was established that the maximum equivalent stresses are within admissible values. The obtained results will enhance the efficiency of the operation of freight wagons through international transport corridors.Item Peculiarities of the mathematical modelling of dynamic loading on containers in flat wagons transportation.(2019) Fomin, O. V.; Gerlici, J.; Lovskaya, A.; Kravchenko, K.; Burlutski, O.; Hauser, V.The study deals with a shunting impact of 13-4085 wagon platform to a TK25 tank container. In order to define the loads acting on the container frame, 3D computer models of the 1СС size container is designed, both version – for liquid and dry material transport. The virtual model consider a longitudinal force from the wagon automatic coupling, vertical and horizontal forces from the wagon – containers interaction and also vertical forces of the container fittings. For checking adequacy of the created models, the container acceleration values was obtained in two scenarios. In the first case, when fittings are aligned relative to the fitting spots of a wagon, thus without possibility of relative movement. In the second case, movement within clearance of fitting spots is possible. Mathematical models of dynamic loads on these structures were solved by MathCad. Differential equations were solved by the Runge – Kutta method. Adequacy of the created models was checked with an F-test. On the basis of conducted calculation can be conclude that the hypothesis on the adequacy of the models was not rejected.Item The dynamic loading analysis of containers placed on a flat wagon during shunting collisions.(2019) Fomin, O. V.; Lovska, A.; Radkevych, V.; Horban, A.; Skliarenko, I.; Gurenkova, O.There are given the features of the dynamic loading mathematical modeling of containers placed on a flat wagon during shunting collision in the article. The numerical values of the accelerations acting on the container are determined. The results are confirmed by computer simulation. The developed models are verified by the F-criterion. The conducted studies will contribute to the creation of recommendations on the creation of new generation containers on car-building enterprises and increase the efficiency of combined transport operations.Item The Substantiation Of The Concept Of Creating Containers With Viscous-Elastic Connections In Fitting.(2019) Fomin, O.; Lovska, A.; Daki, O.; Bohomia, V.; Tymoshchuk, O.; Prokopenko, P.The article presents the results of the substantiation of the concept of creating new-generation containers with viscous-elastic connections in fitting. For this purpose, a mathematical modeling of the dynamic loading of containers placed on a flat wagon while maneuvering concussion was carried out. The optimal parameters of elastic-viscous bonding in fittings are determined, in which the value of the dynamic loading of the carrier structure of the container does not exceed the normalized value. The carried out researches will promote creation of new generation containers with improved techno-economic and ecological indicators.Item Investigation of the dynamic loading of a body of passenger cars during transportation by rail ferry.(2019) Lovska, A.; Fomin, O.; Horban, A.; Radkevych, V.; Skok, P.; Skliarenko, I.To ensure the safety of passenger carriages by rail ferries, mathematical modeling of dynamic loading is performed. The accelerations are determined as components of the dynamic load acting on the body of a passenger car. This takes into account the actual hydrometeorological characteristics of the water area of the railway ferry. The calculations are made in relation to the railway ferry "Mukran", which moves the Baltic Sea. The model takes into account that the car body is rigidly fixed relative to the deck and during the oscillations of the railway ferry follows the trajectory of its movement. The solution of the mathematical model is implemented in the Mathcad software environment using the Runge-Kutta method. It is established that the maximum value of the acceleration acting on the car body is 1.8 m/s2. Determination of the dynamic loading of the passenger car body during transportation by sea is also carried out by computer simulation. The calculations were carried out in the CosmosWorks software package using the finite element method. Numerical values and acceleration distribution fields are obtained relative to the carriage body structure of a passenger car. A modal analysis of the car body during transportation by rail ferry is carried out. The numerical values of the critical frequencies and waveforms are obtained. To check the adequacy of the developed models, a calculation is made according to the Fisher criterion. It is established that the hypothesis of adequacy is not rejected. The research will contribute to the creation of recommendations on the safety of passenger carriages by railway ferries, as well as the manufacture of their modern structures in terms of car-building enterprises.Item Study into Improvement of the Hatch Covers of General-Purpose Open Wagons to Provide Strength under Operational Loading Diagrams.(2019) Fomin, O., Gerlici, J., Gorbunov, M., Lovska, A., Kravchenko, K., Burlutski, O., Lack, T.; Fomin, O. V.; Gorbunov, M. I.; Lovska, A.; Kravchenko, K.; Burlutski, O.; Lack, T.The article presents the results of research into the strength of the hatch covers of general-purpose open wagons. It was detected that strength of the standard hatch covers is not provided in operational loading diagrams. Therefore, new designs of the hatch covers for open wagons were proposed. The results of the strength calculation, implemented with the finite element method, make it possible to conclude that at basic and additional operational loading diagrams the strength values for proposed designs of hatch covers do not exceed the admissible values. The research conducted can contribute to a higher strength of the carrying structures of the bodies of general-purpose open wagons in operation, thus, guaranteeing a higher operational efficiency of the rail transport.Item Analysis of dynamic loading of improved construction of a tank container under operational load modes.(2019) Fomin, O. V.; Lovska, A.; Gorobchenko, O.; Turpak, S.; Kyrychenko, I.; Burlutski, O.An increase in the volume of bulk cargo transportation through international transport corridors necessitates the commissioning of tank containers. Intermodalization of a tank container predetermines its load in various operating conditions depending on the type of vehicle on which it is carried: aviation, sea, air or rail. The analysis of the operating conditions of tank containers, as well as the regulatory documents governing their workload, led to the conclusion that the most dynamic loads acting on the supporting structures during transportation by rail. Namely, during the maneuvering collision of a wagon-platform, on which there are tank containers. In this case, it is stipulated that for a loaded tank container, the dynamic load is assumed to be 4g, and for an empty (for the purpose of checking the reinforcement) – 5g. It is important to note that when the tank container is underfilled with bulk cargo and taking into account movements of fittings relative to fittings, the maximum value of dynamic load can reach significantly larger values. Therefore, in order to ensure the strength of tank containers, an improvement of their structures has been proposed by introducing elastic-viscous bonds into the fittings. To determine the dynamic loading of the tank container, taking into account the improvement measures, mathematical models have been compiled, taking into account the presence of elastic, viscous and elastic-viscous bonds between the fittings, stops and fittings. It is established that the elastic bond does not fully compensate for the dynamic loads acting on the tank container. The results of mathematical modeling of dynamic loading, taking into account the presence of viscous and elastic-viscous coupling in the fittings, made it possible to conclude that the maximum accelerations per tank container do not exceed the normalized values. The determination of the dynamic loading of the tank container is also carried out by computer simulation using the finite element method. The calculation takes place in the software package CosmosWorks. The maximum values of accelerations are obtained, as well as their distribution fields relative to the supporting structure of the tank container. The developed models are verified by the Fisher criterion. The research will contribute to the creation of tank containers with improved technical, operational, as well as environmental characteristics and an increase in the efficiency of the liquid cargo transportation process through international transport corridors.Item Durability Determination of the Bearing Structure of an Open Freight Wagon Body Made of Round Pipes during its Transportation on the Railway Ferry.(2019) Fomin, O. V.; Gerlici, J.; Lovska, A.; Kravchenko, K.; Prokopenko, P.; Fomina, A.; Hauser, V.In order to reduce the cost of designing and manufacturing of the new-generation open wagons, it is proposed to construct their carrying systems from round pipes. In order to exploit the proposed designs of wagons in international rail-water communication, it is assumed that they will be equipped with assemblies for fastening of chain binders. The maximal values of accelerations, as components of dynamic load acting on open wagons, made from round pipes during their transportation on a railway ferry, are determined. It is established that when moving the body in the vertical direction for a wagon located on the upper deck, the maximum acceleration value is 0.84 g, with angular displacement relative to the transverse axis for the extreme from the anchor point of the wagon body - is 0.1 g, with angular displacement around the longitudinal axis for the extreme from the bulwark of the body of the wagon - is 0.24 g. The conducted researches will enable increased efficiency of operation of open wagons through international transport corridors.Item Conceptual basis of thermo-controllability in railways braking tribopairs.(2019) Gorbunov, M. I.; Fomin, O. V.; Prosvirova, O. V.; Prokopenko, P. M.Nowadays, the problem of insufficient braking power is solved by increasing the number of friction pairs, resulting in an increase in resource and labor intensity, unsprung mass, resistance to movement, and low resource efficiency. Also acute is the problem of reducing the noise level when using friction brakes. The analysis of the problems of existing brake equipment led to the choice of a promising direction of research on the effectiveness of braking ‒ control of the temperature of the brake friction surfaces.Item Визначення показників міцності несучої конструкції кузова критого вагону з круглих труб при перевезенні на залізничному поромі(2019) Fomin, O. V.; Lovska, A.; Masliyev, V.; Tsymbaliuk, A.; Burlutski, O.; Фомін, О. В.; Ловська, А. О.; Маслієв, В. Г.; Цимбалюк, А. В.; Бурлуцький, О. В.Підвищення ефективності перевізного процесу через міжнародні транспортні коридори сприяє розвитку інтероперабельних систем. Успішне функціонування інтероперабельного транспорту можливе лише при надійній та злагодженій роботі окремих складових між собою. У зв’язку з цим необхідним є впровадження в експлуатацію рухомого складу нового покоління з покращеними техніко-економічними показниками. Розроблено несучу конструкцію критого вагона, особливістю якого є те, що елементи кузова виготовлені з труб круглого перерізу, а для надійності закріплення його відносно палуби залізничного порому на шворневих балках розміщуються вузли для закріплення ланцюгових стяжок. Для уточненого визначення показників міцності кузова критого вагона досліджено його динамічну навантаженість при найбільш несприятливій розрахунковій схемі – кутові переміщення залізничного порому навколо повздовжньої осі (еквівалент коливань бічна хитавиця в динаміці вагонів). Визначення максимальної величини прискорень здійснено шляхом математичного моделювання процесу коливань залізничного порому з вагонами, розміщеними на його палубах з використанням метода Лагранжа ІІ роду. Розв’язання диференціального рівняння коливань залізничного порому з вагонами, розміщеними на ньому, проведено за методом Рунге-Кутта в середовищі програмного забезпечення MathCad. При визначенні загальної величини прискорення, яке діє на кузов критого вагона при перевезенні на залізничному поромі також враховано горизонтальну складову прискорення вільного падіння, яка обумовлена кутом нахилу (крен) залізничного порому. Отримане значення прискорення, як складова динамічного навантаження, враховане при дослідженні міцності несучої конструкції кузова критого вагона. Розрахунок проведений за методом скінчених елементів в програмному забезпеченні CosmosWorks. Для цього розроблено модель міцності несучої конструкції кузова критого вагону з круглих труб при перевезенні на залізничному поромі. Встановлено, що максимальні еквівалентні напруження не перевищують допустимі для марки сталі металоконструкції кузова та складають близько 280 МПа. Визначено проектний строк служби вузла для закріплення ланцюгових стяжок на кузові критого вагону при перевезенні на залізничному поромі. Результати досліджень можуть використовуватися при проектуванні вагонів нового покоління з покращеними технікоекономічними та експлуатаційними показниками.