Введение к работе
Актуальность теми. Современные услошя эксплуатации подвижного состава характеризуются увеличением массы поездов и повьгаением их скоростей движения, что приводит к ужесточению условий работы большинства узлов грузовых вагонов. Это требует дальнейшего совер-иенствования конструкций вагонов с целью повышения надежности их основных несущих узлов в эксплуатации.
В последние годы благодаря работам ЕНЮТА, . ГоеНИИВч. БЯГМа, ДИИТа, ШОТа, пиита и других исследовательских организаций отечественное вагоностроение достигло определенных успехов в совершенствовании методов расчета конструкций вагонов. Однако, проектирование и расчет сборочных единиц вагонов, в которых при эксплуатации кадболее часто наблюдаются повреждения, все ецэ ведется с недостаточным учетом реальных силовых воздействий и параметров самих узлов. Это сдерживает дальнейшее совершенствование конструкций вагонов, снижает lis эксплуатационную надежность, приводит к повынению иеталлоемкоети.
Одним из наиболее ответственных узлов грузовых вагонов, 'от надежной работы которого зависит безопасность движения поездов, является шкворневой узел. Сложная конфигурация этого узла и тяжелые, условия эксплуатации способствуют неравномерному перераспределению . напряжений и концентрации их в некоторых зонах, что приводит к образованию трещин, изломов и интенсивному износу-
Особенно неблагоприятное положение с надежностью шкворневых узлов сложилось у железнодорожных цистерн, которые имехл" наиболее интенсивный выход из строя пятников, соединительцкх и надрессорных балок, зон соединения икворневой и хребтовой балок и боковых опор-скользунов.
Для повышения долговечности опорных зон в выполненных ранее исследованиях предлагалось, в основном, увеличение их прочности за счет более рационального использования металла пятников и введения усиливавших элементов. Однако, поведение прочности только пятников зачастую вызывает увеличение повреждаемости других деталей шкворневого узла. Другим путем повышения надежности опорных зон является снижение действующих на них статических и динамических нагрузок. Достигнуть этого можно изменением конструкции узла опирання, введе-
ниеи дополнительных упруго-диссипативиих связей шжду кузовом вагона и ходовыми частями.
Цель работы заключается в разработке общей методики исследования динамической нагруженности шкворневых узлов вагонов-цистерн и на ее основе совершенствование их конструкции ва счет использования упруго диссилативных связей между кузовом и ходовыми частями вагона
Научная новизна.
-
Разработана общая методика исследования динамической нагруженности шкворневых узлов грузовых вагонов, учитывающая их характерные конструктивные особенности, упругое взаимодействие в контакте пятник-подпятник, жесткость кузова на скручивание и параметры дополнительных боковых опор.
-
Составлена математическая модель пространственных колебаний вагона, позволившая выбрать рациональные значения параметров упруго- диссипативных связей между кузовом и ходовыми частями и провести оценку их влияния на напряженно-деформированное состояние (КДС) пятника и на ходовые качества вагона.
-
Создана методика расчета пятника цистерны на Сазе метода конечных элементов с учетом задания кинематических и силовых граничных условий, определяема реальным взаимодействием в Боне контакта пятника и подпятника.
-
Произведена оценка влияния опытных конструкций упруго-деип-фируюцих связей на напряженно-деформированное состояние деталей шкворневого узла и на ходовые качества вагона в эксплуатации.
Практическая ценность.
-
Предложенныо конструктивные изменения в скворневои узле грузового вагона позволили повысить надеяность его работы в эксплуатации, осуществить рациональное перераспределение силовых воздействия в этом уале и улучвмть ходовые качества вагона
-
Применение в Екворневом узле разработанных конструкций скользунов-демпферов (авт. св. И 1046147) позволило на 20602 снизить уровень динамических напряжений в диапазоне скоростей движения от 10 до 25м/с и увеличить срок службы этого увла в среднем в 1,5 раза
-
'РазраОотанная методика прочностного расчета пятника грузового вагона позволяет сутоэственно сократить обцие сроки проектирования новых и модернизацию сукествуквдх конструкций шкворневых узлов вагонов- цистерн.
Реализация работы. Результати проведенных исследований использованы в Мариупольском концерне "Азовмаш" при проектировании и рал-работке технической документации на шворневой увел 8-осной цистерны модели 15-1500 и при создании опытного образца 4-осной цистерны со скользунами-демпферами на Сазе серийной модели 15-1443.
Методика расчета пятников на прочность внедрена и используется в конструкторским отделе вагоностроения концерна "Азовмаш".
Апробация работы. Иатериалы диссертационноЯ работы додали иы и одобрены на "XXXY научно-технической конференции кафедр Х&ОИИЗГа с участием предприятия я. д. транспорта и строительства Дальнего Востока" (Хабаровск, 1987г.); на Всесоюзных конференциях "Проблемы механики и ж. д. транспорта" (Днепропетровск 1988,199яг.); на "Научно-практической конференции ДИИЗПа, Октябрьской железной дороги и Ленметрополитена" (Ленинград, 1989г.); на научно-технических семинарах кафедры "Батоны и вагонное хозяйство" 1ЩТа(С. -Петербург, 1989-1992Г.).
Публикации, По результатам исследований, выполненных в диссертации, опубликовано 8 печатных работ и получено 1 авторское-свидетельство.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из, шести разделов, рекомендации и предложений и списка испольэованных источников.
Текстовая часть работы изложена на 74 страницах иашинописного текста и содержит 82 рисунка и 11 таблиц.
