Введение к работе
Актуальность проблемы. Перспектива дальнейшего увеличения обг'бив перевозок требует совериенстюнйття работы железнодорожного транспорта. Одной и.з важнейштсс задан решения этой проблеми является, попотеше надежности поэтичного состава путем соверяенствования утч?ге»!ккя методов расчета проектирования.
Одной из причин, вызывающих повреждение кузова, является потеря устойчивости кріпи. Такое повреждение приводит к дополнительному изгибу есєго куэовв я увеличения ввиду этого сжлматгдич напряжений в верхней' обвязже и других элементах конструкции.
Как и для всех тонкостенных конструкций, определяющим -критерием несущей способности является 'критическая нагрузка. Для крыли ваг-она она существенно затсит от конструкции крыши v различного вида начальных несовершенств, основным из кото-рис является начальная ттогибъ технологического происхождения.
Для ргциотшлъкого'Вроезгтарования вагонов необходимо рас-"^д'агать «егодтдаяги растегоъ всех их элементов, в том числе v, р&счгетоэ щтткчеъках "нагрузок для оболочек кріет вагонов с їіознокно бсл-ее полши учетом всех факторов, определяющих их работоспособность. Разнообразие и сложность конструкций крыя привели к тому, что существующая п настоящее время методика оценки их несущей способности ке учитывает ряд факторов.
Широкое применение для расчетов на прочность и жесткость метода конечных элементов, позволяет ставить задачу деформационного'расчета в достаточно общем виде, с учетом различных конструкционных особенностей, а также начальных деформаций элементов крыли.
Все вышеизложенное позволяет считать поставленную автором задачу определения критических нагрузок панелей хрыш вагонов с учетом начальной погиби методом конечных элементов актуальной.
Цель работы. Целью настоящей работы является разработка
4 .
методики расчета крм'ичєся-их нагрузок для крыж вагонов с учетом начальной погиби.
В соответствии с этой целью поставлены и решены следующие задачи:
создание методики замеров.и обработки на ЁВМ начальной погиби оболочки крьяги вагона;
составление алгоритма и программы обработки донных результатов оамеров начальной погпбн для ясподьзораиия их в НКЭ;
разработка алгоритма и пакета программ для расчета нп ЭВМ деформаций, напряжения и критической нагрузки панели оболочки крьшн с учетом начальной погиби;
проведение экспериментальных исследований моделей крыа с шльп изучения их деформированного состояния и оценкк применимости методов расчета критических напряжений по предлагаемой методике;
оценка расчетным путем влияния начальной погиби на предельное состояний конструкция;
выработка рекомендаций по ограничении начальной логибк для стрингеров и гофров крыши.
Методика исследования. Б работе использован комплексный подход к решению поставленной задача. Основными элементами иетоднки исследования являлись: математическое моделирование объекта исследования, физическое моделирование, а также различные экспериментальные исследования как натурных крыл, так и гсе моделей. На основе разработанной методики определения критических напряжений проведены.численные эксперименты. На всех этапах математического моделирования и численного эксперимента использовались ЭВМ.
Научная новилна. Впервые, применительно к оболочкам крыш вагонов, детально разработана идея СП. Тимошенко о способе учета начальной погиби в пластинах путей введения фиктивной поперечной нагрузки, йто оказалось возможным, благодаря аппроксимации крыли вагона пластинчатыми и стержневыми елементами. Предложен способ решения геометрически нелинейной задачи устойчивости панели крыши вагона путем организа-
5 ции нтерацкошаго процессе cq ступенчатым придокением нагрузки. Разработанная методике расчета позволяет учитывать практически л<5уг> форму начальной погигіи.
Практическая ценность. Основным практическими результатами , полученными в процессе исследований является: разработка, изготовление и применение комплекса измерительной аппаратуры, позволявшее проводить измерение начальной логиби обшивы и гофров на кризах вагонов различной конструкции; разработка пакета програич для определения критических напряжений с учетом реальной начальной погиби для панелей крыш вагонов, позволяющего учитывать различные конструктивные особенности.
Реализация роботы. Разработанная иетодина и оригинальный профілограф для измерения начальной ногиби панелей крыш ваго-, нов использованы на Римской вагоностроительном заводе. Результаты проведенных исследований мспользоваш Брянским маши-состроктелькии заводом (БМЗ) при разработке методики контроля волнистости обвиви вагона 340-PG.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсувдалясь на XXX, XXXI, ХХХІУ научно-технических конференциях Омского института инженеров аелазнодорожпого транспорта (Оыск, 1980, 1984, 1989 гг.); на заседаниях научного семинара кафедры "Вагоностроение" Брянского института транспортного машиностроения (Брянск, 1985 г., 1990 г.), XII научно-технической конференции областного правления НТО маии-ностроительной промышленности (Калинин, 1987 г.); ХХХУІ научно-технической конференции Хабаровского института инженеров яелезподорожного транспорта (Хабаровск, 1989 г.); на заседа-иии секции научно-технического совета Омского института инженеров железнодорожного транспорта (Оиск, 1988 г.).
Публикация. Материалы диссертации опубликованы в 9 печатных работах. Кроме того, отдельные разделы теоретических исследований, результаты натурных экспериментов и особенности конструктивных разработок приведены в трех научных отчетах.
Структура и объем работы. Диссертация включает вычугнче,
