Введение к работе
Актуальность темы.
Проблемы безопасности, прочности и металлоемкости являются важнейшими на железнодорожном транспорте.
Одной из наиболее ответственных деталей тележек грузового вагона, определяющих его несущую способность и безопасность движения, является надрессорная балка тележки грузового вагона. Надрессорные балки выходят из строя по разным причинам, одной из основных и самых опасных является появление в них усталостных трещин. Это обуславливает актуальность исследования напряженно - деформированного состояния (НДС) балок и необходимость разработки обоснованной методики их моделирования, а также методики корректировки их конструкции.
Целью работы является разработка методики исследования НДС надрессорной балки тележки грузового вагона и выбора ее рациональных геометрических параметров, обеспечивающего снижение металлоемкости.
Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:
обоснование методики конечноэлементного расчета;
проведение экспериментального исследования НДС надрессорной балки
на натурном объекте и оценка согласованности расчетных и
экспериментальных результатов; разработка методики выбора рациональных геометрических параметров
отдельных зон балки с целью снижения ее материалоемкости.
Научная новизна работы: обоснование математических моделей надрессорных балок,
разработанных на основе детального анализа влияния применяемого типа
конечного элемента (КЭ): восьми- и двадцатиузлового параллелепипеда,
четырех- и десятиузлового тетраэдра или пластинчатого; густоты
конечноэлементной сетки; способа опирання балки; разработка методики определения геометрических параметров балки на
примере выбора рациональной формы ее технологического отверстия с
использованием пластинчатой модели надрессорной балки.
Практическая ценность работы состоит в результатах численного и экспериментального исследования НДС надрессорной балки грузового вагона старого и нового типа, согласованности расчетов и эксперимента, а также в рекомендациях по изменению технологического отверстия, как по его форме, так и по расположению на балке.
Методы исследования. В работе использовались конечноэлементные методы исследования НДС надрессорной балки и методики выбора ее рациональных параметров на основе теории планирования эксперимента. Для оценки адекватности результатов численного анализа использовалось экспериментальное исследование НДС натурного объекта на стенде ЦДМ-200 ПУ.
rsftw
Достоверность научных результатов обоснована применением
современных методов анализа НДС, результатами численных экспериментов, которые сопоставлены с экспериментальными данными.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на международной научно - практической конференции «Актуальные проблемы развития транспортных систем и строительного комплекса» (Гомель, 2001 г.), международной межвузовской НТК студентов, аспирантов и магистрантов (Гомель, 2002 г.), 56-й научной конференции профессорско - преподавательского состава (Брянск, 2002 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 64 наименований. Объем диссертации - 120 страниц текста, включая 74 рисунка, 13 таблиц.
Автор выражает глубокую признательность к.т.н. доценту Яковлеву А.В. за научные консультации и содействие при выполнении работы.
