Введение к работе
Актуальность работы. В современных условиях перехода к рыночной экономике одна из важнейших задач пассажирского вагоностроения состоит.в создании ряда конкурентоспособных моделей пассажирских вагонов, удовлетворяющих ус-, ловиям' эксплуатации как на железных дорогах России и стран СНГ, так и на железных дорогах других стран. Решение этой . задачи неразрывно связано с решением таких проблем, как повышение надежности несущих конструкций, основных узлов и систем пассажирских вагонов; улучшение условии комфорта для пассажиров; снижение металлоемкости, материалоемкости и трудозатрат в изготовлении и техническом обслуживании; повышение ремонтопригодности узлов и систем вагонов.
При исследовании факторов, влияющих на изменение теплового режима в вагонах в зимнее время установлено, что применяемая в настоящее время тепловая изоляция в виде закладных элементов из' полистирола марки ПСБ-с не в полной . мере отвечает соответствующем техническим требованиям и с этой точки зрения более целесообразно использовать заливную или напыляемую изоляцию, имеющую хорошую адгезию с несущей металлической обшивкой.
ВогТросы применения напыляемой изоляции в вагоностроении рассматривались крайне мало. Это можно объяснить недостаточность» проработок по выбору материалов для напыления, технологии и оборудования для нанесения напыляемой изоляции, а также по выбору параметров несущих элементов кузоза с учетом напыленной изоляции. При исполь-
зовании напыляемой изоляции не 'только улучшаются теплотехнические характеристики и антикоррозионная защита, но и несущая способность конструкции в целом, так как за счет изоляционного слоя повышается жесткость оболочки. Оболочка в этом случае становится двухслойной.
Таким образом, решение задач по созданию кузова пассажирского вагона-с напыляемой изоляцией является актуальним.
Работа выполнялась в соответствии с "Целевой программой реализации приоритетных направлений создания техники новых поколений для транспортного комплекса в 1989-1995 годах". Приоритет 26.2, задание 01.01.00 - Купейный пассажирский вагон локомотивной тяги ... (прикладній научные исследования, включая математическое моделирование); 01.02.02.06. Изоляционный материал "Рипор".
Ljeль работы. Основной цель» диссертации является разработка технологически;-: основ и методики выбора параметров кузовов при создании пассажирских Батонов с напыляемой изоляцией.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить слецувідие задачи:
разработать основы технологии напыления изоляции на металлоконструкцию кузова;
разработать методику учета несущей способности напиленной изоляции при оценке напряженно-деформированного состояния кузова пассажирского вагона как двухслойной подкрепленной оболочки с вырезами;
разработать методику учета напиленной изоляции при оценке устойчивости гофрированной обшивки кузова;
выполнить анализ влияния напыляемой изоляции на налряжен-но-цеіормкрованное состояния узлов кузова и на устойчивость
гофрированной обшивки при действии нормативных нагрузок и дать рекомендации по снижению его материалоемкости;
- провести экспериментальную проверку возможности исполь
зования напыляемой изоляции из пенополиуретана d качестве тер
моизоляционного слоя кузова пассажирского вагона вместо сущест
вующей закладной изоляции на.основе полистирольного пенопласта.
Методы исследования. Ресение поставленных в диссертации , задач осуществлялось на базе методов строительной механики вагонов, теории упругости, математической статистики. Для проверки расчетных моделей использовались результаты натурних статических испытаний кузовов пассажирских вагонов и численные эксперименты.
Научная новизна. Научная новизна диссертационный работы заключается в следующем:
теоретически обоснована возможность приведения двухслойной оболочки кузова вагона с напыленной изоляцией к эквивалентной однослойной; ' .
разработана математическая модель для оценки напряженно-деформированного состояния кузова пассажирского вагона с напы-
. ленной изоляцией;
разработаны варианты расчетных схем МКЭ кузова пассажирского вагона при его симметричном нагружении и даны рекомендации по упрощению схем. На базе расчетной схемы МКЭ гыполнен анализ в'лилкия напыляемой изоляции на общее налряженно-деформи-рованное состояния кузова;
разработана методика расчета на устойчивость несущих элементов куэора с учетом подкрепляющего влияния напыленной изоляции;
уточнены рлсчетнъ'е зависимости для расчета критических напряжений в элементах кузова с напиленной изоляцией.
- б -
Практическая ценность диссертации состоит в том, что:
разработана методика, позволяющая проводить оценку напряженно-деформированного состояния несущих конструкций кузовов пассажирских вагонов типа двухслойной подкрепленной оболочки с вырезами с учетом несущей способности изоляционного слоя на стадии проектирования и выбора параметров кузова;
предложена г/етодика учета напыляемой изоляции при оценке устойчивости обшивки кузова вагона;
выявлена возможность снижения металлоконструкции кузова за счет подкрепляющего эффекта напыляемой изоляции, а также уменьшения коэффициента теплопередачи ограждений кузова;
разработаны основы технологии напыления термоизоляционного пенопластового покрытия на металлоконструкцию кузова пассажирского вагона.
Реализация работы. Результаты работы внедрены в АО Тверской вагоностроительный завод и использованы при создании двух опытных образцов пассажирских вагонов с кузовами длиной 24,4 м' и 27,4 м и напыленной изоляцией марки "Рипор".
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации обсуждены и одобрены:
48-й научно-технической конференцией Брянского института транспортного машиностроения (ЕИТЮ в 1989 г.;
кафедрами "Вагоны" БИТМ в 1994 г.,"Вагоны и вагонное хозяйство" Московского государственного университета путей сообщения (ШИТ) в 1994 г.;
ХШ-Й научно-технической конференцией"Вопроси качества, надежности, прочности и долговечности машиностроительной продукции ','г.Калинин, 1989 г..
Публикации. По результатам диссертации опубликовано четыре работы в том числе три печатных.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, обіцих выводов, списка использованных источников и приложения. Состоит из Пб страниц машинописного текста, 38 рисунков, 35 таблиц и 68 наименований литературы.
