Введение к работе
Актуальность темы. Экономическое развитие страны требует увеличения объема перевозок, которое невозможно без совершенствования железнодорожного транспорта Ввиду того, что железнодорожные нефтебензиновые цистерны составляют значительную часть парка грузовых вагонов, эффективность их использования для народохозяйственных нужд имеет большое значение.
При работе железнодорожного транспорта ударные воздействия на грузовой вагон воэраотаст. Это обусловливается при маневровых операциях - повышением массы вагона и одновременным ускорением роспуска поездов на сортировочных горках; в поездной работе - возрастанием массы поездов, их длины и скорости движения. В этих ситуациях большую опасность представляют динамические нагрузки импульсного характера, увеличивающие повреждаемость вагонов, количество и объем неплановых ремонтов, а также повышается вероятность отказов и аварий. Следовательно, расчет на импульсные нагрузки узлов и элементов цистерны позволяет оценить еще на стадии проектирования их прочность и надежность.
Для определения напряженно-деформированного состояния (НДС) оболочки котла железнодорожной цистерны имеется широкий выбор различных методов расчета, обусловленных конструктивными особенностями котла и действующими силами. В их основе лежат идеи методов строительной механики оболочек и стержневых систем. Однако, из всего многообразия эксплуата-
ционных воздействий импульсный характер нагружения конструкции научен недостаточно полно. Необходимость проведения подобного исследования продиктована опытом эксплуатации келев-нодоромшх цистерн, который показал высокий уровень отказов и разрушений в зоне крепления котла к элементам рамы. Одной из причин таких явлений может быть импульсный характер действующей нагрузки. Поэтому весьма актуальными являются работы, направленные на изучение и создание методик оценки влияния импульсных воздействий на НДС котлов цистерн.
Цель работы. Задача диссертационной работы состоит в дальнейшем развитии методов оценки НДС оболочек котлов железнодорожных цистерн - разработке методики определения ВДС котла цистерны от действия динамической нагрузки импульсного вида; установлении влияния характера импульса, его длительности на уровень напряяений.в оболочке котла от данного вида нагружения; создании программного комплекса; численном подтверждении достоверности предложенного алгоритма путем сравнения расчетных и экспериментальных данных нагруженности оболочек. , Научная новизна диссертационной работы зачлючается:
в разработке алгоритма определения компонент НДС в элементах котла при импульсной нагрузке от продольного соударения вагонов;
в разработке методики расчета котла железнодорожной цистерны от действия осесимматричных динамических нагрузок.
Практическая ценность диссертационной работы состоит
- п создании пакета программ, позволяющих проводить расчет
котлов железнодорожных цистерн от действия статических и динамических нагрузок любого вида;
в получении матриц масс выбранных типов конечных элементов (для случая осесимметричного динамического воздействия);
в получении матриц демпфирования для данного типа конечных элементов;
в использовании суперэлементного подхода для- данного типа конечных элементов и расчетной схемы с целью понижения порядка разрешающей системы уравнений при реализации методик расчета на ПЭВМ;
в применении метода Рунге-Кутта для интегрирования матричного уравнения;
- в исследовании влияния характера импульса и его длитель-
' ности на уровень напряжений в оболочке котла.
Реализация работы. Научные положения, разработанные в 'диссертации, предназначены для использования в конструкторских бюро при создании и проектировании новых и модернизации существующих конструкций железнодорожных цистерн.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации доложены и получили одобрение на заседшіии кафедры "Вагоны и вагонное хозяйство" Московского Государственного Университета путей сообщения (МИИТа) (Москва, 1994 г.).
Публикации.. По материалам диссертации опубликовано три статьи.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников и приложений.
Похожие диссертации на Динамическая нагруженность котлов железнодорожных цистерн при импульсных воздействиях
