Введение к работе
Актуальность темн.» Решения ХШ съезда КПСС, последующих плавунов ЦК КПСС, закон о Государокзйїлоя плана на I98G-I990 года ставя? перэд зэлезиодорсаным транспортом задачи увеличения объемов н качества перевозок народнохозяйственных грузоа при обеопвчэши их сохранности и повышения заонс&ачзсотя транспортировки. За гсды ЖШ пятилетка в вагоностроения необходимо снизить удальную матая-, лоешость на Д2-ІВ %, сэб&стсзкюэть продукция - на 9~П $,
Характерным для условий яхснлуатацш грузоЕах загоноэ является возрастание нагрузок, дэйсхзущих на зх яесуівзв конструкция, связанное о увеличением скоростей двияения поездов а осевой яаг-рузкИо Статистические .данные БШИ яелезнодорожного транспорта доказывают, что для нузозов. аратах грузовых загонов типична повреждения торцевых стен з эксдлуатацгз, возникающие в основном при ооудареяии вагонов, груненні скпуздм грузом, волэдстввэ арезшэ-вия допускаемой расчетной зксроотя соударения на зодгоро'зинж зузях сортировочных станций, Осковндаз дефектам торцевых отев являются изгиб н образ по ssapso *срцэв.чх стоек,
3 сзязз о этим прэдсизяязедя актгалтэ.аг!л кеояедозаязе сял. дейотвустиж за торцевнэ ,ет<к2ь їгсрест**жаз ецегза зх аатялоз- но-дэфср»<шровакного сс-огояетя sr рярр^бо^а на аі'зЧ оояовэ рациональных конструкций торззв^х зїря.. В зтгх нацрар-г-пж: ,х-:яодкся ряд експериментальних ж ;гэсреттк^:сл.:: работ зо ЩЗІВз, .НЕЖе, ЭШле, аа АВЗ, Однако задз го т*--гс:о згиявоо^з'л г-лб'.р? мкя- мальннх яозструкцзЗ круглі тгеп кузсгся rpyscavx зягсестз р-азка недостаточно яагко,
Для сценки нетр.'Г2РНЕо-де'Тчзр:і!3.р?2ЕаЛсх!о осстозгая загоноэ 3 настоящее зрггзд srnsro зспользувгой МКЭ. Еолучилн развитая гзтода оптииалгвого проекстровезия вагонних яоногрузщийі .Над эти зол-
росами успешно работают во ВНИИХГе, ВИИИВе в его филиалах, ДИИТв, ЛИИЯГе, ШИТе, ШМе, СШИТе v других организациях.
Ввиду большой сложности указанных проблем в настоящее время еще не вое вопросы решены в полной мере. Слабо разработаны задачи оптимизации элементов конструкции крытых грузовых вагонов ж особенно вх торцевых отея.
Эффективность оптимизационных расчетов неоуиих конструкций кузовов непосредственно зависит от степени детализации вх расчетных схем. Применение больших раочетвых схем НКЭ я методов опти -мального проектирования для оптимизации кузовов ограничено значительной трудоемкостью, что сдерживает их внедрение в производство. Решение этой задачи возможно ва основе расчета напряженного состояния и оптимизации кузовов во частям.
В связи с этим обновная навравлеввооть диссертации, состоящая в разработке методики теоретических иооаедований напряженно-дефор-мироваявого состояния и оптимизации ваващих конструкций крытых грузовых вагонов во частям, позволяющей снизать трудоемкость оптимизационных расчетов, представляется актуальной.
Работа выполнялась в соответствии с заданием 40.И "Создание в освоение производства универсального крытого грузового вагона в габарите Г^, увеличенной емкости модели 11-271" Научно-техни-чеокой программы на 1986-1990 гг. 0.54.ОІ. "Создать в освоить в вковлуатацви высокоэффективные технические средства в технологические процессы на железнодорожном транспорте" Всесоюзной научно-технической программы 028. "Транспорт" в целевой комплексной программой "САПР Минвуза РСЯСР".
Цель диссертационной работы соотоит в развитии метода оптв-мизащга во частям кузова крытого грузового вагона из условия минимума иасоы его элементов в рамках понятия о дискретно-равнопрочных системах на оонове сочетания МКЭ и метода чередования основных оис-
5 тем (МЧОС).
Обкая нетонка исследований. В диссертации теоретические яс-следоваїгая выполнены на базе алгоритмов, разработанных на основе своеобразного сочетания трах методов: конечных элементов, чередования ооновных систем и образования дискретно-равнопрочных систем при двойном итерационном цикле. Для внутреннего цикла оптимизации используется вариант градиентного метода нелинейного программирования. Достоверность разработанных алгоритмов, расчетных схем а результатов теоретических исследований подтверждена экоперзмен -тальным путем и проведением численных экспериментов.
Научная новизна работы. Разработаны алгоритм в программа оптимизации по частям кузова крытого грузового вагона иэ условия миниїфма массы его влемйнтов; вариант алгоритма и программы автоматизированного расчета напряаеннс-дефордарованного состояния кузова вагона и его узлов на- основе сочетания ЫКЭ и МЧОС. Поотроена распаренная уточненная расчетная схема кузова крнтого грузового вагона о подробный представлензем торцевой стены, позволяющая выполнять прочностные и оптишзацяонние расчеты от нагрузок, регламентированных "Нормами для расчета и проектирования новнх и модернизируемых вагонов железных дорог ШО колеи 1520 мм (несамоходных"'-
Практическая ценность работа. Разработанные алгоритмы и программы позволяют расширить область применения ИСЭ и методов оптимального проектирования, существенно снизить трудоемкость прочности ных з оптимизационных расчетов. Окп могут применяться как для автоматизации многовариантных расчетов, так и для определения оптимальных параметров сечений стержневих элементов из условия ипгав-мука кассы конструкции. Предлозенная расширенная расчетная схема ЫКЭ дает возможность выполнять расчеты различиях вариантов конструкции кузова крытого вагона, повышая эффективность проектирования.
Разработанные программы и результаты расчетов по ним исполь-
оовани ва Алтайском вагоностроительной заводе <АВЗ) яря проектировании крытого грузового вагона модели П-27І о увеличенным объемом кузова.
Аптюбадня работы. Основные положения диссертации докладав*- . лвоь в обсуждались ка 45, 46, 47 ваучно-техначэоких,конференциях профаосорско-преподагательокого ооотава ШТМ (о&кцвя "Вагоноотро-. еиие") в 1986-1988 годах; на Ш каутао-техшгчеокой конференция "Вопроса качеотва, надежности, прочности в долговечности ыашяно-строительной продукции", Калинин, 1987 г.; на ХУЛ конференция но-лодех ученых и опехшаяяотов ВНИИВ, Кременчуг, 1987 г.; на Воеооаэ-ной конференция "Проблемы механики железнодорозшого транспорта",4 Днепропетровск, 1988 r.j на ваоеданиях кафедры "Вагоноотроение" аПМ и Совета НТО АВЗ (протокол » 6 от 06.07.88) в 1988 году.
Публикация. По результатам работы имеется 6 публикаций.
ОсЧец работы, диссертация объемом 141 страши» состоит из введения, "четырех глав, результатовіработн^и выводов, библааЬ* рафячеокого спиока из 99 наименований, приложения.
