Search

Purpose. This study is aimed at highlighting the features of determining the longitudinal load of the supporting structure of a flat car loaded with a piggyback under operating conditions and substantiating the possibility of using a flat car model 13-401 for transportation of piggyback. Methodology. Mathematical modeling of the dynamic loading of the supporting structure of a flat car model 13-401 loaded with a piggyback was carried out. Two schemes of interaction between the piggyback and the supporting structure of the flat car are taken into account: the lack of movements of the piggyback relative to the frame of the flat car during movement and the presence of movements of the piggyback relative to the frame of the flat car during movement. Solution of the differential equations is implemented in the MathCad software. The obtained accelerations were taken into account motion when calculating the strength of the supporting structure of the platform car. The strength calculation of the supporting structure of the platform car was carried out. Obtained accelerations are taken into account to calculate the strength of supporting structure of the flat car. Findings. Based on the mathematical modeling of the dynamic loading of supporting structure of the flat car, it was found that in the absence of piggyback movements relative to the flat car frame, the maximum acceleration was 32 m/sec2. If the piggyback moves relative to the flat car frame, the maximum acceleration acting on the supporting structure is about 40 m/sec2, and about 42 m/sec2 on the piggyback. The main strength indicators of the supporting structure of the flat car are determined. It was established that the maximum equivalent stresses in this case arise in the cantilever parts of the center sill and are about 315 MPa, that is, do not exceed the permissible ones. The maximum displacements in the structure nodes are 2.6 mm, the maximum deformations are 2.5 ∙ 10-2. Originality. The mathematical model of the dynamic loading of supporting structure of a flatcar loaded with a piggyback is improved. At the same time, the rigid piggyback fastening to the flat car frame, as well as the flexible one, is taken into account. For the first time, a computer model has been developed to determine the strength of the supporting structure of a flat car during the piggyback transportation. The model makes it possible to determine the strength main indicators of supporting structure with its longitudinal loading. Practical value. The conducted studies allow us to conclude that the transportation of piggyback on the flat car model 13-401 is possible. The results of the studies will contribute to the creation of recommendations on the flat car design for piggyback transportation, and can also be useful developments when creating removable means of piggyback transportation., Цель. Это исследование направлено на освещение особенностей определения продольной нагруженности несущей конструкции вагона-платформы, загруженного контрейлером, при эксплуатационных режимах и обоснование возможности использования вагона-платформы модели 13–401 для перевозки контрейлеров. Методика. Проведено математическое моделирование динамической нагруженности несущей конструкции вагона-платформы модели 13–401, загруженного контрейлером. Во внимание приняты две схемы взаимодействия контрейлера с несущей конструкцией вагона-платформы: отсутствие перемещений контрейлера относительно рамы вагона-платформы при движении, а также наличие перемещений контрейлера относительно рамы вагона-платформы при движении. Решение дифференциальных уравнений движения осуществлено в программном обеспечении MathCad. Полученные ускорения учтены при расчете на прочность несущей конструкции вагона-платформы. Результаты. На основании проведенного математического моделирования динамической нагруженности несущей конструкции вагона-платформы установлено, что при отсутствии перемещений контрейлера относительно рамы вагона-платформы максимальное ускорение составляет 32 м/с2. При наличии перемещений контрейлера относительно рамы вагона-платформы максимальное ускорение, которое действует на несущую конструкцию составляет около 40 м/с2, а на контрейлер – около 42 м/с2. Определены основные показатели прочности несущей конструкции вагона-платформы. Установлено, что максимальные эквивалентные напряжения при этом возникают в консольных частях хребтовой балки и составляют около 315 МПа, то есть не превышают допустимые. Максимальные перемещения в узлах конструкции составляют 2,6 мм, максимальные деформации – 2,5 ∙ 10-2. Научная новизна. Доработано математическую модель динамической нагруженности несущей конструкции вагона-платформы, загруженного контрейлером. При этом учтено жесткое закрепление контрейлера на раме вагона-платформы, а также податливое. Впервые разработана компьютерная модель для определения прочности несущей конструкции вагона-платформы при перевозке контрейлера. Модель позволяет определить основные показатели прочности несущей конструкции при её продольной нагруженности. Практическая значимость. Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что перевозка контрейлеров на вагоне-платформе модели 13–401 возможна. Полученные результаты будут способствовать созданию рекомендаций по проектированию вагонов-платформ для контрейлерных перевозок, а также могут быть полезными наработками при создании съемных средств контрейлерных перевозок., Мета. Це дослідження спрямоване на висвітлення особливостей визначення поздовжньої навантаженості несучої конструкції вагона-платформи, завантаженого контрейлером, за експлуатаційних режимів та обґрунтування можливості використання вагона-платформи моделі 13–401 для перевезення контрейлерів. Методика. Проведено математичне моделювання динамічної навантаженості несучої конструкції вагона-платформи моделі 13–401, завантаженого контрейлером. До уваги взято дві схеми взаємодії контрейлера з несучою конструкцією вагона-платформи: відсутність переміщень контрейлера відносно рами вагона-платформи під час руху, а також наявність переміщень контрейлера відносно рами вагона-платформи під час руху. Розв’язок диференціальних рівнянь руху здійснено в програмному забезпеченні MathCad. Отримані прискорення враховано для розрахунку на міцність несучої конструкції вагона-платформи. Результати. На підставі проведеного математичного моделювання динамічної навантаженості несучої конструкції вагона-платформи встановлено, що за відсутності переміщень контрейлера відносно рами вагона-платформи максимальне прискорення складає 32 м/с2. За наявності переміщень контрейлера відносно рами вагона-платформи максимальне прискорення, яке діє на несучу конструкцію, складає близько 40 м/с2, а на контрейлер – близько 42 м/с2. Визначено основні показники міцності несучої конструкції вагона-платформи. Установлено, що максимальні еквівалентні напруження при цьому виникають у консольних частинах хребтової балки та складають близько 315 МПа, тобто не перевищують допустимі. Максимальні переміщення у вузлах конструкції складають 2,6 мм, максимальні деформації – 2,5 ∙ 10-2. Наукова новизна. Доопрацьовано математичну модель динамічної навантаженості несучої конструкції вагона-платформи, завантаженого контрейлером. При цьому враховано жорстке закріплення контрейлера відносно рами вагона-платформи, а також податливе. Уперше розроблено комп’ютерну модель для визначення міцності несучої конструкції вагона-платформи під час перевезення контрейлера. Модель дозволяє визначити основні показники міцності несучої конструкції за її поздовжньої навантаженості. Практична значимість. Проведені дослідження дозволяють зробити висновок, що перевезення контрейлерів на вагоні-платформі моделі 13–401 є можливим. Отримані результати сприятимуть створенню рекомендацій щодо проєктування вагонів-платформ для контрейлерних перевезень, а також можуть бути корисними напрацюваннями для створення зйомних засобів контрейлерних перевезень.

Purpose. The proposed study is aimed at determining the strength indicators of the hatch cover of universal gondola car with intermediate S-shaped strapping made of polytypic materials under operational loading schemes. Methodology. To achieve this goal, it has been proposed to create a fundamentally new hatch cover design for a gondola car. A feature of the hatch cover is that it consists of two leaves, which along the perimeter interact through the S-shaped strapping. The calculation was carried out using the finite element method implemented in the software environment of CosmosWorks. Findings. The strength indicators of the improved hatch cover design are obtained under operating schemes of its loading. The basic schemes of loading the hatch cover of the gondola car in accor-dance with the normative documents have been adopted, as well as additional ones. To the additional the following are classified as: simulating the opening of the hatch cover during operating loading - the torsion-free (without operation of the torsion (s)) non-simultaneous impact on the supports of the intermediate car frame beam with the maximum opening angle; non-simultaneous opening of the door latches - the hatch cover of the loaded car is supported by door latch for one bracket (the case when one has already knocked out one door latch and the other has not yet had time); pulling (closing) the hatch cover of the unloaded gondola car with a crowbar. It is established that the strength of the hatch cover is ensured. Originality. A developed strength model of the improved hatch cover design of the universal gondola car makes it possible to obtain indicators of its strength under operational loading schemes. The results of the carried out research can be used at designing of bearing designs of bodies of universal gondola cars of new generation with the improved technical and economic indicators. Practical value. The results of the research will contribute to ensuring the strength of the structural elements of the gondola car bodies in operation., Цель. Предложенное исследование направлено на определение показателей прочности крышки люка универсального полувагона, исполненного с промежуточной Ш-образной обвязкой из разнотипных материалов при эксплуатационных схемах нагружения. Методика. Для достижения поставленной цели создана принципиально новая конструкция крышки люка полувагона, особенностью которой является то, что она состоит из двух листов, которые по периметру взаимодействуют через Ш-образную обвязку. Пространство, которое образуют листы и обвязка, а также периметр крышки люка, заполнены упругим (упруго-вязким) веществом. Построена пространственная модель предложенной конструкции крышки люка, проведен расчет ее прочности. Расчет осуществлен по методу конечных элементов в среде программного обеспечения CosmosWorks. Результаты. Получены показатели прочности усовершенствованной конструкции крышки люка при эксплуатационных схемах ее нагружения. К вниманию взяты основные схемы нагружения крышки люка полувагона соответственно нормативным документам, а также дополнительные. К дополнительным отнесены: имитация раскрытия крышки люка при эксплуатационных нагружениях – безторсионный (без участия работы торсиона (-ов) неодновременный (сначала на один из упоров) удар крышки люка по упорам промежуточных балок рамы вагона с максимальным углом открывания; неодновременное открывание закидок – опирание крышки люка загруженного вагона на одну закидку за один кронштейн (случай, когда уже выбили одну закидку, а другую еще не успели); подтягивание (закрывание) крышки люка выгруженного полувагона ломиком. Установлено, что прочность крышки люка обеспечивается. Научная новизна. Разработанная модель прочности усовершенствованной конструкции крышки люка универсального полувагона позволяет получить показатели ее прочности при эксплуатационных схемах нагружения. Результаты проведенных исследований могут использоваться при проектировании несущих конструкций кузовов универсальных полувагонов нового поколения с улучшенными технико-экономическими показателями. Практическая значимость. Использование полученных результатов будет способствовать обеспечению прочности конструкционных элементов кузовов полувагонов в эксплуатации., Мета. Запропоноване дослідження спрямоване на визначення показників міцності кришки люка універсального напіввагона, виконаного з проміжним Ш-подібним обв’язуванням із різнотипних матеріалів, за експлуатаційних схем навантажень. Методика. Для досягнення зазначеної мети створена принципово нова конструкція кришки люка напіввагона, особливістю якої є те, що вона складається з двох листів, що по периметру взаємодіють через Ш-подібне обв’язування. Простір, який утворюють листи та обв’язування, а також периметр кришки люка заповнені пружною (пружно-в’язкою) речовиною. Побудована просторова модель запропонованої конструкції кришки люка, проведений розрахунок її міцності. Розрахунок здійснений за методом скінченних елементів у середовищі програмного забезпечення CosmosWorks. Результати. Отримано показники міцності вдосконаленої конструкції кришки люка за експлуатаційних схем її навантаження. До уваги взяті основні схеми навантаження кришки люка напіввагона відповідно до нормативних документів, а також додаткові. До додаткових віднесено: імітація розкриття кришки люка під час експлуатаційних навантажень – безторсійний (без урахування роботи торсіону (-ів) неодночасний (спочатку на один із упорів) удар кришки люка об упори проміжних балок рами вагона з максимальним кутом відкриття; неодночасне відкриття закидок – спирання кришки люка завантаженого вагона на одну закидку за один кронштейн (випадок, коли вже вибили одну закидку, а іншу ще не встигли); підтягування (закриття) кришки люка вивантаженого вагона ломиком. Встановлено, що міцність кришки люка забезпечується. Наукова новизна. Розроблена модель міцності вдосконаленої конструкції кришки люка універсального напіввагона дозволяє отримати показники її міцності за експлуатаційних схем навантажень. Результати проведених досліджень можуть бути використані під час проектування несучих конструкцій кузовів універсальних напіввагонів нового покоління з поліпшеними техніко-економічними показниками. Практична значимість. Урахування отриманих результатів сприятиме забезпеченню міцності конструкційних елементів кузовів напіввагонів під час експлуатації.

Purpose. The work aims at structural-functional description of the existing construction of hatch covers of gondola cars to find possible ways of their modernization and improvement. Methodology. The research and analysis are based on principles of morphological study of technical systems and systems approach. The research takes into account the results of the leading research on the topic, the authors' own development, mathematical justification and computer modeling. Calculation of the structural elements of the rolling stock was carried using modern normative and developed methodologies. Findings. The system approach in creating an innovative hatch cover allowed the design to be presented in the form of a series of interconnected and interacting subsystems, taking into account the main factors of their functioning. Authors developed the structural-functional model of the hatch cover of the gondola car, which showed that the hatch cover plate is the basic element, the structural-parametric and functional properties of which determine the corresponding characteristics of other nodal and base elements of its design. We established that the main functions of the hatch cover are distributed through the constituent elements of the first hierarchical level (between nodes): the frame serves as the reinforcing element of the plate and the base for installing other nodes, except the torsion ones. The proposed theoretical propositions, methodological foundations and practical methods of structural and functional analysis are expedient for using in the search for optimization ways and other elements of rolling stock, as well as objects of transport engineering. Originality. The methodological foundations for the creation of a structural and functional description of the hatch cover are proposed and the results of its implementation are presented, which can be used in studies of the processes of their functioning, perception and redistribution of different types of loads, taxonomy, increasing the degree of their ideality, identification of objects considered in design, repair. Practical value. The structural-functional description allowed projecting an innovative design of the hatch cover, including its frameless execution, a model with a convex design of the plate in the direction of counteracting the mass of the cargo. Using the proposed models of hatch covers, effective modernization of the domestic park of gondola cars is possible., Цель. Работа направлена на создание структурно-функционального анализа существующего выполнения крышек люков полувагонов для поиска возможных путей их модернизации и усовершенствования. Методика. Проведенные исследования и анализ базируются на принципах морфологического изучения технических систем и системного подхода с учетом результатов ведущих исследований по теме, собственных разработок авторов, математическом обосновании и компьютерном моделировании. Расчет конструкционных элементов подвижного состава проведен с помощью современных нормативных и разработанных методик. Результаты. Системный подход при создании инновационной крышки люка позволил представить конструкцию в виде ряда взаимосвязанных и взаимодействующих подсистем, с учетом основных факторов их функционирования. Разработана структурно-функциональная модель крышки люка полувагона, которая показала, что полотно крышки люка есть основным элементом, структурно-параметрические и функциональные свойства которого определяют соответствующие характеристики других узловых и базовых элементов ее конструкции. Установлено, что основные функции крышки люка распределяются через составляющие элементы первого иерархического уровня (между узлами): каркас служит усиливающим элементом полотна и базой для установки других, кроме торсионных, узлов. Предложенные теоретические положения, методологические основы и практические методы структурно-функционального анализа целесообразно использовать при поиске путей оптимизации и других элементов подвижного состава, а также объектов транспортного машиностроения. Научная новизна. Предложены методологические основы создания структурно-функционального описания крышки люка и представлены результаты ее реализации, которые могут быть использованы в исследованиях процессов функционирования, восприятия и перераспределения разных видов нагрузок, таксономии, повышения степени их идеальности, идентификации объектов, рассматриваемых в процессах проектирования, исследования, ремонта. Практическая значимость. Структурно-функциональное описание позволило спроектировать инновационный конструктив крышки люка, в том числе бескаркасное ее выполнение, модель с выпуклой конструкцией полотна в сторону противодействия массе груза. С помощью предложенных моделей крышек разгрузочных люков возможна эффективная модернизация отечественного парка полувагонов., Мета. Робота спрямована на створення структурно-функціонального аналізу існуючого виконання кришок люків напіввагонів і пошук можливих шляхів їх удосконалення та модернізації. Методика. Проведене дослідження, аналіз та узагальнення базуються на принципах морфологічного вивчення технічних систем і системного підходу та враховує результати відомих робіт із теми, власних розробок авторів, математичному обґрунтуванні та комп’ютерному моделюванні. При розрахунках складових рухомого складу використані сучасні нормативні та запропоновані методики. Результати. Системний підхід у створенні інноваційної кришки люка дозволив представити його конструкцію у вигляді ряду взаємопов’язаних і взаємодіючих підсистем та з максимальною повнотою врахувати основні фактори їх функціонування. Розроблено структурно-функціональну модель кришки люка напіввагона, яка показала, що полотно кришки люка є основним елементом, структурно-параметричні та функціональні властивості якого визначають відповідні характеристики інших вузлових та базових елементів її конструкції. Встановлено, що основні функції кришки люка розподіляються через складові елементи першого ієрархічного рівня (між вузлами): каркас є підсилюючим елементом полотна та базою для встановлення інших, окрім торсіонного, вузлів. Запропоновані теоретичні положення, методологічні основи та практичні засоби структурно-функціонального аналізу доцільно використовувати у пошуку шляхів оптимізації та для інших складових рухомого складу, а також об’єктів транспортного машинобудування. Наукова новизна. Запропоновано методологічні основи створення структурно-функціональної моделі кришки люка та результати її реалізації, які можуть бути використані при дослідженнях процесів їх функціонування, дослідженні роботи по сприйняттю та перерозподілу різних видів навантажень, таксономії, підвищення ступеня ідеальності, ідентифікації об’єктів, що розглядаються у процесах проектування, дослідження, ремонтів. Практична значимість. Базуючись на структурно-функціональному описанні, спроектовано інноваційний конструктив кришки люка, зокрема, безкаркасна модель із випуклою конструкцією полотна в сторону протидії маси вантажу, використання яких дозволить ефективно модернізувати вітчизняний парк напіввагонів.

Мета. Робота передбачає висвітлення особливостей та результатів проведеного авторами дослідження з визначення можливості та доцільності створення попередньо напружено-деформованого стану вантажних вагонів методом навивання з метою поліпшення їх міцнісних характеристик. Також необхідним є представлення теоретичного обґрунтування ефективності застосування даного методу для вагонних конструкцій та відповідного прикладу для вагона-цистерни. Методика. Проведене дослідження базується на результатах аналізу відомих робіт із теми, математичному обґрунтуванні та комп’ютерному моделюванні. При розрахунках складових рухомого складу використані сучасні загальноприйняті методики. Результати. Авторами з’ясовано, що метод навивання для створення попередньонапружено-деформованого стану є ефективним та доцільним для застосування в конструкціях рухомого складу залізниць та, зокрема, у вантажних вагонах. Конструкції вантажних вагонів із попередньо напружено-деформованим станом характеризуються рядом міцнісних переваг, серед яких можна виділити покращення роботи зі сприйняття експлуатаційних навантажень та збереження ресурсу. Наукова новизна. Вперше запропоновано удосконалення несучої здатності конструкцій вантажних вагонів шляхом створення її складових у спрямованому напружено-деформованому стані. Також вперше запропоновано застосування розподіленого зовнішнього поверхневого зміцнення методом навивання для створення попередньо напружено-деформованого стану конструктивних елементів вантажних вагонів. Розглянуто способи навивання для конструкцій вантажних вагонів та їх впровадження. Практична значимість. В результаті проведених досліджень розроблено ряд технічних рішень із удосконалення конструкцій вантажних вагонів та контейнера-цистерни, що було запатентовано. В статті частково наведено відповідні рішення для вагона-цистерни. Практичне впровадження таких рішень дозволить суттєво поліпшити техніко-економічні та експлуатаційні показники вагонних конструкцій., Цель. Работа предполагает освещение особенностей и результатов проведенного авторами исследования по определению возможности и целесообразности создания предварительного напряженно-деформированного состояния грузовых вагонов методом навивки с целью улучшения их прочностных характеристик. Также необходимо представление теоретического обоснования эффективности применения данного метода для вагонных конструкций и соответствующего примера для вагона-цистерны. Методика. Проведенное исследование базируется на результатах анализа известных работ по теме, математическом обосновании и компьютерном моделировании. При расчетах составляющих подвижного состава использованы современные общепринятые методики. Результаты. Авторами установлено, что метод навивки для создания предварительно напряженно-деформированного состояния является эффективным и целесообразным для применения в конструкциях подвижного состава железных дорог и, в частности, грузовых вагонов. Конструкции грузовых вагонов с предварительным напряженно-деформированным состоянием характеризуются рядом прочностных преимуществ, среди которых можно выделить улучшение работы по восприятию эксплуатационных нагрузок и сохранение ресурса. Научная новизна. Впервые предложено усовершенствование несущей способности конструкций грузовых вагонов путем создания ее составляющих в направленном напряженно-деформированном состоянии. Также впервые предложено применение распределенного внешнего поверхностного упрочнения методом навивки для создания предварительно напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов грузовых вагонов. Рассмотрены способы навивки для конструкций грузовых вагонов и их внедрения. Практическая значимость. В результате проведенных исследований разработан ряд технических решений по совершенствованию конструкций грузовых вагонов и контейнера-цистерны, что было запатентовано. В статье частично приведены соответствующие решения для вагона-цистерны. Практическое внедрение таких решений позволит существенно улучшить технико-экономические и эксплуатационные показатели вагонных конструкций., Purpose. The paper involves coverage of features and results of the research conducted by the authors to determine the feasibility and establishment of pre-stressed-strained state of freight cars by winding in order to improve their strength characteristics. It is also necessary to present the theoretical justification for the effectiveness of the application of this method for car designs and an appropriate example for the tank-car. Methodology. The conducted study is based on an analysis of known works on the subject, mathematical justification and computer modeling. At the calculations of rolling stock components contemporary conventional techniques were used. Findings. Authors found that the winding method for pre-stressed-strained state is effective and appropriate for use in the construction of railway rolling stock and, in particular freight cars. Freight car designs with the pre-stressed-strained state are characterized by a number of strength advantages, among which there is an improvement of the work on the perception of operational loads and resource conservation. Originality. For the first time it is proposed the improvement of bearing capacity of freight car constructions through the creation of its component in the directed stress-strained state. It is also for the first time proposed the use of distributed external surface hardening by the method of winding to create a pre-stress-strained state of structural components of freight cars. The methods for winding designs of freight cars and their implementation were considered. Practical value. The studies developed a number of technical solutions for improving the design of freight cars and tank-container, which has been patented. Corresponding solutions for the tank-car are partially presented. Practical implementation of such solutions will significantly improve the technical, economic and operational performances of car designs.

The comparative investigation of two chemical polishing methods as applied to GaAs substrates is carried out. In both cases the equal etchant Br2+HBr was used. The comparison of etching rates and of surface morphology is carried out. It is revealed that numerous etching pits arise during chemo-dynamical polishing of GaAs (111) В samples but not arise during non-contact chemo-mechanical polishing of the same samples. Besides, last method allows to raise appreciably etching rate as compared with the method of chemo-dynamical polishing. That is, the same etchant behaves as selective or polishing depending on method of polishing. On the basis of worked out model of substrate surface etching near line defect the simulating of etching pit arising is carried out. The results of simulation are consistent with the idea that there are two competing ways of GaAs etching in the etchant Br2+HBr . Keywords: substrate, chemo-dynamical polishing, chemo-mechanical polishing., Проведене порівняльне дослідження двох методів хімічного полірування підкладок GaAs при застосовуванні однакового травника Br2 + HBr; порівнювались швидкості травлення й морфології поверхні. Виявлено, що при хіміко-динамічному поліруванні зразків GaAs(111)В утворюються численні ямки травлення, які, однак, на поверхні, обробленої методом безконтактного хіміко-механічного полірування не виявляються. Крім того, останній метод, в порівнянні з методом хіміко-динамічного полірування, дозволяє значно підвищити швидкість травлення: тобто, залежно від методу полірування той самий травник поводиться, як селективний або як поліруючий. На основі розробленої моделі травлення поверхні підкладки поблизу виходу дислокації проведене моделювання процесу утворення дислокаційної ямки травлення при поліруванні підкладок обома вищевказаними методами. Результати моделювання узгоджуються із припущенням про два конкуруючих механізмів травлення GaAs у в травнику Br2 + HBr.

Purpose. The purpose of work is presentation of features and results of the conducted works on determination of introduction expedience of hexahedral hollow profiles as the component elements of the modern supporting systems of railway freight gondola cars. Methodology. During the research an introduction methodology of different types of profiles as alternative to the existent supporting elements of the body module for freight car was used. This methodology had been developed by the author before. It is oriented to the reduction in material consumption and providing of strength requirements and operating reliability of the car design under study. The developed methodology includes the procedures of admissible values calculation of the resistance moments of the section of the hexahedral hollow profile, which is being introduced. It also includes the determination of optimum (i.e. characterized by the minimum material consumption when meeting the durability requirements) values of height and minimum thickness of profile in the conditions of construction limitations. At the same time the admissible resistance moments are calculated as such, which are equal to the value of existent implementation of supporting element or as such that are determined taking into account the surplus design reserve. The first direction is applied in this work. Findings. As a result of the conducted research the introduction expedience of hexahedral hollow profiles as vertical rods of the lateral and latitude belts of the walls of the butt-end freight gondola cars is grounded and the optimum parameters of such replacements are determined. Originality. The problem of the use expedience of hexahedral hollow profiles as the supporting elements of the freight gondola cars bodies was first considered in the article. To solve this problem the mathematical models describing the dependence of basic strength and mass indexes of the proper profiles on varying the geometrical parameters, as well as the auxiliary graph are developed. Practical value. Practical implementation of the results of conducted research for universal freight gondola cars will reduce their empty weight and accordingly increase their lifting capacity for almost 100 kg. upon the implementation of durability and operating reliability requirements. This taking into account the large scale of their park will provide a considerable economic effect at their producing and operation. The materials developed and presented in the article can be used for consideration and solution of analogical tasks for other types of freight cars, and also for other facilities of the transport engineering. According to the results of the work an invention application of Ukraine was applied., Цель. Исследование направлено на представление особенностей и результатов проведенных работ по определению целесообразности внедрения шестигранных полых профилей в качестве составных элементов современных несущих систем железнодорожных полувагонов. Методика. При проведении исследования использована ранее разработанная автором методика внедрения разных профилей как альтернативы существующим исполнениям несущих элементов модуля кузова грузового вагона. Она ориентирована на снижение материалоемкости исследуемой конструкции вагона при обеспечении требований прочности и эксплуатационной надежности. Разработанная методика включает процедуры расчета допустимых значений моментов сопротивления сечения внедряемого шестигранного полого профиля и определения оптимальных (характеризуются минимальной материалоемкостью при выполнении условий прочности) значений высоты и минимальной толщины стенки профиля в условиях конструкционных ограничений. При этом допустимые моменты сопротивлений рассчитываются как такие, которые равняются значением существующего выполнения несущего элемента или как определенные с учетом избыточных конструкционных резервов. В данной работе применено первое направление. Результаты. В результате проведенных исследований обоснована целесообразность внедрения шестигранных полых профилей в качестве вертикальных стоек стен боковых и горизонтальных поясов стен торцевых полувагонов, определены оптимальные параметры таких замен. Научная новизна. В работе впервые рассмотрен вопрос целесообразности использования шестигранных полых профилей в качестве несущих элементов кузовов полувагонов. Для решения этого вопроса разработаны математические модели, которые описывают зависимость основных прочностных и массовых показателей соответствующих профилей от варьирования геометрических параметров, а также вспомогательный график. Практическая значимость. Практическое внедрение результатов проведенных исследований для универсальных полувагонов позволит снизить их тару и соответственно повысить грузоподъемность почти на сто килограммов при выполнении требований прочности и эксплуатационной надежности. Это с учетом массовости парка обеспечит значительный экономический эффект при их изготовлении и эксплуатации. Разработанные и представленные в статье материалы могут быть использованы при рассмотрении и решении аналогичных заданий для иных типов грузовых вагонов, а также других средств транспортного машиностроения. По результатам выполненных работ подана заявка на изобретение Украины., Мета. Дослідження спрямоване на представлення особливостей та результатів проведених робіт із визначення доцільності впровадження шестигранних порожнистих профілів у якості складових елементів сучасних несучих систем залізничних напіввагонів. Методика. При проведенні дослідження використана раніше розроблена автором методика впровадження різних профілів як альтернативи існуючим виконанням несучих елементів модуля кузова вантажного вагону. Вона орієнтована на зниження матеріалоємності досліджуваної конструкції вагону при забезпеченні вимог міцності та експлуатаційної надійності. Розроблена методика включає процедури розрахунку допустимих значень моментів опору перерізу впроваджуваного шестигранного порожнистого профілю та визначення оптимальних (характеризуються мінімальною матеріалоємністю при виконанні умов міцності) значень висоти та мінімальної товщини стінки профілю в умовах конструкційних обмежень. При цьому допустимі моменти опорів розраховуються як такі, що дорівнюють значенням існуючого виконання несучого елементу або як визначений з урахуванням надлишкових конструкційних резервів. У даній роботі застосований перший напрямок. Результати. В результаті проведених досліджень виявлено доцільність впровадження шестигранного порожнистого профілю в якості вертикальних стійок стін бокових та горизонтальних поясів стін торцевих напіввагонів, визначені оптимальні параметри таких замін. Наукова новизна. У роботі вперше розглянуто питання доцільності використання шестигранних порожнистих профілів в якості несучих елементів кузовів напіввагонів. Для вирішення цього питання розроблено математичні моделі, які описують залежність основних міцністних та масових показників відповідних профілів від варіювання геометричних параметрів, а також допоміжний графік. Практична значимість. Практичне впровадження результатів проведених досліджень для універсальних напіввагонів дозволить знизити їх тару та відповідно підвищити вантажопідйомність майже на сто кілограмів при виконанні вимог міцності та експлуатаційної надійності. Це (з урахуванням масовості парку) забезпечить значний економічний ефект при їх виготовленні та експлуатації. Розроблені та представлені у статті матеріали можуть бути використані при розгляді та вирішенні аналогічних завдань для других типів вантажних вагонів, а також інших засобів транспортного машинобудування. За результатами виконаних робіт подано заявку на винахід України.

Purpose. Presentation of features and example of the use of the offered determination algorithm of optimum geometrical parameters for the components of freight cars on the basis of the generalized mathematical models, which is realized using computer. Methodology. The developed approach to search for optimal geometrical parameters can be described as the determination of optimal decision of the selected set of possible variants. Findings. The presented application example of the offered algorithm proved its operation capacity and efficiency of use. Originality. The determination procedure of optimal geometrical parameters for freight car components on the basis of the generalized mathematical models was formalized in the paper. Practical value. Practical introduction of the research results for universal open cars allows one to reduce container of their design and accordingly to increase the carrying capacity almost by100 kg with the improvement of strength characteristics. Taking into account the mass of their park this will provide a considerable economic effect when producing and operating. The offered approach is oriented to the distribution of the software packages (for example Microsoft Excel), which are used by technical services of the most enterprises, and does not require additional capital investments (acquisitions of the specialized programs and proper technical staff training). This proves the correctness of the research direction. The offered algorithm can be used for the solution of other optimization tasks on the basis of the generalized mathematical models., Цель. Представление особенностей и примера использования предложенного алгоритма определения оптимальных геометрических параметров составных элементов грузовых вагонов на основе обобщенных математических моделей, который реализуется на персональном компьютере. Методика. Разработанный подход к отысканию оптимальных геометрических параметров можно охарактеризовать как определение оптимального решения из выделенной совокупности возможных вариантов. Результаты. Представленный пример применения предложенного алгоритма засвидетельствовал его работоспособность и эффективность использования. Научная новизна. В работе формализована процедура определения оптимальных геометрических параметров составных элементов грузовых вагонов на основе обобщенных математических моделей. Практическая значимость. Практическое внедрение результатов исследований для универсальных полувагонов позволит снизить тару их конструкции и, соответственно, повысить грузоподъемность почти на сто килограмм при улучшении прочностных характеристик, что с учетом массовости их парка, обеспечит значительный экономический эффект при их изготовлении и эксплуатации. Предложенный подход ориентирован на использование распространенных программных комплексов (например, Microsoft Excel), которые используются техническими службами большинства предприятий, и не требует дополнительных капиталовложений (приобретения специализированных программ и соответствующего обучения технического персонала). Это дополнительно аргументирует правильность направления научно-исследовательских работ. Предложенный алгоритм может быть использован при решении других соответствующих оптимизационных задач на основе обобщенных математических моделей., Мета. Представлення особливостей та прикладу використання запропонованого алгоритму визначення оптимальних геометричних параметрів складових елементів вантажних вагонів на основі узагальнених математичних моделей, який реалізується на персональних обчислювальних машинах. Методика. Розроблений підхід до відшукування оптимальних геометричних параметрів можна охарактеризувати як визначення оптимального рішення з виділеної сукупності можливих варіантів. Результати. Представлений приклад використання запропонованого алгоритму засвідчив його працездатність та ефективність використання. Наукова новизна. У роботі формалізовано процедуру визначення оптимальних геометричних параметрів складових елементів вантажних вагонів на основі узагальнених математичних моделей. Практична значимість. Практичне впровадження результатів досліджень для універсальних напіввагонів дозволять знизити тару їх конструкції та, відповідно, підвищити вантажопідйомність майже на сто кілограмів при покращенні міцностних характеристик, що з урахуванням масовості їх парку, забезпечить значний економічний ефект при їх виготовленні та експлуатації. Запропонований підхід, орієнтований на використання розповсюджених програмних комплексів (наприклад, Microsoft Excel), які використовуються технічними службами більшості підприємств, і не вимагає додаткових капіталовкладень (придбання спеціалізованих програм та відповідного навчання технічного персоналу). Це додатково аргументує правильність спрямування науково-дослідних робіт. Запропонований алгоритм може бути використаний при вирішенні інших відповідних оптимізаційних задач на основі узагальнених математичних моделей.