РОЗПОДІЛЕНЕ ЗОВНІШНЄ ПОВЕРХНЕВЕ ЗМІЦНЕННЯ ВАГОННИХ КОНСТРУКЦІЙ МЕТОДОМ НАВИВАННЯ

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
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.