Моделювання навантаженості контейнера-цистерни при перевезенні у складі комбінованого поїзда на залізничному поромі

Анотація

В статті проводиться дослідження динамічної навантаженості контейнера-цистерни удосконаленої конструкції при перевезенні на залізничному поромі у складі комбінованого поїзда. Для визначення прискорень, як складової динамічного навантаження, що діє на контейнер-цистерну при коливаннях залізничного порому, складено математичну-модель за методом Лагранжа ІІ роду. До уваги прийняті кутові переміщення залізничного порому відносно повздовжньої осі (крен), як випадку найбільшої навантаженості несучої конструкції вагона-платформи з контейнерами-цистернами, а також забезпечення їх стійкості відносно палуби. Враховано, що вагон-платформа жорстко закріплений відносно палуби, а контейнера-цистерни відносно фітингових упорів та не мають власного ступеня вільності при коливаннях залізничного порому, тобто у коливальному процесі приймає участь тільки наливний вантаж, переміщення якого обмежені стінками котла. Розв’язання математичної моделі здійснено за допомогою метода Рунге-Кутти в середовищі програмного забезпечення MathCad. Визначено максимальне прискорення, яке діє відносно штатного місця контейнера-цистерни при коливаннях залізничного порому. Загальна величина прискорення також враховує горизонтальну складову прискорення вільного падіння, обумовлену кутом крену залізничного порому. Отримані результати враховані при розрахунку на міцність контейнера-цистерни за методом скінчених елементів, реалізованого в середовищі програмного забезпечення CosmosWorks. Встановлено, що максимальні еквівалентні напруження в удосконаленій несучій конструкції контейнера-цистерни не перевищують допустимі. Результати проведених досліджень можуть використовуватися при проектуванні контейнерів-цистерн нового покоління, а також сприятимуть підвищенню ефективності комбінованих перевезень в міжнародному сполученні.