Влияние параметров рессорного подвешивания на динамическую нагруженность литых деталей тележек грузовых вагонов

RU: Приведены результаты исследования влияния основных параметров рессорного подвешивания на прочность боковой рамы трехэлементной тележки грузового вагона с использованием математической модели движения грузового вагона на трехэлементных тележках и конечно- элементной модели боковой рамы. Апробация математической модели проведена при сравнении результатов моделирования и ходовых динамических испытаний вагона модели 12-7039-01 на тележках модели 18-9836. На первом этапе работы, при помощи математической модели колебаний вагона определены силы, действующие на боковую раму трехэлементной тележки, при различных значениях основных параметров рессорного подвешивания. В качестве варьируемых параметров приняты компоненты жесткости пружин рессорного комплекта и упругого элемента в буксовом адаптере, а также коэффициент относительного трения гасителя колебаний. Далее, при помощи конечно-элементной модели, по результатам анализа распределения полей напряжений в боковой раме при І и ІІІ расчетном режиме, определены контрольные точки, по которым в дальнейшем проводилась оценка ее напряженного состояния. Для каждой внешней силы, действующей на раму, определены коэффициенты влияния силы на компоненты напряжений. По полученным из математической модели колебаний вагона силам и коэффициентам влияния определены напряжения в модели при различных значениях параметров рессорного подвешивания. По результатам моделирования получены зависимости амплитуды напряжений в контрольных точках от компонент жёсткости пружин рессорного комплекта и упругого элемента в буксовом узле, а также от коэффициента относительного трения фрикционного гасителя колебаний.

UK: Наведено результати дослідження впливу основних параметрів ресорного підвішування на міцність бічної рами трьохелементного візка вантажного вагона з використанням математичної моделі руху вантажного вагона на трьохелементних візках і скінченно-елементної моделі бічної рами. Апробація математичної моделі проведена при порівнянні результатів моделювання і ходових динамічних випробувань вагона моделі 12-7039-01 на візках моделі 18-9836. На першому етапі роботи, за допомогою математичної моделі коливань вагона визначено сили, що діють на бічну раму трьохелементного візка, при різних значеннях основних параметрів ресорного підвішування. В якості параметрів, що варіюються прийняті компоненти жорсткості пружин ресорного комплекту і пружного елемента в буксовому адаптері, а також коефіцієнт відносного тертя гасника коливань. Далі, за допомогою скінченно-елементної моделі, за результатами аналізу розподілу полів напружень в бічній рамі при І і ІІІ розрахунковому режимі, визначені контрольні точки, за якими в подальшому проводилася оцінка її напруженого стану. Для кожної зовнішньої сили, що діє на раму, визначені коефіцієнти впливу на компоненти напружень. За отриманими з математичної моделі коливань вагона силами і коефіцієнтами впливу визначені напруження в моделі, при різних значеннях параметрів ресорного підвішування. За результатами моделювання отримано залежності амплітуди напружень в контрольних точках від компонент жорсткості пружин ресорного комплекту і пружного елементу в буксовому вузлі, а також від коефіцієнта відносного тертя фрикційного гасителя коливань.

EN: The results of a study of the influence of spring suspension parameters on the strength of the side frame of a three-piece bogie for freight cars are presented. These results are obtained with using the mathematical model of the freight car movement and the finite element model of the side frame. The approbation of the mathematical model was carried out by comparison the results of modeling and running dynamic tests of the car model 12-7039-01 on the bogies model 18- 9836. With the mathematical model of the wagon oscillations the forces acting on the lateral frame of the three-element bogie are determined for different values of spring suspension parameters. The
stiffness of the spring suspension and the stiffness of the elastic axlebox as well as coefficient of relative friction of the wedge dampers are considered as variable parameters. Further the control points were determined on the basis of stress field calculation with the finite element model of the side frame. For each external force acting on the frame, the coefficients of influence on stress in control points are determined. The stresses in the frame for various values of the spring suspension parameters are determined.