Разработка методики анализа нагруженности вагонов-хопперов от действия сыпучего груза
Анализ существующих методик описания поведения сыпучих грузов в кузовах вагонов. Использование клиновых или шаровых твердотельных моделей. Особенность применения в процедуре метода конечных элементов. Построение инкрементальной схемы решения задачи.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.01.2019 |
| Размер файла | 37,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ АНАЛИЗА НАГРУЖЕННОСТИ ВАГОНОВ-ХОППЕРОВ ОТ ДЕЙСТВИЯ СЫПУЧЕГО ГРУЗА
Серпик И.Н.
Сологубов Е.А.
Вопрос повышения живучести вагонов-хопперов сопряжен с решением весьма сложной задачи исследования нагруженности их несущих конструкций от действия сыпучего груза. Существующие методики описания поведения сыпучих грузов в кузовах вагонов предусматривают использование клиновых или шаровых твердотельных моделей, что не позволяет эффективно анализировать поведение мелкодисперсных сред, таких как песок, зерно и минеральные удобрения.
В настоящей статье разрабатывается вычислительная процедура для уточненного анализа в статической и динамической постановках объектов такого типа с введением континуальной модели для сыпучей среды, взаимодействующей с несущей конструкцией. Деформации груза описываются на основе предложенной Григоряном [1] теории упруго-пластического деформирования материала, использовавшейся рядом авторов для исследования поведения песчаных грунтов. Основное положение этой теории заключается том, что, когда деформации сдвига не могут протекать чисто упруго, часть бесконечно малых деформаций происходит пластически необратимо и пропорционально соответствующим элементам девиатора напряжений. В качестве условия текучести здесь принимается зависимость
,
где - второй инвариант девиатора напряжений; - неубывающая функция давления
p=(x+y+z)/3;
, , - нормальные напряжения в направлениях осей Ox, Oy и Oz декартовой системы координат .
На основании уравнения Григоряна [1] представим бесконечно малое приращение вектора девиаторных напряжений при выполнении условия текучести в виде
,
где d - обозначение дифференциала; вектор
;
- матрица-оператор дифференцирования, записываемая следующим образом:
;
u, v, w - проекции вектора перемещений на оси Ox, Oy и Oz; матрица
;
G - модуль сдвига материала до возникновения пластических деформаций; ,,- девиаторные напряжения; параметр
;
- функция Хэвисайда; - производная от функции по давлению p; - вектор девиаторных деформаций, который можно выразить через вектор с помощью зависимости
;
матрицы и равны
- единичная матрица 3-го порядка.
При работе материала в упругой стадии в уравнении (1) следует принять , и оно фактически превратится в запись обобщенного закона Гука.
Отметим, что вектор может быть выражен через обычно рассматриваемый вектор напряжений соотношением
.
Приведем равенство (1) к виду, удобному для применения в процедуре метода конечных элементов. На основании матричных преобразований будем иметь
где - «касательная» матрица упругости, определяемая следующей формулой: сыпучий груз клиновый инкрементальный
= ;
Матрица
- единичная матрица 6-го порядка.
С использованием зависимостей (2)-(4) была построена инкрементальная схема решения поставленной задачи при учете физической и геометрической нелинейности. Для случая динамического нагружения конструкции введено сочетание инкрементального подхода с методом Ньюмарка решения системы дифференциальных уравнений. На каждом новом шаге интегрирования рассматривается линейная задача на базе перемещений, скоростей, ускорений, деформаций и напряжений, полученных на предыдущем шаге. При этом пересчитываются с учетом приращений перемещений координаты узловых точек. Накапливаемые в конечных элементах деформации и напряжения определяются в соответствии с найденными их приращениями и эффектами вращений.
Несущая система описывается пластинчатыми и стержневыми конечными элементами, массив сыпучей среды - тетраэдральными конечными элементами. Для учета особенностей взаимодействия груза со стенами вагона вводятся контактные конечные элементы, которые обеспечивают возможность передачи нормальных и касательных усилий.
Рассмотренная методика уточненного анализа деформаций вагонов-хоппе-ров, которая в настоящее время реализуется в рамках программного комплекса DIVLOC-SEGMENT [2], предоставляет возможность управлять процессом обеспечения повышенной живучести этих объектов при их разработке и совершенствовании.
Список литературы
1. Новацкий В.К. Волновые задачи теории пластичности. - М.: Мир, 1978 - 312 с.
2. Серпик И.Н., Голоян А.А., Евельсон Л.И. Программный комплекс моделирования работы тонкостенных несущих конструкций с использованием многосеточного алгоритма раздельных и налагающихся местных деформаций. - ГосФАП РФ, 1997. - Рег. №50970000011. - 9 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Правила перевозок грузов железнодорожным транспортом. Операции в пути следования. Приём и сдача вагонов и перевозочных документов по пути следования грузов. Приём и сдача вагонов и перевозочных документов по пути следования грузов. Сохранность груза.
дипломная работа [47,9 K], добавлен 26.09.2008Определение показателей работы использования вагонов и инвентарного парка. Разработка варианта технического обслуживания вагонов на участке дороги. Обзор существующих планировок депо. Программа и производственная структура контрольного пункта автосцепки.
курсовая работа [138,0 K], добавлен 08.11.2012Способы перевозки скоропортящихся грузов. Выбор типа подвижного состава и расчет потребного количества вагонов и поездов. Теплотехнический анализ и подбор холодильно-энергетического оборудования. Основные показатели использования изотермических вагонов.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 02.04.2019Характеристика груза, подготовка товара к перевозке. Условия перевозки овощей. Выбор подвижного состава, подготовка вагонов. Стоимость выполнения работ по очистке и промывке вагонов с 2013 года. Пломбирование вагонов грузополучателем и перевозчиком.
реферат [38,2 K], добавлен 13.11.2013Координация и взаимодействие служб и подразделений в процессе подготовки транспортных средств к перевозке. Подготовка вагонов к погрузке. Разработка проекта туристической программы. Формы организации текущего отцепочного ремонта пассажирских вагонов.
контрольная работа [38,1 K], добавлен 01.12.2011Типаж и технические требования к грузовым вагонам нового поколения. Организация серийного производства тележек 18-78 для новых вагонов. Недостатки предыдущих конструкций. Модернизация вагонов–хопперов. Новые вагоны грузовой компании Railion Deutschland.
реферат [1007,5 K], добавлен 16.01.2011Раскрытие сущности железнодорожных перевозок как одного из дешевых видов транспортировки грузов. Техническое описание устройства вагона-зерновоза. Разработка автоматической системы разгрузки зерна из вагонов-хопперов на грузовой железнодорожной станции.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 14.06.2015Расчет среднесуточного парка вагонов, потребности в подготовке вагонов к перевозкам. Размещение и расчет пунктов технического обслуживания вагонов, контрольно-технического обслуживания и контрольных постов. Механизированный пункт текущего ремонта вагонов.
курсовая работа [126,6 K], добавлен 26.11.2010Составление плана погрузки и выгрузки, приемки и сдачи подвижного железнодорожного состава. Схемы вагонопотоков груженых и порожних вагонов, густота движения и пробег вагонов. Парк локомотивов и вагонов, качественные показатели их использования.
курсовая работа [444,5 K], добавлен 03.04.2013Определение характера коммерческих операций, выполняемых на станциях. Расчет платы за перевозку грузов повагонными отправками. Таксировка контейнерной и мелкой отправки. Сборы за дополнительные операции, связанные с перевозкой. Кодирование вагонов, груза.
курсовая работа [43,7 K], добавлен 27.08.2012Обоснование и расчет параметров метода ремонта вагонов. Проектирование состава цехов депо, их размеров, площадей и размещения. Выбор подъемно-транспортного оборудования и описание технологического процесса ремонта вагонов. Расчет штатных работников.
дипломная работа [69,6 K], добавлен 16.08.2011Транспорт для перевозки груза. Факторы, учитываемые при выборе транспортного средства. Преимущества и недостатки железнодорожного транспорта. Типы вагонов и виды грузов. Алгоритм планирования доставки мелкопартионных грузов, локальная система доставки.
контрольная работа [20,8 K], добавлен 06.10.2011Система технического обслуживания и ремонта грузовых вагонов. Схема обслуживания гарантийных участков. Оценка надежности и технического состояния вагонов. Классификация нарушений безопасности движения. Оценка качества технического обслуживания вагонов.
курсовая работа [470,2 K], добавлен 06.02.2016Определение количества вагонов, проходящих через пункт технического осмотра. Расчёт ожидаемого количества вагонов, нуждающихся в текущем отцепочном ремонте. Назначение пункта технического обслуживания вагонов. Организация работы в парке прибытия.
курсовая работа [123,9 K], добавлен 27.06.2012Характеристика дороги и ее подразделений. Нормы погрузки и выгрузки, передачи вагонов и поездов по стыковым пунктам. Транзитный вагонопоток технических станций. Нормы участковой скорости и простоя вагонов на станциях. Показатели использования вагонов.
курсовая работа [773,2 K], добавлен 10.01.2015Проблема защиты вагонов, перевозящих опасные грузы, путем применения в автосцепном устройстве поглощающих аппаратов повышенной энергоемкости. Результаты испытаний при соударении вагонов, оборудованных поглощающими аппаратами с различной энергоемкостью.
курсовая работа [704,5 K], добавлен 03.06.2019Эксплуатационная характеристика работы грузовой станции, ее взаимосвязь с работой путей необщего пользования. Разработка вариантов суточного плана-графика работы и расчет нормативов простоя вагонов. Анализ использования вагонов и маневровых локомотивов.
дипломная работа [279,5 K], добавлен 22.12.2012Виды и классификация вагонов. Конструктивные особенности и требования, предъявляемые к вагонам промышленного транспорта. Принцип действия вагона-дефектоскопа. Характеристика вагона-лаборатории, ледника, цистерны, купе, думпкаров. Типы вагонов-платформ.
презентация [6,6 M], добавлен 23.12.2015Устройство складов сыпучих грузов. Их место в транспортной сети. Анализ внешних и внутрискладских грузопотоков. Определение параметров погрузочно-разгрузочных участков складов и зоны хранения грузов, производительности и количества средств механизации.
методичка [964,7 K], добавлен 06.01.2014Качественные показатели зерна. Условия хранения зернопродуктов. Использование вагонов бункерного типа. Полуприцеп-цистерна БЦМ-20.1. Перевозка навалочных грузов (пшеница, руда, уголь, флюсы, лесоматериалы). Хоппер для транспортировки зерна и муки.
презентация [1,2 M], добавлен 06.05.2016
