Кошель О. О. Прогнозування залишкового ресурсу та продовження строку експлуатації несівних конструкцій спеціального рухомого складу залізничного транспорту

Дана дисертаційна робота присвячена прогнозуванню залишкового ресурсу несівних конструкцій та продовженню строку експлуатації спеціального рухомого складу залізничного транспорту і є актуальною для залізничної галузі, зокрема забезпеченню безпечної експлуатації даного типу рухомого складу. Наукова новизна отриманих результатів. Вперше запропоновано в якості додаткового розрахункового режиму навантаження елементів несівних конструкцій думпкарів (вагонів-самоскидів) в процесі дослідження їх міцності режим, який імітує випадок навантаження конструкції при відмові (заклинюванні) одного з пневматичних приладів розвантажування, враховуючи, що при однократному навантаженні в цьому режимі може мати місце зародження первинних тріщин в найбільш напружених точках. Удосконалено: - принцип визначення точок контролю параметрів напруження при експериментальних дослідженнях міцності думпкарів на основі врахування даних про втомні дефекти несівних елементів протягом експлуатації; - науковий підхід до методів підвищення конструкційної міцності елементів несівних конструкцій думпкарів та хопер-дозаторів – на основі аналізу додаткових концентраторів напружень, що виникають після посиленням небезпечних перетинів. - формулу для прогнозування граничного терміну експлуатації вагонів, на основі врахування експериментальних даних вимірювання напружень та напружень отриманих при 3D-моделюванні; - ефективний коефіцієнт концентрації напружень, що враховує зниження опору втомі шляхом введення коригуючих коефіцієнтів у кожній точці вимірювання в порівнянні із даними отриманими розрахунковим методом у зоні безпосередньої близькості до точки наклеювання тензодатчика. Дістала подальшого розвитку теорія втомної міцності на основі врахування механізму утворення первинних дефектів елементів несівних конструкцій, які стали причиною зародження втомних тріщин, заснованого на статистичному аналізі наднормативних навантажень конструкції протягом експлуатації. Практичне значення отриманих результатів: - запропонований додатковий (аварійний) розрахунковий режим навантаження елементів несівних конструкцій думпкарів в процесі дослідження їх міцності, що імітує випадок навантаження конструкції при відмові (заклинюванні) одного з пневматичних циліндрів розвантажування, при якому можуть зароджуватися первинні тріщини в найбільш напружених точках; - нове конструкторсько-технічне рішення з удосконалення конструкції думпкарів (вагонів-самоскидів), яке захищене державним патентом України на корисну модель №151144 та може бути використане при проєктуванні вагонів нового покоління або модернізації існуючих; - уточнена формула для прогнозування граничного терміну експлуатації вагонів, заснована на порівнянні експериментальних даних вимірювання напружень та напружень отриманих при 3D-моделюванні; - на основі результатів проведених розрахунків на міцність запропоновано зміни до Внутрішнього нормативного документу ЦВ-0033 «Керівництво на капітальний ремонт вагонів-самоскидів (думпкарів) моделей 5ВС-60, 6ВС-60», а саме – п. 10.2 в частині технології усунення дефектів на нижній рамі. Основні результати дисертаційної роботи впроваджено: - у філії «НДКТІ» АТ «Укрзалізниця» при проведенні міцнісних розрахунків та аналізу несправностей вагонів спеціального рухомого складу, написанні програми та методики технічного діагностування думпкарів (вагонів-самоскидів) та хопер-дозаторів з метою продовження строку експлуатації; - програма та методика технічного діагностування вагонів-самоскидів (думпкарів), міцнісні розрахунки, аналіз несправностей вагонів спеціального рухомого складу в навчальному процесі ДУІТ на кафедрі «Вагони та вагонне господарство» в лекційному курсі навчального освітнього компоненту «Надійність та технічне діагностування вантажних вагонів» для підготовки студентів 2-го освітнього ступеня Магістр за спеціальністю 273 «Залізничний транспорт»; - у Департаменті вагонного господарства АТ «Укрзалізниця» при проєктуванні нових думпкарів (вагонів-самоскидів), міцнісні розрахунки нижньої рами вагона, спосіб підвищення конструкційної міцності несівних конструкцій, інженерні рішення при написанні нормативних документів на виконання планових видів ремонту. Відповідно до теми дисертаційної роботи опубліковано: 4 наукові статті в українських виданнях, які входять до затвердженого МОН України переліку наукових фахових видань, 1 наукова стаття у виданні, що індексується в науко-метричній базі даних Scopus, 8 статей та тез доповідей, які додатково відображають результати роботи, 1 патент України на корисну модель та 1 авторське право на твір.