1* Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, Московский просп., 9, Санкт-Петербург, Россия, 190031, тел. +7 (812) 310 92 10, эл. почта boron49@yandex.ru, ORCID 0000-0002-8560-1758 2* АО Научно-внедренческий центр «Вагоны», Московский просп., 2, Санкт-Петербург, Россия, 190031, тел. +7 (812) 310 95 00, эл. почта filippova.io@yandex.ru, ORCID 0000-0001-9584-4772
ВЫБОР КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ВАГОНОВ С МАЛОЙ МАССОЙ ТАРЫЦель. В работе необходимо выявить причины существенно большего коэффициента тары вагонов колеи 1 520 мм в сравнении с грузовыми вагонами Северной Америки и дать рекомендации по снижению массы тары грузовых вагонов. Методика. В качестве методики применена сравнительная оценка показателей прочности, выносливости и устойчивости несущей конструкции минимальной массы, изготовленной из раз-личных материалов по действующим на «пространстве 1 520» нормативам. Результаты. Авторами установ-лено, что при использовании высокопрочных сталей массу изделия можно снизить в пять раз в сравнении с балкой из стали 09Г2С. Если же в конструкции имеется сварное соединение, то масса конструкции увели-чится примерно в 2 раза при расчете по «Нормам для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС России колеи 1 520 мм (несамоходных)». А при расчетах по ГОСТ 33 211-2013 «Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам» масса увеличивается почти в 5 раз и не зависит от типа стали. Научная новизна. Выявлено, что основным критерием, определяющим массу тары современных вагонов, является усталостная прочность сварного соединения. Показано, что ГОСТ 33 211-2013 и рекомен-дации Международного института сварки назначают низкие пределы выносливости высокопрочных сталей, и при их соблюдении достичь снижения тары невозможно. Практическая значимость. Разработано на-правление действий по снижению тары вагонов: экспериментально уточнены условия прочности сварных соединений вагонов из высокопрочных материалов; разработаны способы повышения выносливости свар-ных соединений; предполагаются другие виды соединений.Ключевые слова: тара вагона; высокопрочная сталь; сварные конструкции; грузовой вагон; прочность
ВведениеСнижение тары вагона является одной из приоритетных задач вагоностроителей. Мень-ший вес тары позволяет повысить грузоподъ-ёмность, сократить расходы на закупку мате-риалов, снизить стоимость вагона, сократить расходы на тягу и увеличить погонную нагруз-ку нетто. Однако успехи в этом направлении минимальны. Тара новых вагонов не уменьша-ется, а зачастую даже растет.На железных дорогах Северной Америки и Австралии в эксплуатации находятся десятки тысяч грузовых вагонов, у которых осевая на-грузка от оси на рельс 32-35 тс, грузоподъем-ность до 116 т, масса тары 18,9-25 т, коэффи-циент тары составляет 0, 17…0,24 [2, 7, 9]. Та-ким образом, особенность вагоностроения Се-верной Америки состоит в повышении грузоподъемности вагонов за счет применения высоких нагрузок от оси на рельсы, состав-ляющих для большинства вагонов 32-35 тс, что позволяет строить четырехосные ...