Стаття

Отримано 06.02.2025

Доопрацьовано 02.06.2025

Прийнято 20.06.2025

Взято з Том 28, № 1, 2025

Сторінки 161 -171

Martynov, I., Kalabukhin, Yu., Trufanova, A., & Martynov, S. (2025). Study of stress-strain state of passenger car body. The National Transport University Bulletin: A Scientific and Technical Journal, 28(1), 161-171. https://doi.org/10.32703/2617-9040-2025-45-12

Дослідження напружено-деформованого стану кузова пасажирського вагона

Ігор Mартинов Юрій Kaлабухін Альона Tруфанова Станіслав Maртинов

У статті викладено результати аналізу напружено-деформованого стану несучих елементів кузова та рами пасажирського вагона моделі 61-779. Для оцінки міцності кузова застосовано метод скінчених елементів  з  використанням  програмного  комплексу  ANSYS.  У  моделі кузов  представлений  у  вигляді системи, що складається з балкових, оболонкових та об'ємних кінцевих елементів. Всього модель містить 890436 вузлів і 321874 кінцевих елемента. Граничні умови включають обмеження свободи в опорних вузлах (нерухома  опора)  та  зовнішні  навантаження.  Основним  несучим  елементом  конструкції  вагона  є хребтова балка, виконана з двотаврового профілю No 30. До неї приварені поперечні балки зі швелерів. Для підвищення жорсткості з'єднань хребтової та поперечних балок використовуються додаткові елементи кріплення.  Зовнішня  обшивка  кузова  виконана  з  листових  конструкційних  та  нержавіючих  сталей товщиною  2  мм.  Проведено  дослідження  напружено  деформованого  стану  кузова  при  номінальних розмірах. Найбільші напруження при навантаженні виникають у шворневій балці у місці обпирання на кінцеву  балку  рами  і  становлять  258  МПа.  Напруження  в  обшивці  кузова  в  отворах  між  вікнами становлять 65 МПа. Отримані результати надалі визначать напрямок досліджень з оптимізації несучих конструкцій рами та кузова

залізничний транспорт; пасажирський вагон; кузов; надійність; спрацювання; напруження; оптимізація
  1. Bozhok, N. O., Bulgakova, Y. V., & Pularia, A. L. (2014). Research on the current state of the passenger car fleet. Review of transport economics and management, (8), 78-87. in Ukrainian.
  2. Loboyko, L. N., & Barash, Yu. WITH. (2007). State of the wagon park and wagon repair base in Ukraine. Science and progress of transport. Bulletin of the Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, (19), 176-182. in Ukrainian.
  3. Kirpa, G. M. (2004). Integration of Ukrainian railway transport into the European transport system. D.: Publishing house of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Acad. V. Lazaryan. [in Ukrainian].
  4. Martynov, I., Trufanova, A., Petukhov, V., & Serhiienko, M. (2021). Research of the dependence of operation of carrying elements of passenger cars. Transport Systems and Technologies, (36), 72–81. in Ukrainian. https://doi.org/10.32703/2617-9040-2020-36-8. 
  5. Martynov, I. E., Trufanova, A. V., Pavlenko, Yu. S., & Sergienko, M. O. (2018). Analysis of the technical condition of passenger car bodies. Bulletin of the National Technical University of KhPI. Series: New solutions in modern technologies, (45), 41-46. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2018.45.06. in Ukrainian.
  6. Myamlin, S. V., Yagoda, P. A., Dedaeva, T. A., & Shkabrov, O. A. (2006). Reducing the weight of metal structures of passenger cars for high-speed transportation. Bulletin of the Dnipropetrovsk National University of Health Transport named after Academician V. Lazaryan, (13), 118-120. in Ukrainian.
  7. Prikhodko, V. I., Shkabrov, O. A., Myamlin, S. V., & Yagoda, P. A. (2007). Improving the design of passenger car bodies for high-speed transportation. Bulletin of the Dnipropetrovsk National University of Health Transport named after Academician V. Lazaryan, (14), 152-156. [in Ukrainian].
  8. Prikhodko, V. I. (2006). Calculation of dynamic indicators of a passenger car. Science and progress of transport. Bulletin of the Dnipropetrovsk National University of Health Transport named after Academician V. Lazaryan, (12), 146-152. [in Ukrainian].
  9. Sun, W., Zhou, J., Gong, D., & You, T. (2016). Analysis of modal frequency optimization of railway vehicle car body. Advances in Mechanical Engineering, 8(4), 1687814016643640. https://doi.org/10.1177/1687814016643640.
  10. Sharma, S. K., Sharma, R. C., & Lee, J. (2022). In situ and experimental analysis of longitudinal load on carbody fatigue life using nonlinear damage accumulation. International Journal of Damage Mechanics, 31(4), 605-622. https://doi.org/10.1177/10567895211046043/.
  11. Song, Y., Wu, P., & Jia, L. (2016). Study of the fatigue testing of a car body underframe for a high-speed train. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 230(6), 1614-1625. https://doi.org/10.1177/0954409715618425.
  12. de Cisneros Fonfría, J. J. J., Olmeda, E., Sanz, S., Garrosa, M., & Díaz, V. (2024). Failure analysis of a train coach underframe. Engineering Failure Analysis, 156, 107756. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2023.107756.
  13. Bingrong Miao, & Dingchang Jin. (2009). Evaluation of Railway Vehicle Car Body Fatigue Life and Durability using a Multi-disciplinary Analysis Method. International Journal of Vehicle Structures and Systems, 1(4). https://doi.org/10.4273/ijvss.1.4.05.
  14. Martynov, I., Kalabukhin, Y., Trufanova, A., & Martynov, S. (2024). Analysis of stress state of passenger car bodies. Transport systems and technologies, (43), 111-120. in Ukrainian. https://doi.org/10.32703/2617-9059-2024-43-9.
  15. Cascino, A., Meli, E., & Rindi, A. (2023). Dynamic size optimization approach to support railway carbody lightweight design process. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 237(7), 871-881. https://doi.org/10.1177/09544097221140933.
  16. Kobishanov, V.V., Lozbinev, V.P., Sakalo, V.I., Antipin, D.Y., Shorohov, S.G., & Vysocky, A.M. (2013). Passenger Car Safety Prediction. World Applied Sciences Journal, 24, 208–212. https://www.idosi.org/wasj/wasj24(1)/ 2013.htm.
  17. Baykasoglu, C., Sunbuloglu, E., Bozdag, S. E., Aruk, F., Toprak, T., & Mugan, A. (2012, April). Numerical static and dynamic stress analysis on railway passenger and freight car models. In International Iron & Steel Symposium (pp. 02-04)..
  18. Baykasoğlu, C., Sünbüloğlu, E., Bozdağ, S. E., Aruk, F., Toprak, T., & Mugan, A. (2011). Railroad passenger car collision analysis and modifications for improved crashworthiness. International Journal of Crashworthiness, 16(3), 319329.https://doi.org/10.1080/13588265.2011.566475.
  19. DSTU 7774:2015. (2017). Mainline passenger locomotive-drawn wagons. General technical standards for the calculation and design of mechanical parts of wagons. Ministry of Economic Development of Ukraine. in Ukrainian.
  20. Martynov, I. E., Trufanova, A. V., Shovkun, V. O., Martynov, S. I., & Ostapenko, Ya. V. (2023). Modeling the stressstrain state of a rigid-compartment passenger car body. Collection of scientific papers "Rail rolling stock", (27), 59-69. https://doi.org/10.47675/2304-6309-2023-27-59-69.

https://doi.org/10.32703/2617-9040-2025-45-12