Битюцкий А. А., Афанасьев А. Е., Хилов И. А., Гуськов В. И. Стендовые испытания на сопротивление усталости макетных узлов крытого вагона для перевозки автомобилей: текстовая версия

Парк вагонов для перевозки автомобильной техники устарел и не в полной мере обеспечивает новые, более жесткие требования к сохранности перевозимых автомобилей. Таким образом, актуальной стала задача разработки и производства вагонов с улучшенными потребительскими свойствами для перевозки автомобилей.

По заказу Российской компании ОАО «РейлТрансАвто» финский завод «Transtech Oy» совместно со специалистами Инженерного центра вагоностроения разработал и поставил в производство новый вагон для перевозки автомобилей, который удовлетворяет современным требованиям. Конструкция нового вагона модели 11-1835 разрабатывалась на базе модели 11-835-01, выпускаемой заводом «Transtech Oy».

Основные отличия разработанного вагона от выпускаемых моделей (рис. 1; табл. 1) следующие: увеличенные грузоподъемность и длина вагона, возможность изменения высоты верхнего яруса, увеличенная ширина дверного проема и закрытые боковые стены (листовая обшивка вместо сетки). Вследствие увеличения грузоподъемности и длины вагона в нем можно перевозить больше автомобилей с большей суммарной массой. Возможность изменения высоты верхнего яруса и увеличенная ширина дверного проема способствуют расширению номенклатуры перевозимых автомобилей. Применение в конструкции полностью закрытых боковых стен обеспечивает сохранность перевозимого груза, что особенно актуально в зимний период, когда остро стоит вопрос очистки внутренней части кузова от снега и наледи.

Боковая стена разработанного вагона имеет типовую для данного подвижного состава конструкцию: вертикальные стойки с внутренней стороны кузова и обшивка из листа или комбинация листа и сетки. В такой конструкции эксплуатационные нагрузки, возникающие при перевозке автомобилей на верхнем ярусе, передаются на раму через стойки боковой стены и, соответственно, через узел заделки стойки к раме вагона. Отличительная особенность боковой стены – несущая обшивка, увеличивающая момент сопротивления боковой стены и воспринимающая часть нагрузок. Вследствие этого уменьшены сечение и момент сопротивления угловой стойки боковой стены в поперечной плоскости, что позволило увеличить ширину дверного проема (рис. 2).

Во время эксплуатации вагонов для перевозки автомобилей часто отмечается такое повреждение кузова, как трещина сварного шва в узле заделки стойки боковой стены, промежуточной или угловой. Конструкция нового вагона разрабатывалась с использованием современных методов расчета. Однако после значительного изменения конструкции боковой стены и узлов заделок стоек по сравнению с аналогами появилась необходимость экспериментального под тверждения значений их сопротивления усталости. По результатам стендовых испытаний макетов узлов на сопротивление усталости можно достаточно точно прогнозировать характеристики усталостной прочности кузова разработанного вагона. Актуальность проведения таких испытаний подтверждается возможностью исключить повреждения узлов заделки стоек в эксплуата

Однако до сих пор такие испытания указанных узлов не проводились и методика испытаний не разрабатывалась. Для стендовых испытаний узлов заделки в раму угловой и промежуточной стойки боковой стены были разработаны натурные образцы узлов. Габаритные размеры образцов и место приложения нагрузки выбирали, как и для ранее испытанных узлов заделки стоек полувагонов. В конструкцию разработанных образов (рис. 3) включена нижняя обвязка 1, поперечная (концевая) балка 2, промежуточная или угловая стойка 3 с усилениями 4, лист обшивки 5, настил пола 6 и опорная плита 7, служащая для закрепления опытного образца в стенде. Всего для испытаний было изготовлено по четыре образца каждого типа.

Для выполнения стендовых испытаний Инженерный центр вагоностроения разработал специальную программу и методику испытаний, которая включала определяемые характеристики, схемы приложения нагрузок, средства испытаний, величину испытательных нагрузок, порядок проведения испытаний, схемы установки датчиков, оценку результатов испытаний. Особенность методики, впервые разработанной для подобных узлов, заключалась в том, что были определены и обоснованы схемы нагружения и величины испытательных нагрузок. За основу была принята методика стендовых испытаний узлов полувагона. Первые аналогичные методики были разработаны в 1970-х годах [1–3] и успешно апробированы при отработке конструкций полувагонов. Со временем методика испытаний узлов полувагонов дополнялась и изменялась. В 2009 г. Инженерным центром на основе существующих методик разработана и успешно апробирована методика стендовых испытаний узлов полувагона и выполнено совершенствование узлов заделок стоек боковых стен [4–6]. Оценка сопротивления усталости узлов полувагона по этой методике подтвердила свою эффективность.
Авторы:  Битюцкий А. А., Афанасьев А. Е., Хилов И. А., Гуськов В. И.
Источник:  Транспорт РФ. 2015. № 3 (58). С. 81–85.
Ключевые слова:  сопротивление усталости, вагон для перевозки автомобилей
Контакты:  aae@engcenter.ru