Моделирование контактной пары «колесо-рельс» экспериментальной конструкции гибкого рельса в легких линиях струнной транспортной системы uST

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование: создание струнных рельс с низким погонным весом и высокими эксплуатационными характеристиками, определяющими долговечность, износостойкость, надежное сцепление колес транспортных средств с дорожкой качения рельса является актуальной задачей.

Цель: исследовать влияние геометрических параметров стального колеса и гибкого струнного рельса с полимерным покрытием на эксплуатационные характеристики; выбрать наиболее оптимальные параметры контактной пары "колесо-рельс".

Методы: расчет производился при помощи программного комплекса конечно-элементного анализа ANSYS.

Результаты: для уменьшения уровня контактных давлений целесообразнее уменьшить нагрузку на колесо либо увеличить ширину контакта, чем увеличивать радиус колеса; наиболее оптимальной является контактная пара, где модуль упругости полимерной головки рельса равен модулю упругости материала колеса, т. е. в контактной паре используются подобные по упругости материалы.

Об авторах

Анатолий Эдуардович Юницкий

ЗАО «Струнные технологии»

Автор, ответственный за переписку.
Email: a@unitsky.com

председатель совета директоров, генеральный конструктор

Белоруссия, Минск

Александр Степанович Хлебус

ЗАО «Струнные технологии»

Email: a.khlebus@unitsky.com

начальник группы прочностного анализа

Белоруссия, Минск

Елена Александровна Иванова

ЗАО «Струнные технологии»

Email: e.ivanova@unitsky.com

ведущий научный сотрудник

Белоруссия, Минск

Александр Евгеньевич Шашко

ЗАО «Струнные технологии»

Email: a.shashko@unitsky.com

ведущий инженер

Белоруссия, Минск

Михаил Иосифович Цырлин

ЗАО «Струнные технологии»

Email: m.tsirlin@unitsky.com

кандидат технических наук

Белоруссия, Минск

Список литературы

  1. Юницкий А.Э. Струнные транспортные системы: на Земле и в Космосе. – Силакрогс: ПНБ принт, 2019. – 576 с. [Yunitskii AE. Strunnye transportnye sistemy: na Zemle i v Kosmose. Silakrogs: PNB print; 2019. 576 p. (In Russ.)]. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 26.09.2022 Доступно по: https://www.rulit.me/books/strunnye-transportnye-sistemy-na-zemle-i-v-kosmose-read-488548-1.html
  2. Структура комплекса [Электронный ресурс]. [Struktura kompleksa [Internet]. (In Russ.)]. Доступно по: https://ust.inc/technology/structure-complex?lang=ru Ссылка активна на: 17.10.2022.
  3. Попов А.Н. Моделирование конструктивно-нелинейных контактных задач в программном комплексе ANSYS // Форум молодежной науки. − № 2. − 2021. [Popov AN. Modelirovanie konstruktivno-nelinejnyh kontaktnyh zadach v programmnom komplekse ANSYS [Internet]. Forum molodjozhnoj nauki. 2021;2. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 28.09.2022. Доступно по: https://forummn.ru/article-2.2.1.pdf
  4. Каратушин С.И., Храмова Д.А., Бокучава П.Н. Моделирование напряженно-деформированного состояния болтовых соединений в среде ANSYS // Балтийский государственный технический университет ВОЕНМЕХ им. Д.Ф. Устинова. – СПб. [Karatushin SI, Hramova DA, Bokuchava PN. Modelirovanie naprjazhenno-deformirovannogo sostojanija boltovyh soedinenij v srede ANSYS. Baltic State Technical University VOENMEH by D.F. Ustinov. St. Petersburg. (In Russ.)] Ссылка активна на: 28.09.2022. Доступно по: https://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-napryazhenno-deformirovannogo-sostoyaniya-boltovyh-soedineniy-v-srede-ansys/viewer
  5. Лукьянова А.Н. Моделирование контактной задачи с помощью программы ANSYS: лабор. работа. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2014. – 52 с. [Luk'janova AN. Modelirovanie kontaktnoj zadachi s pomoshh'ju programmy ANSYS: labor. work. Samara: Samara State Technical University; 2014. 52 p. (In Russ.)] Ссылка активна на: 28.09.2022. Доступно по: http://mmm.samsu.ru/polyakov/ansys/lab_samgtu/lab_09_samgtu.pdf
  6. Котов А.Г. Основы моделирования в среде ANSYS. − Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 2008. − 200 с. [Kotov AG. Osnovy modelirovanija v srede ANSYS. Perm': Perm State Technical University; 2008. 200 p. (In Russ.)].
  7. ТКП EN 1993-1-11-2009 (02250) Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций. Часть 1-11. Проектирование конструкций со стальными элементами, работающими на растяжение. – Введ. 2009-12-10. – Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, 2009. – 44 с. [TCCP EN 1993-1-11-2009 (02250) Eurocode 3. Proektirovanie stal'nyh konstrukcij. Chast' 1-11. Proektirovanie konstrukcij so stal'nymi jelementami, rabotajushhimi na rastjazhenie. Intro. 2009-12-10. Minsk: Ministry of Architecture and Construction of Republic of Belarus, 2009. 44 p. (In Russ.)].

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Табл. 3

Скачать (109KB)
3. Табл. 6-1

Скачать (21KB)
4. Табл. 6-1-1

Скачать (31KB)
5. Табл. 6-2

Скачать (24KB)
6. Табл. 6-2-2

Скачать (39KB)
7. Табл. 6-3

Скачать (27KB)
8. Табл. 6-3-3

Скачать (41KB)
9. Табл. 6-4

Скачать (18KB)
10. Табл. 6-4-4

Скачать (53KB)
11. Табл. 6-5

Скачать (19KB)
12. Табл. 6-5-5

Скачать (41KB)
13. Табл. 7-1

Скачать (41KB)
14. Табл. 7-2

Скачать (40KB)
15. Табл. 7-3

Скачать (40KB)
16. Табл. 7-4

Скачать (45KB)
17. Табл. 8-1

Скачать (27KB)
18. Табл. 8-1-1

Скачать (41KB)
19. Табл. 8-2

Скачать (11KB)
20. Табл. 8-2-2

Скачать (41KB)
21. Табл. 8-3

Скачать (13KB)
22. Табл. 8-3-3

Скачать (39KB)
23. Рис. 1. Схема общего вида контактной пары «колесо−рельс» с прилагаемыми нагрузками: Pw – вертикальная нагрузка на колесо; Ew – модуль упругости материала колеса, Ep – модуль упругости материала головки рельса; Bw – ширина контакта колесо−рельс; Rw – радиус качения колеса; d – диаметр проволок; Hp – толщина полимерного слоя над проволоками; Н – суммарная высота рельса H=Hp+d+2 (мм)

Скачать (31KB)
24. Рис. 2. Общий вид пятна распределения напряжений в зоне контакта «колесо−рельс»

Скачать (17KB)
25. Рис. 3. Зона максимального размаха напряжений в стальных проволоках полиуретановой конструкции рельса

Скачать (33KB)
26. Рис. 4. Общий вид расчетной КЭМ

Скачать (70KB)
27. Рис. 5. Эпюра изгибающего момента, действующего на гибкий рельс в зоне контакта с колесом

Скачать (13KB)
28. Рис. 6. Расчетный конструктивный вариант гибкого рельса

Скачать (49KB)
29. Рис. 7. Зависимость уровня контактных напряжений σк от нагрузки на колесо Pw

Скачать (25KB)
30. Рис. 8. Зависимость уровня контактных напряжений σк от ширины контакта Bw

Скачать (29KB)
31. Рис. 9. Расчетный конструктивный вариант гибкого рельса

Скачать (49KB)
32. Рис. 10. Зависимость уровня контактных напряжений σк от радиуса колеса Rw

Скачать (22KB)
33. Рис. 11. Оптимальные конструкции ветви легкого струнного рельса (с точки зрения долговечности несущих элементов рельс) для движения бирельсового юнимобиля полной массой до 2 тонн

Скачать (66KB)

© Юницкий А.Э., Хлебус А.С., Иванова Е.А., Шашко А.Е., Цырлин М.И., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».