Умный поиск 


4_2023_s_3

Название статьи АНАЛИЗ ПРОЧНОСТИ КОНТЕЙНЕРОВ-ЦИСТЕРН ПРИ УДАРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Авторы

М.Г. ГЕГЕДЕШ, канд. техн. наук, доц., доцент кафедры «Техническая физика и теоретическая механика», Белорусский государственный университет транспорта, г. Гомель, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С.А. ПЕТРАЧКОВ, заведующий научно-исследовательской лабораторией «Грузовая, коммерческая работа и тарифы», Белорусский государственный университет транспорта, г. Гомель, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
В рубрике ДИНАМИКА, ПРОЧНОСТЬ МАШИН И КОНСТРУКЦИЙ
Год 2023
Номер журнала 4(65)
Страницы 25–30
Тип статьи Научная статья
Индекс УДК 629.463.3:621.642.2:004.94
Идентификатор DOI https://doi.org/10.46864/1995-0470-2023-4-65-25-30
Аннотация В работе представлены результаты прочностного анализа конструкции контейнера-цистерны для перевозки жидких грузов железнодорожным, автомобильным и водным транспортом на основе компьютерного моделирования. В качестве исходных условий для компьютерного эксперимента выбран наиболее жесткий с точки зрения нагрузок и экстремальный режим эксплуатации контейнеров-цистерн, подразумевающий удар в продольном направлении при столкновении железнодорожных вагонов во время их роспуска с горки на сортировочных станциях. Расчеты выполнялись с использованием модуля статического анализа Static Structural инженерного программного комплекса ANSYS Workbench для двух вариантов нагружения транспортного резервуара: нормативного, соответствующего ГОСТ 33211-2014, и уточненного варианта нагружения оболочки резервуара контейнера-цистерны. На основании численного решения системы дифференциальных уравнений движения жидкого груза, выполненного с помощью применяемого в модуле CFX инженерного программного комплекса ANSYS Workbench метода конечных объемов, получены значения гидродинамических давлений в резервуаре, которые были приняты в качестве исходных данных для уточненного расчета. Сделаны выводы о влиянии учета распределения гидродинамического давления внутри транспортного резервуара на напряженно-деформированное состояние контейнера-цистерны. Получено распределение нормальных, эквивалентных напряжений по Мизесу, а также деформации для двух расчетных схем. С помощью инструмента Fatique Tool модуля статического анализа Static Structural определено число циклов, которое способна выдержать конструкция с учетом областей концентрации эквивалентных напряжений. Сформулированы выводы о результатах сравнения двух вариантов расчета, а также предложены рекомендации по повышению безопасности перевозки и обеспечению сохранности грузов с использованием контейнеров-цистерн.
Ключевые слова контейнер-цистерна, напряженно-деформированное состояние, прочность, усталостные повреждения, гидродинамическая нагруженность оболочки резервуара
  Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  1. Sloshing effects and running safety in railway freight vehicles / E. Di Gialleonardo [et al.] // Vehicle System Dynamics. — 2013. — Vol. 51, iss. 10. — Pp. 1640–1654. — DOI: https://doi. org/10.1080/00423114.2013.814797.
  2. Analysis of lateral sloshing forces within road containers with high fill levels / J.A. Romero [et al.] // Proc. of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. — 2006. — Vol. 220, iss. 3. — Pp. 303–312. — DOI: https://doi.org/10.1243/09544070JAUTO42.
  3. Sloshing dynamics in cylindrical tank with porous layer under harmonic and seismic excitations / M.-A. Xue [et al.] // Ocean Engineering. — 2021. — Vol. 235. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.109373.
  4. Rahmati-Alaei, A. Hunting stability analysis of partially filled tank wagon on curved track using coupled CFD-MBD method / A. Rahmati-Alaei, M. Sharavi, M. Samadian Zakaria // Multibody System Dynamics. — 2020. — Vol. 50, iss. 1. — Pp. 45–69. — DOI: https://doi.org/10.1007/s11044-019-09715-y.
  5. Котел железнодорожной цистерны: пат. RU 113702 U1 / А.В. Путято, А.О. Шимановский. — Опубл. 27.02.2012.
  6. Ashtiani, I.H. Investigation of coupled dynamics of a railway tank car and liquid cargo subject to a switch-passing maneuver / I.H. Ashtiani, S. Rakheja, W. Ahmed // Proc. of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit. — 2019. — Vol. 233, iss. 10. — Pp. 1023–1037. — DOI: https://doi.org/10.1177/0954409718823650.
  7. Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам: ГОСТ 33211-2014. — Введ. 01.07.2016. — М.: Стандартинформ, 2016. — 54 с.
  8. Wang, Z. Study on Impact Process of a Large LNG Tank Container for Trains / Z. Wang, C. Qian, W. Li // Applied Sciences. — 2023. — Vol. 13, iss. 3. — DOI: https://doi.org/10.3390/app13031351.
  9. Макеев, С.В. Особенности расчета напряженно-деформированного состояния танка-контейнера с учетом реального нагружения в эксплуатации / С.В. Макеев, П.М. Буйленков // Наука — образование — производство: опыт и перспективы развития: материалы XIV Междунар. науч.-техн. конф., посвященной памяти д-ра техн. наук, проф. Е.Г. Зудова: в 2 т. / Мин-во образования и науки РФ, ФГАОУВО «Уральский федеральный ун-т им. первого Президента России Б.Н. Ельцина», Нижнетагильский технологич. ин-т (филиал); отв. ред.: М.В. Миронова, А.А. Пыстогов. — Нижний Тагил: НТИ (фил.) УрФУ, 2018. — Т. 1. — С. 174–184.
  10. Рекомендации по перевозке опасных грузов: руководство по испытаниям и критериям. — Нью-Йорк–Женева: Организация объединенных наций, 2005. — 20 с.
  11. Кузнецова, М.Г. Анализ спектра ударного отклика при испытаниях контейнеров на удар / М.Г. Кузнецова, А.О. Шимановский // Механика. Научные исследования и учебно-методические разработки. — 2013. — Вып. 7. — С. 53–59.
  12. Aspects of Strength Testing of Tank Containers in Compliance with the Requirements of the UN Navigation Rules and Regulations / A. Sulym [et al.] // Journal of Marine Science and Engineering. — 2021. — Vol. 9, iss. 3. — DOI: https://doi.org/10.3390/jmse9030349.
  13. Морской танк-контейнер C11N17 T11 [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.sespel.com/catalog/tankkonteynery/ morskoy_tank_konteyner_c11n17_t11/. — Дата доступа: 20.03.2023.
  14. Андрижиевский, А.А. Механика жидкости и газа: учеб. пособие / А.А. Андрижиевский. — Минск: Выш. школа, 2014. — 206 с.
  15. Ferziger, J.H. Computational methods for fluid dynamics / J.H. Ferziger, M. Perić, R.L. Street. — 4th ed. — Cham: Springer, 2019. — 596 p. — DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-99693-6.