WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

РЫКОВА ЛЮБОВЬ АНАТОЛЬЕВНА

ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕВОЗОК НА ОТКРЫТОМ ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ НА ОСНОВЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

МЕТОДИКИ РАСЧЁТА КРЕПЛЕНИЙ ГРУЗОВ

ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ

Специальность 05.22.08 – Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата технических наук

ЕКАТЕРИНБУРГ 2008

Работа выполнена на кафедре «Станции, узлы и грузовая работа» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Уральский государственный университет путей сообщения» (УрГУПС)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Туранов Хабибулла Туранович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бачурин Николай Сергеевич

кандидат технических наук, доцент

Власова Наталья Васильевна

Ведущее предприятие: Государственное образовательное учреж-

дение высшего профессионального образо-

вания «Ростовский государственный уни-

верситет путей сообщения» (РГУПС)

Защита диссертации состоится «20»___марта _ 2009 г. в 1030 на

заседании диссертационного совета Д.218.013.01 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский государственный университет путей сообщения» по адресу:

620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66, ауд. 283.

Fax: 8 (343) 358 55 91

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного университета путей сообщения.

Автореферат диссертации разослан «_16__»_февраля__ 2009 г.

Отзыв на автореферат в 2-х экземплярах, заверенный печатью организации, просим направить в адрес учёного совета Университета.

Учёный секретарь

диссертационного совета Асадченко В.Р.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В эксплуатационной деятельности железных дорог важное место занимает грузовая работа, включающая в себя комплекс вопросов, связанных c разработкой и соблюдением Правил перевозок грузов, Технических условий размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах (ТУ), основной задачей которых является обеспечение безопасности и сохранности перевозок грузов.

Сохранная и своевременная доставка грузов грузополучателям требует четкой и безопасной работы всех звеньев железнодорожного транспорта. Одной из основных причин, приводящих к сбоям в работе, являются коммерческие браки. Особенно неблагоприятно сказываются на работе железных дорог нарушения креплений и сдвиги грузов, перевозимых на открытом подвижном составе, приводящие к повреждениям грузов, подвижного состава, железнодорожного пути, перерывам в движении, увеличению сроков доставки.

Анализируя положение с обеспечением безопасности в сфере грузовых перевозок можно отметить, что количество вагонов с нарушением креплений груза на открытом подвижном составе в отдельные годы составляло от 25 до 55% от общего количества вагонов с коммерческими неисправностями. Одной из основных причин является несовершенство методики расчёта креплений грузов, вследствие того, что существующие методы, изложенные в Технических условиях (ТУ), не учитывают некоторые реальные факторы, оказывающие существенное влияние на крепление грузов при их транспортировке.

К числу грузов, создающих серьёзную угрозу безопасности перевозок в случае нарушения креплений, относятся грузы цилиндрической формы: трубы большого диаметра, котлы, резервуары, цилиндрические ёмкости. Имея круглое основание, значительные габариты и сложную конфигурацию такие грузы требуют разработки и обоснования технологии размещения и крепления на вагоне способами, которые не предусмотрены Техническими условиями (НТУ).

Исследования, выполненные в работе, показали, что расчёты устройств обеспечения безопасности транспортировки грузов цилиндрической формы по действующим Техническим условиям, производятся по неточным формулам. Анализ работ, посвящённых изучению технологии размещения и крепления грузов, представленный в первой главе диссертации, даёт возможность утверждать, что не разработаны расчётные схемы и не построены математические модели крепления грузов цилиндрической формы, позволяющие получить аналитические выражения для определения величины сдвига груза и натяжений гибких упругих элементов креплений, ограничивающих его перемещение как вдоль, так и поперёк вагона.

Безопасная и сохранная перевозка грузов цилиндрической формы, своевременная их доставка грузополучателю может быть достигнута разработкой и использованием усовершенствованной методики расчета креплений груза.

Исходя из этого, можно отметить, что совершенствование методики расчёта креплений грузов цилиндрической формы является актуальной прикладной задачей, имеющей важное значение для транспортной науки и отрасли железнодорожного транспорта.

Цель исследования. Целью исследования является совершенствование методики расчёта креплений грузов цилиндрической формы, обеспечивающих безопасность и сохранность их транспортировки.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

исследовать методом математического моделирования перемещение поперёк и вдоль вагона груза цилиндрической формы, закреплённого гибкими упругими элементами;

изучить влияние высоты выступа упорного бруска на перекатывание груза цилиндрической формы поперёк вагона;

построить математическую модель крепления груза цилиндрической формы и получить аналитические выражения для определения величины сдвига груза и определения натяжений (усилий) в гибких упругих элементах креплений при действии продольных сил;

провести вычислительные эксперименты по определению сдвига груза вдоль вагона и натяжений (усилий) в гибких элементах креплений грузов цилиндрической формы в вычислительной среде MathCAD.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются устройства обеспечения безопасности транспортировки грузов цилиндрической формы, перевозимых на открытом подвижном составе. Предметом исследования являются параметры упорного бруска, сдвиги груза и натяжения в креплениях.

Методика исследования. Аналитические исследования по определению сдвига и натяжений (усилий) в креплениях грузов цилиндрической формы выполнены с использованием классических положений теоретической механики и метода итерации, реализуемого в среде MathCAD.

Достоверность исследований подтверждается данными сравнительных расчётов величины сдвига груза и натяжений (усилий) гибких элементов креплений, полученными с применением методики, разработанной автором и другими исследователями.

Основные положения, выносимые на защиту:

математические модели сдвига груза цилиндрической формы вдоль и поперёк вагона, закреплённого гибкими упругими элементами;

зависимости влияния высоты выступа упорного бруска на перекатывание груза цилиндрической формы поперёк вагона;

математическая модель нагруженности гибких упругих элементов креплений груза цилиндрической формы при воздействии продольных сил.

Научная новизна. Научная новизна заключается в том, что:

составлены дифференциальные уравнения, описывающие вынужденные колебания груза, закреплённого гибкими упругими элементами. Качественные исследования полученных уравнений позволяют получить кинематические характеристики движения груза, принципы расчёта значений постоянных параметров, входящих в уравнения и описание процесса возможных перемещений груза;

получены зависимости влияния высоты выступа упорного бруска на перекатывание груза цилиндрической формы поперёк вагона;

построена математическая модель нагруженности гибких упругих элементов креплений груза цилиндрической формы при действии внешних нормативных сил, имитирующих движение поезда.

Практическая ценность. Практическую ценность представляют:

1) программы расчёта перемещений и натяжений гибких упругих элементов креплений груза, на которые получены 3 Свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (№ 2006612668 от 28.07.2006, №2006613665 от 20.10.2006, № 2007613926 от 13.09.2007). Программы в последующем могут быть использованы грузоотправителями при разработке непредусмотренного Техническими условиями (НТУ) способа размещения и крепления груза на вагоне;

2) рекомендации о внесении корректив в формулы для определения параметров упорных брусков и количества крепёжных деталей, предназначенных для закрепления груза цилиндрической формы от перекатывания (формулы 43, 44, 45 по ТУ);

3) рекомендации о внесении корректив в пункт 10.5.8. главы 1 ТУ. Расчёт натяжений (усилий) в гибких упругих элементах креплений грузов цилиндрической формы рекомендуется выполнять с учётом возможного сдвига груза под действием внешних сил и возникающих при этом упругих деформаций.

Реализация результатов работы. Разработанные практические рекомендации приняты к использованию Службой коммерческой работы в сфере грузовых перевозок Свердловской железной дороги филиала ОАО «Российские железные дороги» для проверки разработанных грузоотправителями схем размещения и крепления грузов на открытом подвижном составе способами непредусмотренными Техническими условиями.

Разработанная методика расчёта креплений грузов реализована в виде 3-х пакетов программ для ПК. Программы используются в научных исследованиях и учебном процессе кафедры «Станции, узлы и грузовая работа». Программы могут быть использованы при совершенствовании технологии перевозочного процесса созданием нормативноправовой базы, относящейся к разработке новых технических условий размещения и крепления грузов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Седьмой научн. практич. конф. «Безопасность движения поездов» (Москва: МИИТ, 2006 г.), на Междунар. научн. практич. конф. «Наука, инновация и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России)» (Екатеринбург: УрГУПС, 2006 г.), на Всероссийской научн. техн. конф. «Транспорт, наука, бизнес: проблемы и стратегия развития» (Екатеринбург: УрГУПС, 2008 г.) и на объединенном научном семинаре кафедр «Станции, узлы и грузовая работа», «Управление процессами перевозок» (Екатеринбург: УрГУПС, 2008 г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 11 научных работах (из них 5 статей написаны в соавторстве) и материалах конференций регионального и международного уровней.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав с выводами в каждой из них, общих выводов и рекомендаций, библиографического списка, включающего 166 наименований, 114 страниц основного текста, 38 рисунков, 2 таблиц, 1 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика диссертации с обоснованием актуальности темы.

В первой главе диссертации «Современное состояние методики расчёта крепления грузов на открытом подвижном составе» выполнен анализ положения с обеспечением безопасности движения в хозяйстве коммерческой работы в сфере грузовых перевозок, а также выполнен подробный литературный обзор по теме диссертации, сформулированы цель и задачи исследования.

Разработке технических условий размещения и крепления грузов на вагоне посвящено большое количество теоретических исследований и экспериментальных работ, значительная часть которых обобщена в ТУ. Однако существующие методы расчёта крепления грузов не учитывают некоторые реальные факторы, оказывающие существенное влияние на крепление грузов при их транспортировке, что приводит к расстройству элементов крепления. Поэтому возникает необходимость в разработке усовершенствованных методик расчёта креплений грузов, устраняющих выявленные недостатки и способствующих улучшению технологии крепления грузов, перевозимых на открытом подвижном составе, повышению безопасности движения поездов и сохранности перевозок.

Крепление грузов в вагоне с использованием действующей методики (ТУ) изучены в работах докторов технических наук А.Д. Малова, В.К. Бешкето, П.С. Анисимова, Львова А.А., кандидатов технических наук Г.П. Ефимова, В.И. Шинкаренко, В.А. Романова и других, а с использованием усовершенствованной методики расчёта креплений грузов изучены в работах докторов технических наук В.Б. Зылева и Х.Т. Туранова, проф. В.А. Болотина, кандидатов технических наук Е.Д. Псеровской, Д.Ю. Королёвой, М.А. Зачешигрива, Е.К. Коровяковского, М.В. Корнеева, Н.В. Власовой, О.Ю. Чуйковой, Е.Н. Тимухиной, С.А. Ситникова, А.Л. Рыкова и других.

В сфере грузовых перевозок остается неизученной и мало исследованной прикладная задача по расчёту креплений грузов цилиндрической формы (например, труба большого диаметра).

Во второй главе диссертации «Аналитическое исследование движения груза цилиндрической формы вдоль и поперёк вагона» методом математического моделирования исследуется движение груза, закреплённого гибкими упругими элементами к его боковой поверхности, как поперёк, так и вдоль вагона.

В работе выполнены аналитические исследования движения груза цилиндрической формы, закреплённого гибкими упругими элементами, поперёк вагона под действием поперечной переносной силы инерции. Рассмотрен случай, когда точка груза (грузовая петля), к которой прикреплён гибкий упругий элемент под углом к горизонту, под действием поперечной переносной силы инерции получит малое перемещение в поперечном направлении (рис.1).

Рис.1. Схематическое представление креплений груза

цилиндрической формы

Данная схема может соответствовать креплению груза цилиндрической формы (трубы большого диаметра) в случае, если угол и диаметр трубы равен ширине вагона, т. е. (рис.2).

Рис.2. Размещение и крепление груза цилиндрической формы (труба большого диаметра) на платформе

Принято, что связь между грузом и вагоном гладкая (без трения) поверхность, и что вследствие малого перемещения точки на, равное, на неё будет действовать упругая сила (натяжения), модуль которой определяется по формуле Гука.

На основе принципа Даламбера составлено условие равновесия (покоя) груза

, (1)

где ускорение груза относительно пола вагона; вес груза; нормальная составляющая реакции связи; упругая сила; поперечная переносная сила инерции.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»