Cнижение металлоемкости рамы кузова моторвагонного подвижного состава
https://doi.org/10.46973/0201-727X_2026_1_102
Аннотация
Повышение конструкционных скоростей современного подвижного состава неизбежно связано со снижением его массы. Оптимизация рамы является целесообразной из-за ее наибольшего удельного веса в составе кузова вагона. Рассматриваются варианты конструктивных схем рамы, позволяющие снизить массу по сравнению с классической раскосной схемой для моторвагонного подвижного состава. Показано, что для передачи нагрузок от сцепного устройства на обвязочный профиль подходящей является схема, объединяющая хребтовую балку с раскосами в единые длинные раскосы. Получено, что наиболее эффективной с точки зрения передачи продольных усилий является безраскосная схема с единой хребтовой балкой по всей длине кузова, при этом для уменьшения металлоемкости возможно ее существенное ослабление в центральной части кузова. Схема с хребтовой балкой для рассматриваемой конструкции позволяет сократить массу рамы на 11 %, уменьшить в 2 раза сечение обвязочного профиля, при этом прогиб от собственного веса увеличивается на 9 %. Такая схема позволяет сохранить шкворневое соединение тележки и кузова, типичное для электропоездов.
Ключевые слова
Об авторе
Р. В. Гучинский
ООО «Троицкий Крановый Завод», ОП Санкт-Петербург, инженер-расчетчик, Институт проблем машиноведения РАН (ИПМаш РАН)
Россия
Россия
Гучинский Руслан Валерьевич, лаборатория прикладных исследований, кандидат технических наук, старший научный сотрудник
Список литературы
1. Natural Frequency Evaluation of a Lightweight GFRP Composite Bogie Frame / J.-S. Kim, W.-G. Lee, Il.-K. Kim, H.-J. Yoon // International journal of precision engineering and manufacturing. – 2015. – Vol. 16 (1). – P. 105–111. – DOI 10.1007/s12541-015-0013-5.
2. Structural lightweight components for energy-efficient rail vehicles using high performance composite materials / A. Ulbricht, F. Zeidlera, F. Bilkenrotha, S. Soltysiaka // Transportation Research Procedia. – 2023. – Vol. 72. – P. 1685–1692. – DOI 10.1016/j.trpro.2023.11.641.
3. Обоснование конструктивных решений по повышению жесткости несущей конструкции кузова пассажирского вагона / Д. Я. Антипин, Е. В. Лукашова, А. П. Болдырев, Ф. Ю. Лозбинев // Транспортное машиностроение. – 2023. – № 5 (17). – С. 60–68. – DOI 10.30987/2782-5957-2023-5-60-68.
4. Гучинский, Р. В. Оптимизация конструкции кузова вагона электропоезда по значению частоты собственных колебаний / Р. В. Гучинский // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). – 2021. – Т. 80, № 3. – С. 152–159. – DOI 10.21780/2223-9731-2021-80-3-152-159.
5. Гучинский, Р. В. Расчет частоты собственных изгибных колебаний кузова вагона электропоезда с учетом податливости опор / Р. В. Гучинский // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. – 2019. – № 2 (42). – С. 4–11. – DOI 10.20291/2079-0392-2019-2-4-11.
6. Research on lightweight rail vehicle body based on sensitivity analysis / J. Yin, Q. Zhang, X. Li, Y. Zhu [et al.] // J. Eng. Technol. Sci. – 2024. – Vol. 56 (3). – P. 353–366. – DOI 10.5614/j.eng.technol. sci.2024.56.3.4.
7. Seo, S. I. Development of a hybrid composite bodyshell for tilting trains / S. I Seo, J. S. Kim, S. H. Cho // Proc. Institution of Mechanical Engineers, Part F : Journal of Rail and Rapid Transit. – 2008. – Vol. 222 (1). – P. 1–13. – DOI 10.1243/09544097JRRT96.
8. Structural-optimization-based design process for the body of a railway vehicle made from extruded aluminum panels / H. A. Lee, S. B. Jung, H.-H. Jang [et al.] // Journal of Rail and Rapid Transit. – 2015. – Vol. 230 (4). – P. 1283–1296. – DOI 10.1177/0954409715593971.
9. The next generation material for lightweight railway car body structures : Magnesium alloys / W. G. Lee, J. S. Kim, S.-J. Sun, J. Y. Lim // J Rail and Rapid Transit. – 2018. – Vol. 232 (1). – P. 25–42. – DOI 10.1177/0954409716646140.
10. Нормы для расчета и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). – Москва : ВНИИВ – ВНИИЖТ, 1983. – 260 с.
11. Cascino, A. A strategy for lightweight designing of a railway vehicle car body including composite material and dynamic structural optimization / A. Cascino, E. Meli, A. Rindi // Railway Engineering Science. – 2023. – Vol. 31 (4). – P. 340–350. – DOI 10.1007/s40534-023-00312-6.
12. Петинов, С. В. Идентичность повреждения в расчете ресурса конструкций / С. В. Петинов, Р. В. Гучинский, В. Г. Сидоренко // Инженерно-строительный журнал. – 2016. – № 1 (61). – С. 82– 88. – DOI 10.5862/MCE.61.8.
13. Guchinsky, R. V. Uncertainties in fatigue assessment of structures in design and in service / R. V. Guchinsky, S. V. Petinov // Herald of the Ural State University of Railway Transport. – 2021. – No. 4 (52). – С. 35–44. – DOI 10.20291/2079-0392-2021-4-35-44.
14. СТО СДС ОПЖТ-05-2010. Нормы для проектирования, расчета и оценки прочности и динамики механической части вагонов метрополитена колеи 1520 мм. – Москва, 2010. – 115 с.
15. Руководство по устройству электропоездов серии ЭТ2, ЭР2Т, ЭД2Т, ЭТ2М. – Москва : Центр коммерческих разработок, 2003. – 184 с.
16. ГОСТ 33796–2016. Моторвагонный подвижной состав. Требования к прочности и динамическим качествам. – Москва : Стандартинформ, 2016. – 35 с.
17. GOST 34451–2018. Multiple-unit rolling stock. Method of dynamic strength tests. – Moscow : Standartinform, 2018. – 22 p.
18. Guchinsky, R. V. Influence of equipment rigidity on the natural bending frequency of the EMU train car body / R. V. Guchinsky // Vniizht Bulletin (Railway Research Institute Bulletin). –2018. – Vol. 77, No. 4. – P. 251–255. – DOI 10.21780/2223-9731-2018-77-4-251-255.
Рецензия
Для цитирования:
Гучинский Р.В. Cнижение металлоемкости рамы кузова моторвагонного подвижного состава. Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2026;(1):102-109. https://doi.org/10.46973/0201-727X_2026_1_102
For citation:
Guchinsky R.V. Reducing the metal intensity of the EMU-train car body frame. Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya. 2026;(1):102-109. (In Russ.) https://doi.org/10.46973/0201-727X_2026_1_102
Просмотров:
23
JATS XML
Послать статью по эл. почте 