Science and Transport Progress
Published March 28, 2022 | Version v1
Journal article Open

Обґрунтування конструкційних особливостей сендвіч-панелей для виготовлення стінок контейнера

Creators

  • 1. Український державний університет залізничного транспорту, Ukraine
  • 2. АТ «Укрзалізниця», Ukraine

Description

Мета. Основна мета цієї роботи – обґрунтування конструкційних особливостей сендвіч-панелей для виготовлення стінок контейнера типорозміру 1СС. Методика. Для забезпечення міцності стінок контейнера запропоновано застосувати як їх складові сендвіч-панелі. При цьому передбачено виготовлення сендвіч-панелі з двох металевих листів, між якими розміщують матеріал з енергопоглинальними властивостями. Таке рішення сприяє поліпшенню міцності контейнера за рахунок зменшення його навантаженості. Для визначення товщини листа панелі проведено відповідні розрахунки з використанням методу Бубнова–Гальоркіна. Ураховано, що лист являє собою тонкостінну плиту, на яку діє рівномірно розподілене навантаження. Для поліпшення жорсткості листа запропоновано виготовляти його гофрованим. Аналіз виконання гофр дозволив зробити висновок, що найбільш доцільно застосувати гофри, які мають прямокутну конфігурацію. Результати. Проведено розрахунок на міцність сендвіч-панелі. Просторову модель сендвіч-панелі створено в програмному комплексі SolidWorks, а розрахунок на міцність здійснено в SolidWorks Simulation, який реалізує метод скінченних елементів. Для проведення розрахунків узято до уваги найбільш несприятливий режим навантаження контейнера під час залізничних перевезень – маневрове співударяння. Розрахунок проведено на прикладі торцевої стінки контейнера, оскільки саме вона зазнає найбільших навантажень у разі маневрового співударяння вагона-платформи. Проведені розрахунки на міцність показали, що максимальні напруження в сендвіч-панелі, виготовленій із гофрованих листів, складають близько 258 МПа, що нижче за допустимі на 16 %. Максимальні переміщення у вузлах сендвіч-панелі виникають у її середній частині і дорівнюють 3,1 мм. Наукова новизна. Науково обґрунтовано конструкційне виконання сендвіч-панелей, які утворюють торцеві стінки контейнера. Визначено раціональну конфігурацію гофр листів сендвіч-панелі. Практична значимість. Проведене дослідження сприятиме виробленню рекомендацій щодо проєктування сучасних конструкцій транспортних засобів модульного типу та підвищенню ефективності функціонування транспортної галузі.

Files

280009-Текст статті-655894-1-10-20230712.pdf

Files (1.6 MB)

Additional details

Related works

Is identical to
Journal article: http://stp.diit.edu.ua/article/view/280009 (URL)

References

  • Vatulia, G., Lovska, A., & Krasnokutskyi, Y. (2022). Mathematical modeling of the vertical load of a hopper-type container placed on a long-base structure of a platform car. Bulletin of the National Technical Uni-versity «KhPI» Series: Dynamics and Strength of Machines, 1, 34-39. DOI: https://doi.org/10.20998/2078-9130.2022.1.264323 (in Ukraіnian)
  • Vagoni vantazhni. Zagalni vimogi do rozrahunkiv ta proektuvannya novih i modernizovanih vagoniv koliyi 1520 mm (nasamohidnih), 250 DSTU 7598:2014 (2015). (in Ukraіnian)
  • Vantazhni konteinery. Konteinery universalni (intermodalni) dlia povitrianykh i nazemnykh perevezen. Tekhnichni umovy ta metody vyprobuvan, DSTU ISO 8323:2015 (2015). (in Ukraіnian)
  • Vantazhni konteinery serii 1. Tekhnichni vymohy ta metody vyprobovuvannia. Chastyna 1. Konteinery zahal-noi pryznachenosti universalni, 34 DSTU ISO 1496-1:2013 (2014). (in Ukraіnian)
  • Al-Sukhon, A., & ElSayed, M. S. (2021). Design optimization of hopper cars employing functionally graded honeycomb sandwich panels. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 236(8), 920-935. DOI: https://doi.org/10.1177/09544097211049640 (in English)
  • Chuan-jin, O., & Bing-tao, L. (2020). Research and application of new multimodal transport equipment-swap bodies in China. In E3S Web of Conferences (Vol. 145, P. 1-4). DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202014502001 (in English)
  • Fomin, O., Gerlici, J., Gorbunov, M., Vatulia, G., Lovska, A., & Kravchenko, K. (2021). Research into the Strength of an Open Wagon with Double Sidewalls Filled with Aluminium Foam. Materials, 14(12), 3420-3430. DOI: https://doi.org/10.3390/ma14123420 (in English)
  • Fomin, O., Gerlici, J., Vatulia, G., Lovska, A., & Kravchenko, K. (2021). Determination of the Loading of a Flat Rack Container during Operating Modes. Applied Sciences, 11(16), 7623-7636. DOI: https://doi.org/10.3390/app11167623 (in English)
  • Fomin, O., Lovska, A., Gorbunov, M., Gerlici, J., & Kravchenko, K. (2021). Dynamics and strength of circular tube open wagons with aluminum foam filled center sills. Materials, 14(8), 1915-1927. DOI: https://doi.org/10.3390/ma14081915 (in English)
  • Giriunas, K., Sezen, H., & Dupaix, R. B. (2012). Evaluation, modeling, and analysis of shipping container building structures. Engineering Structures, 43, 48-57. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.05.001 (in English)
  • Khadjimukhametova, М. А., & Merganov, A. M. (2020). Development of the Design and Conditions of Operation of Containers for Transportation of Fruit and Vegetable Products. International Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE), 8(5), 252-256. DOI: https://doi.org/10.35940/ijrte.e4856.018520 (in English)
  • Technical specification for steel dry cargo container. Specification NO: «CTX 20 DVDR – Domestic Spec. HH». (2013). Retrieved from https://www.passeidireto.com/arquivo/87185868/technische-beschreibung-seecontainer (in English)
  • Wróbel, A., Płaczek, M., & Buchacz, A. (2017). An Endurance Test of Composite Panels. Solid State Phenome-na, 260, 241-248. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.260.241 (in English)
  • 2022 Damages and breakages of containers. Retrieved from https://ppt-online.org/20611 (in Russian)