Совершенствование конструкций массивных несущих деталей подвижного состава на основе анализа напряженно-деформированного состояния при эксплуатационных и технологических воздействиях

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Анализ конструкции и данных по повреждаемости корпусов автосцепок в эксплуатации
1.2. Анализ конструкции, технологии изготовления и данных
по отказам цельнокатаных колес вагонов в эксплуатации.
1.3. Анализ методов расчетной и экспериментальной оценки тепловых, деформационных и термодеформационных процессов и структурных превращений при технологических воздействиях, связанных с изготовлением, ремонтом и эксплуатацией.
1.4. Выводы по главе 1. Цели и задачи исследования
2. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ, ДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ В ЭЛЕМЕНТАХ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА С УЧЕТОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
2.1. Разработка методики моделирования нелинейных нестационарных процессов теплопроводности применительно к конструктивным элементам железнодорожного транспорта
2.2. Разработка методов моделирования кинетики НДС в трехмерной постановке применительно к наиболее ответственным элементам конструкций подвижного состава
2.3. Разработка методики решения нелинейных, нестационарных задач термоупругопластичности применительно к эксплуатационным и технологическим воздействиям на элементы подвижного состава
2.4. Разработка методики компьютерного моделирования кинетики структурных и фазовых превращений в колесной стали марки 2
2.5. Выводы по главе 2.
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
ТЕРМОДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И
СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ В ЭЛЕМЕНТАХ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА.
3.1. Принципы построения и требования к программному обеспечению для реализации поставленных задач. Структура программного комплекса
3.2. Особенности реализации решения трехмерных нелинейных, нестационарных задач термоупругопластичности в объемной постановке.
3.3. Верификация математического аппарата и программного обеспечения.
3.4. Выводы по главе 3.
4. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕМЕНТАХ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ПРИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ КОНСТРУКТИВНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕН ИЙ С УЧЕТОМ РАБОТЫ МАТЕРИАЛА В УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОЙ ОБЛАСТИ.
4.1. Моделирование и уточненная оценка НДС наиболее часто повреждаемых зон корпуса автосцепки на основе использования КЭМ повышенной степени дискретизации. Определение схем и уровня
нагрузок, соответствующих переходу материала в упругопластическую область в зонах концентрации напряжений
4.1.1. Анализ напряженнодеформированного состояния зоны перехода от головы автосцепки к хвостовику со стороны малого зуба.
4.1.2. Рекомендации по совершенствованию конструкции корпуса автосцепки в зоне перехода от головы автосцепки к хвостовику и обоснование их эффективности на основе результатов компьютерного моделирования
4.1.3. Анализ особенностей формирования граничных условий
при компьютерном моделировании взаимодействия перемычки хвостовика с клином тягового хомута и упорной
4.2. Анализ напряженнодеформированного состояния перемычки хвостовика автосцепки на основе решения задач в упругопластической области с учетом предыстории нагружения при различных схемах и уровне нагруженности в эксплуатации
4.2.1. Разработка конечноэлементной модели для компьютерного моделирования процессов взаимодействия перемычки хвостовика с упорной плитой и клином тягового
ц 4.2.2. Анализ напряженнодеформированного состояния
перемычки хвостовика при действии растягивающего усилия на автосцепку в эксплуатации
4.2.3. Анализ напряженнодеформированного состояния
перемычки хвостовика при действии сжимающих сил, соответствующих нормативным усилиям 3 МН.
4.2.4. Анализ напряженнодеформированного состояния
перемычки хвостовика при действии сил растяжения и сжатия на автосцепку в эксплуатации с учетом предыстории нагружения.
4.2.5. Анализ напряженнодеформированного состояния
перемычки хвостовика автосцепки с измененной
конструкцией. Верификация результатов компьютерного моделирования на основе сопоставления результатов расчета
с экспериментом
4.2.6. Разработка рекомендаций по совершенствованию конструкции перемычки хвостовика автосцепки. Анализ напряженнодеформированного состояния перемычки хвостовика предлагаемой конструкции и обоснование
эффективности конструктивных изменений на основе результатов компьютерного моделирования
4.3. Обобщенные рекомендации по совершенствованию конструкции корпуса автосцепки на основе результатов компьютерного моделирования НДС с учетом работы материала в упругопластической области
4.4. Компьютерное моделирование кинетики напряженнодеформированного состояния цельнокатаного колеса в условиях термического воздействия, связанного с термообработкой при изготовлении на основе разработанной методики и программного обеспечения решения нелинейной нестационарной задачи термоупругопластичности
4.4.1. Разработка методики компьютерного моделирования кинетики тепловых процессов, структурообразования и напряженнодеформированного состояния цельнокатаного колеса вагона при термической обработке, включающей закалку и последующий отпуск
4.4.2. Анализ кинетики тепловых и термодеформационных процессов, а также структурных превращений в цельнокатаном колесе при различных режимах закалки и отпуска.
4.5. Разработка рекомендаций по совершенствованию технологического процесса термической обработки цельнокатаных
колес .
4.6.Выводы по главе 4.
5. РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ РАСЧЕТНОЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МЕТОДА ДЛЯ ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В НАИБОЛЕЕ ПОВРЕЖДАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТАХ КОНСТРУКЦИЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА. ВЕРИФИКАЦИЯ
РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТОВ
5.1. Разработка методики применения магнитоупругого метода для оценки напряженнодеформированного состояния элементов конструкций подвижного состава. Основные принципы оценки напряженнодеформированного состояния на основе использования
магнитоупругого метода.
5.1.1. Особенности применения магнитоупругого метода для ф оценки остаточных напряжений в ободе цельнокатаного
колеса после термообработки. Анализ результатов
экспериментальных исследований и сопоставление с результатами расчетов.
5.2. Разработка расчетноэкспериментального метода заводского контроля остаточных напряжений в цельнокатаных колесах вагонов после термообработки.
5.3. Выводы по главе 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ