Руслан Валерьевич ГУЧИНСКИЙ, канд. техн. наук, инженер-расчетчик, старший научный сотрудник, лаборатория прикладных исследований 108828, г. Москва, ппх. Минзаг, ул. Солнечная, д. 21199178, г. Санкт-Петербург, Большой пр. ВО, д. 61Author ID: 635513
Ruslan V. GUCHINSKY, Cand. Sci. (Eng.), Strength Engineer, Senior Researcher, Laboratory of Applied Research108828, Moscow, subsidiary farm sett. Minzag, Solnechnaya st., 21IPME RAS, 199178, Saint-Petersburg, Bolshoy V.O. Ave., 61Author ID: 635513
Введение. Вероятностный подход позволяет получить оценку усталости с учетом истории нагружения и характеристик разброса сопротивления усталости и широко используется для расчета долговечности несущих конструкций экипажной части. Подход основан на применении правила линейного суммирования повреждений и перехода к предельному блоку нагружения. В нормативных документах для разных типов подвижного состава он изложен неодинаково. Цель исследования состоит в разработке унифицированного подхода к оценке усталости металлоконструкций для разных видов подвижного состава.Материалы и методы. Проанализированы данные нормативных документов по оценке прочности и динамических качеств несамоходных вагонов локомотивной тяги, вагонов моторвагонного подвижного состава и локомотивов.Результаты. Рассмотрены методики оценки усталости при нерегулярном нагружении, использующие понятие эквивалентного напряжения и концепцию перехода к предельному блоку нагружения. Выполнено сопоставление методик по значениям коэффициентов запаса сопротивления усталости при идентичных значениях коэффициентов вариации предела выносливости и максимального напряжения в блоке. Показано, что при наличии статистически надежных данных по нагружению и пределу выносливости наименьший запас сопротивления усталости заложен в нормативные документы по оценке прочности несамоходных вагонов локомотивной тяги. Предложено использование подхода, в котором амплитуды напряжения нормируются по значению предела выносливости. Показана консервативность детерминистического подхода в сравнении с вероятностным.Обсуждение и заключение. Предложенный подход позволяет упростить расчеты ресурса конструкций экипажной части и решать несколько типов задач: оценивать долговечность, отвечающую заданной вероятности разрушения, определять вероятность разрушения при заданной долговечности, а также значения коэффициента запаса сопротивления усталости. Это позволяет рассматривать его в качестве единого подхода для разных видов подвижного состава.
Introduction. The probabilistic approach allows to obtain a fatigue assessment considering loading history and characteristics of the fatigue resistance spread and is widely used to calculate the service life of bearing structures of the undercarriage. The approach is based on the application of linear damage summation rule and the transition to the loading limit block. However, approach is presented differently in regulatory documents for different types of rolling stock. The objective of the study is to demonstrate the possibility of unification of probabilistic regulatory methods used for fatigue assessment of different types of rolling stock.Materials and methods. The regulatory documents data on the strength and dynamic qualities assessment of locomotivehauled cars, EMU cars and locomotives were analysed.Results. The methods for fatigue assessment under irregular loading are considered, using the concept of equivalent stress and the concept of transition to the loading limit block. A comparison of methods for the values of fatigue safety factors with identical values of the coefficients of variation of the fatigue limit and maximum stress in the block is performed. It is shown that with statistically reliable data on loading and fatigue limit, the smallest fatigue safety factor is included in regulatory documents for the strength assessment of locomotive cars. The author proposes to use an approach in which stress amplitudes are normalised by the fatigue limit value. Conservatism of the deterministic approach is shown in comparison with the probabilistic one.Discussion and conclusion. The proposed approach allows simplifying the calculations of durability of the rolling stock bearing structures and solving several types of problems: assessing the durability corresponding to a given failure probability, calculating the failure probability at a given durability, assessing the values of the fatigue safety factor. This allows to consider it as a unified approach for different types of rolling stock.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.