Оцінювання напружено-деформованого стану осі колісної пари локомотиву 2М62 із застосування CAD/CAE систем комп’ютерного моделювання

Abstract

Тяговий рухомий склад залізниць відіграє важливу роль у забезпечені безперебійності перевезень вантажів та пасажирів. Тому, важливою задачею підприємств залізничного транспорту є забезпечення справної роботи локомотивів. Однак, у процесі експлуатації тягового рухомого складу виникають певні дефекти та пошкодження ходових частин. Все це вимагає додаткових затрат часу на їх усунення при виконанні ремонтних робіт. Для запобігання передчасного пошкодження ходових частин локомотивів необхідно знати основні чинники, які можуть призвести до цього. Для цього необхідно провести розрахунок напружено-деформованого стану ходових частин локомотивів із врахуванням плану залізничної колії. Об’єкт дослідження – вісь колісної пари локомотиву 2М62. Предмет дослідження – напружено-деформований стан осі колісної пари локомотиву при дії статичних силових навантажень. Мета дослідження – провести оцінювання напружено-деформованого стану осі колісної пари локомотиву 2М62 із застосування CAD/CAE систем комп’ютерного моделювання у залежності від величини сил, які на неї діють. Для досягнення поставленої мети необхідно виконати такі задачі досліджень: -розробити 3 D CAD модель осі колісної пари локомотиву 2М62; -розрахувати величину сил, які діють на вісь колісної пари локомотиву; -провести оцінку напружено-деформованого стану осі колісної пари локомотиву методом скінченно-елементного аналізу у програному комплексі SolidWorks; 6 -провести аналіз напружено-деформованого стану осі колісної пари локомотиву у прямій та кривій ділянках залізничної колії. У бакалаврській роботі розроблено твердотільну модель осі колісної пари локомотиву 2М62 із використанням програмного комплексу SolidWorks. Проведено оцінювання напружено-деформованого стану осі колісної пари локомотиву із заданням фізико-механічних параметрів осі, розрахункового навантаження сил, які діють на вісь у прямій та кривій ділянках залізничної колії. Встановлено, що величини напружень та деформацій осі колісної пари локомотива є вищими при русі локомотива у кривій ділянці колії, аніж у прямій. Результати розрахунку напружень показали, що максимальна величина напружень в осі колісної пари, при русі локомотиву у прямій ділянці залізничної колії, склала 56,63 МПа, а при русі локомотиву у кривій ділянці колії – 73,61 МПа. Відповідно максимальні переміщення осі колісної пари становили – 0,16 мм та 0,21 мм.Traction rolling stock of railways plays an important role in ensuring uninterrupted freight and passenger transportation. Therefore, one of the key tasks of railway transport enterprises is to ensure the reliable operation of locomotives. However, during the operation of traction rolling stock, certain defects and damages occur in the running gear. This requires additional time for their elimination during maintenance and repair. 7 To prevent premature damage to locomotive running gear, it is necessary to identify the main factors that can cause such issues. For this purpose, it is important to analyze the stress–strain state of locomotive running gear components, taking into account the layout of the railway track. Object of the study – the axle of the wheelset of the 2M62 locomotive. Subject of the study – the stress–strain state of the locomotive wheelset axle under static load conditions. Purpose of the study – to evaluate the stress–strain state of the 2M62 locomotive wheelset axle using CAD/CAE computer modeling systems depending on the magnitude of the forces acting on it. To achieve the stated purpose, the following research tasks were performed: -Develop a 3D CAD model of the 2M62 locomotive wheelset axle; -Calculate the magnitude of forces acting on the wheelset axle; -Assess the stress–strain state of the wheelset axle using finite element analysis in the SolidWorks software suite; -Analyses the stress–strain state of the wheelset axle in both straight and curved sections of the railway track. In this bachelor's thesis, a solid model of the 2M62 locomotive wheelset axle was developed using the SolidWorks software package. The stress-strain state of the axle was evaluated by setting its physical and mechanical parameters and applying calculated loads for straight and curved sections of the railway track. It was found that the stress and strain values of the locomotive wheelset axle are higher when the locomotive moves along curved track sections compared to straight ones. The stress analysis results showed that the maximum stress value in the axle during movement along a straight section of track was 56.63 MPa, and during movement along a curved section – 73.61 MPa. The corresponding maximum displacements of the axle were 0.16 mm and 0.21 mm, respectively.