РАСЧЕТЫ МЕХАНИКИ И ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ


Прочностной расчет тепловоза. ЗАО УК «Брянский машиностроительный завод»

     «ЗАО УК «Брянский машиностроительный завод» (БМЗ), один из крупнейших заводов транспортного машиностроения, является одним из старейших предприятий машиностроительного профиля г. Брянска. Предприятие было основано в 1873 году как металлургический завод по производству железнодорожных рельсов и скреплений. В настоящее время БМЗ специализируется на производстве локомотивов, вагонов, дизелей для локомотивов и судов, а также сварочного оборудования, оборудования для нефте- и газопроводов и т.п. Кроме того, на предприятии представлено также металлургическое направление, позволяющее производить стальное и цветное литье, мелко сортовой прокат, метизы и т.п.

     Программный продукт Научно-технического центра АПМ (г. Королев) Система автоматизированного проектирования WinMachine Брянский машиностроительный завод использует в проектах создания современных тепловозов, начиная с 2001 года.

     Причины, по которым расчетно-конструкторское бюро остановилось на использовании именно этого программного продукта, — это, прежде всего, русскоязычный интерфейс модулей Системы APM WinMachine, построение ее на базе отечественных стандартов, нормативов и принципов конструирования, возможности легкого освоения Системы специалистами и быстрого ее внедрения в производство. Не последнюю роль в выборе программного продукта сыграла и его цена, которая в несколько раз ниже аналогичных программных продуктов импортного производства.

     Нами использовалась модули Системы APM WinMachine на всех этапах проектирования современных тепловозов: от эскизного проекта до создания рабочей документации и ее реализации в производстве. Расчетно-проектные работы ведутся по принципу проектирования как отдельных узлов тепловоза, так и всего тепловоза в целом. В процессе выполнения расчетно-проектировочных работ и продвижения по этапам проектирования все модели усложняются и совершенствуются и модернизируются.

Реализованный проект тепловоз ТЭМ21

 

     Прочностной расчет и отдельных узлов и всей конструкции тепловоза выполнялся с использованием метода конечных элементов. Для этого используется модуль прочностного расчета APM Structure3D, в редакторе которого и создавались расчетные модели. Конечно-элементные модели рам тележек, главных рам, кабин и кузовов тепловозов позволяют выполнить не только прочностной статический расчет конкретного варианта конструкции, но, также провести исследование и предложить модернизацию этих конструкций. Цель модернизации — оптимизация параметров модернизированных узлов при сохранении их габаритных характеристик.

Расчетная модель тепловоза ТЭА-25

 

     Кроме проведения статического расчета конструкции с целью определения ее напряженно-деформированного состояния, модуль APM Structure3D позволяет произвести расчет на собственные (резонансные) частоты и получить собственные формы колебаний конструкции на этих частотах, а также вынужденные колебания с целью определения поведения конструкции при известной зависимости вынуждающих колебаний от времени.

     Эти же модели тепловоза позволили провести статические исследования тяговых качеств тепловоза. Результатом этих исследований явилось определение силы тяги тепловоза по сцеплению колес с рельсами. Исследовалась эффективность различных устройств передачи тяги с тележек на кузов тепловоза и различных механизмов радиальной установки осей колесных пар.

Расчетная модель рамы тепловоза ТЭА-25

Карта распределения суммарных линейных перемещний по раме тепловоза ТЭА-25

Карта распределения максимальных эквивалентных напряжений по раме тепловоза

Расчетная модель кузова тепловоза ТЭА-25

Карта распределения суммарных  линейных перемещений кузова тепловоза ТЭА-25

Карта распределения максимальных эквивалентных напряжений кузова тепловоза ТЭА-25

Расчетная модель кабины тепловоза

Карта распределения суммарных линейных перемещений кабины тепловоза ТЭА-25

Карта распределения максимальных  эквивалентных напряжений кабины тепловоза ТЭА-25

 

Кроме перечисленных задач созданные модели тепловозов и отдельных его узлов позволяют провести исследования на устойчивость, как отдельных элементов, так и конструкции в целом с ее последующей отработкой, что имеет также большое значение для обеспечения работоспособности и безопасности создаваемых тепловозов.

     С учетом результатов проведенных расчетов и исследований Брянским машиностроительным заводом построен первый образец современного тепловоза ТЭМ21, который прошел опытную эксплуатацию и в настоящее время находится на испытаниях. А так же на стадии реализации находится проект нового тепловоза ТЭА – 25.»

Никифоров Н.И., начальник расчетно-конструкторского бюро 
Манахова Л.П., инженер-конструктор 1-ой категории

ЗАО «Управляющая компания БМЗ»
241015, Россия, Брянск, ул. Ульянова, 26

Телефон: (4832) 51-40-30, 54-82-20
Факс: (4832) 54-83-99, 73-67-02 

http://www.bmz.032.ru
e–mail: commerce@online.bmz.032.ru

© ООО НТЦ "АПМ" 2018. Все права защищены
Создание сайтов
Студия дизайна «Веб-Арена»