Scientific and Technological Bases of Repair Works of Railway Freight Transport

Куліченко, А. Я. Науково-технологічні основи ремонтного виробництва вантажних засобів залізничного транспорту: авт. дис. д-ра т. н.: 05.22.20 / А. Я. Куліченко ; Дніпропетр. нац. ун-т залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна, Львівська філія ДНУЗТ ім. акад. В. Лазаряна. — Дніпропетровськ, 2011.UA: Дисертацію присвячено проблемі вдосконалення організаційної форми технологічних процесів ремонту деталей і конструкцій вантажних засобів залізничного транспорту та розвитку теорії технології підвищення якісних характеристик виробів з метою їх тривалого ресурсозбереження шляхом пояснення механізму формування поверхні розробленим багатофункціональним методом обробки комбінованими інструментами та пристроями блочно-модульної структури. Обґрунтовано формалізовані критерії вибору функціональної загальності та структурної збіжності деталей вантажних вагонів та сформована їх комплексна класифікація із врахуванням степені пошкодження. Розроблені напівемпіричні моделі встановлення діапазонів формування поверхні виробів робочими органами і запропоновано комплексні розрахункові схеми руйнування та деформування ними поверхневих шарів узагальнених структур. Розроблено методи синтезу структур поверхневих відкладень та визначення раціональних технологічних режимів обробки і параметрів переналагоджування модулів комбінованих інструментів. Запропоновано принципово нові конструкції інструментів та пристроїв формування поверхні деталей вантажних засобів транспорту.RU: Ключевой задачей в перевозке грузов железнодорожным транспортом является повышение его эффективности и безопасности при эксплуатации грузовых средств подвижного состава, потому непрерывно и целенаправленно осуществляются работа в развитии материально-технической базы железнодорожного транспорта, основной составляющей которого является вагоноремонтные предприятия. Повышение объема грузовых перевозок будет невозможным без усовершенствования вагоноремонтной базы, эффективного использования производственных мощностей, оптимальной реализации существующих, разработки и внедрения новых технологий ремонтных работ. В данное время на вагоноремонтных предприятиях внедрен целый ряд техпроцессов ремонтно-восстановительных работ по повышению прочности, надежности и долговечности деталей, узлов и конструкций грузовых средств железнодорожного транспорта. Но значительно количество единиц грузовых средств, направляемых в вагоноремонтные депо, имеют наряду с эксплуатационным износом элементов, еще и значительные разрушения материала деталей и конструкций вследствие образования поверхностного коррозионного наслоения, вызванного как влиянием атмосферных и технических факторов, так и в результате влияния перевозимых химреактивов. В данной диссертационной работе представлены научно обоснованные модели технологических процессов как подготовки к ремонтным работам поверхностей конструкций, узлов и деталей грузовых железнодорожных вагонов, так и непосредственно ремонт этих элементов, основанный на формировании качественных показателей поверхностного слоя металла - шероховатость поверхности, упрочнение поверхностного слоя, стабилизация внутренних остаточных напряжений и формирование структуры материала. Кроме того, данные модели технологических процессов предусматривают качественную подготовку поверхностей этих изделий для нанесения антикоррозионного покрытия. Разработанные модели технологических процессов предусматривают применение мобильных металлообрабатывающих инструментов с гибкими и жесткими рабочими элементами, к которым подсоединяется одна фаза электрического тока. Вторая фаза контактирует с обрабатываемым изделием, вследствие чего в процессе обработки образуется мгновенный высокотемпературный электророзряд, который способствует разрушению поверхностных слоев старого лакокрасочного покрытия, ржавчины, прокатной окалины и качественному формированию поверхностного слоя металла, и в частности в области сварочных швов. Сочетание упругопластической деформации с электродуговым высокотемпературным влиянием на поверхность изделий способствует быстрой ее очистке и качественному формированию. Такие модели технологических процессов существенно отличаются от принятых в данное время в практике вагоноремонтных предприятий методов обработки поверхности изделий при их подготовке к ремонтным работам. В данной работе автором разработана система классификации деталей грузовых вагонов, основанной согласно операции распределения множества составных элементов средств подвижного состава на отдельные группы (подмножества), которые удовлетворяют следующие условия: в сумме подмножества дают исходное множество классифицированных объектов (деталей); каждый элемент относится к одному классу; деление множества на группы осуществляется по одному признаку. Формирование структуры классификации основано на определении максимального количества критериев, присущих данному механизму или отдельных его составляющих, способных всесторонне их охарактеризовать. В диссертации представлены разработанные автором теоретические основы анализа особенностей контактного взаимодействия рабочих элементов инструментов с поверхностью обработки, ее качественного формирования и технологических процессов ремонтных работ, основанного на решении многокритериальной задачи, согласно синтеза множества парето-оптимальных решений; определены преобладающие критерии оптимальности и назначены показатели оптимизации процесса – техпроцесс ремонта, его энергоемкость и показатели экологической безопасности. Также разработана математическая модель определения оптимальных технологических режимов процессов механической и термомеханической очистки, упрочнения и формирования показателей шероховатости обрабатываемых поверхностей. В данной диссертационной работе реализовано интегрированное компьютерно-программное обеспечение технологической подготовки вагоноремонтного производства на основе концепции технологического обеспечения и моделирования техпроцессов обработки поверхностей элементов вагонов. В работе представлены разработанные новые конструкции высокопродуктивного экологически чистого ресурсо- и энергосберегающего технологического оборудования и оснастки. Также произведено исследование экономической эффективности методов и оборудования для обработки деталей и крупногабаритных конструкций средств грузового железнодорожного транспорта, которое проводилось согласно сравнительного экономического анализа с действующими техпроцессами на ряде вагоноремонтных предприятий Львовской железной дороги.EN: The thesis is dedicated to the problem of organizational form improvement of the technological processes of the details repair and freight rolling stock constructions at railway and development the theory technology of increasing the products qualitative features for the purpose of theirs long recourse care by explanations of the surface forming mechanism by designed multifunctional method of the processing multifunction instruments and block-module structure device. Formed criteria of the choice functional generalization and structured details likeness of the freight cars are motivated and their complex classification taking into account the damage degree is formed. Half-empirical models of the installation diapasons forming products surface by working bodies are designed and complex calculation schemes destructions and deformation by them surface layers of the generalized structures are offered. The syntheses methods of the surface postponing structures and determinations rational technological modes of processing and parameter retuning modules multifunction instruments are worked out. Principal new instruments and devices structures of the details surface forming of the freight means of transport are offered.Львівська філія ДНУЗТ ім. акад. В. Лазарян

The Projection and Optimization at Solve Engineering Problems

Куліченко, А. Я. Проектування та оптимізація / А. Я. Куліченко // Вісн. Дніпропетр. націон. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. — 2012. — Вип. 40. — С. 235—238. УДК 658.512.UK: У роботі розглядаються підходи по використанню положень теорія імовірності та статистики при вирішенні питань проектування технологічних процесів. На основі аналізу відомих методів запропоновано методику побудови залежностей з використанням законів розподілення функцій випадкових змінних.RU: В работе рассматриваются подходы по использованию положений теории вероятности и статистики при решении вопросов проектирования технологических процессов. На основе анализа известных методов предложена методика построения зависимостей с использованием законов распределения функций случайных переменных.EN: The thesis studies of use position of the probability theory and statistics at solve of questions technology processes. The thesis represents the most prevailing methods and suggests methods of developing laws of function distribution of new random variables.Львівська філія ДІІТ

Упрочнения поверхностного слоя цилиндрических деталей механизмов средств транспорта обработка инструментом с гибкими рабочими элементами

Куліченко, А. Я. Зміцнення поверхневого шару циліндричних деталей механізмів засобів транспорту обробкою інструментом з гнучкими робочими елементами / А. Я. Кулічеко // Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. — Дніпропетровськ, 2008. — Вип. 23. — С. 46—48.UK: У представленій статті визначені співвідношення між пружно-деформованим станом матеріалу, формозміненням та зміцненням поверхневого шару в процесі обробки поверхні металу інструментом з гнучкими робочими елементами. Наведені результати випробувань, які показали, що ефект зміцнення та опір стомленості є достатньо високим.RU: В представленной статье определены соотношения между упруго-деформированным состоянием материала, формоизменением и упрочнением поверхностного слоя в процессе обработки поверхности металла инструментом с гибкими рабочими элементами. Приведены результаты испытаний, которые показали, что эффект упрочнения и сопротивление усталости является достаточно высоким.EN: In the article the relationships are determined between elastic-and-strained state of material, change of form and hardening of surface layer in the process of machining of metallic surface by instrument with flexible working elements. The results of tests are presented, which showed that the effect of hardening and the resistance to fatigue are rather high

The Basic Design of Optimal Technological Processes of Railway Cars Repair

Куліченко А. Я. Основи розробки оптимальних технологічних процесів ремонту залізничних вагонів / А. Я. Куліченко // Вісн. Дніпропетр. наці. уні-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. — 2009. — № 26. — С. 15—18.UK: Для спрощення, прискорення та зменшення вартості підготовки ремонтно-відновлювальних робіт автор пропонує впровадити типізацію технологічних процесів на основі розробленої ним класифікації елементів залізничних вагонів, заклавши в основу розробки технологічних процесів техпроцеси типових деталей, які властиві лише засобам рухомого складу залізниці.RU: Для упрощения, ускорения и уменьшения стоимости подготовки ремонтно-восстановительных работ, автор предлагает внедрить типологию технологических процессов на основе разработанной им классификации элементов железнодорожных вагонов, положив в основу разработки технологических процессов тех¬процессы типовых деталей, которые присущи только железнодорожному подвижному составу.EN: For simplification, speedup and cost reduction of preparation of repair-reconstruction work the author offers to introduce the typology of technological processes on the basis of developed by him classification of wagon parts, putting into a basis of development of the technological processes the techno processes for standard details, which inherent only to the railway rolling stock

Влияние метода термомеханической очистки котлов железнодорожных цистерн на вероятность растрескивания поверхностного слоя метала

Куліченко, А. Я. Вплив методу термомеханічної очистки котлів залізничних цистерн неймовірність розтріскування поверхневого шару металу // А. Я. Куліченко, В. В. Ковальчук / Донецьк. ін-т залізн. трансп. УкрДАЗТ. — Донецьк, 2012. — Вип. 29. — С. 228—233.UK: У роботі розглядається стан котлів залізничної цистерни, поверхня якої у процесі термомеханічної обробки нагрівається швидкоплинним тепловим джерелом; встановлюється критична глибина, що відповідає максимуму термічних напружень розтягу; виявлена залежність між критичною глибиною і числом Пекле.RU: В работе рассматривается состояние котлов железнодорожной цистерны, поверхность которой в процессе термомеханической обработки нагревается скоротечным тепловым источником; устанавливается критическая глубина, что соответствует максимуму термических напряжений растяжения; выявлена зависимость между критической глубиной и числом Пекле.EN: The paper considers the boiler tank, the surface which is in the process of thermomechanical processing returns fleeting heat source, set the critical depth corresponding to the maximum thermal stress tension, discovered the relationship between critical depth and number of Hel

Математическая модель безопасной деформации буферных элементов железнодорожных вагонов при ударе

Джус, В. С. Математична модель безпечної деформації буферних елементів залізничних вагонів при ударі / В. С. Джус, А. Я. Куліченко // Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. — Дніпропетровськ, 2009. — Вип. 27. — С. 10—13.UK: В наведеній статті розглянуто математичні вирази вимог безпечної деформації буферних елементів вагонів згідно умови сповільнення руху при ударі із введенням у рівняння сталих величин, залежних від конструкції буферних механізмів та особливостей деформації.RU: В приведенной статье рассмотрены математические выражения требований безопасной деформации буферных элементов вагонов согласно условию замедления движения при ударе с введением в уравнения постоянных величин, зависящих от конструкции буферных механизмов и особенностей деформации.EN: In the article presented there are considered the mathematical expressions of requirements to safe deformation of buffer elements of wagons according to condition of the motion deceleration by shock with introduction into equation of constant quantities depending on design of the buffer mechanisms and particularities of deformation.ООО «ГСКБВ», Мариупол

Динамическая нагрузка на рельсы железнодорожного пути в местах их стыковки

Джус, В. С. Динамічне навантаження на рейки залізничної колії у місцях їх стикування / В. С. Джус, А. Я. Куліченко // Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. — Дніпропетровськ, 2007. — Вип. 14. — С. 115—118.UK: Авторами запропонована доволі проста диференціальна методика розрахунку коефіцієнта поштовху залежно від швидкості переміщення залізничного вагона і коефіцієнта жорсткості його колісної підвіски.RU: Авторами предложенная достаточно простая дифференциальная методика расчета коэффициента толчка в зависимости от скорости перемещения железнодорожного вагона и коэффициента жесткости его колесной подвески.EN: The authors have proposed rather simple differential method of calculating the coefficient of shove depending on the moving speed of railway carriage and the ratio of inflexibility of its wheel suspension

Динамика взаимодействия движущихся контактирующих поверхностей на примере токоприемников электроподвижного состава

Баб'як, М. О. Динаміка взаємодії рухомих контактуючих поверхонь на прикладі струмоприймачів електрорухомого складу / М. О. Баб'як, А. Я. Куліченко // Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. — Дніпропетровськ, 2009. — Вип. 30. — С. 19—26.UK: Розглянуто процес взаємного переміщення і контактування поверхонь струмоз'ємних елементів пантографа та контактної мережі з урахуванням особливостей впливу, параметрів швидкості та прискорення, визначення яких дозволить математично прогнозувати ступінь зношування контактуючих елементів.RU: Рассмотрен процесс взаимного перемещения и контактирования поверхностей токосъёмных элементов пантографа и контактной сети с учётом особенностей влияния параметров скорости и ускорения, определение которых позволит математически прогнозировать степень износа контактирующих элементов.EN: The process of mutual moving and contacting of surfaces of current collecting pantograph elements and contact network is considered taking into account the particularities of influence of speed and acceleration parameters, determination of which will allow to forecast mathematically the wear-out degree of contacting elements

Evaluation of Quality Indicators Contacting the Surface of the Tribological System «Wheel–Rail»

Куліченко, А. Я. Оцінка якісних показників контактування поверхневих шарів трибологічної системи "колесо-рейка" / А. Я. Куліченко, М. О. Кузін, І. О. Вакуленко // Наука та прогрес транспорту. — 2013. — № 3(45). — С. 44—50. — doi: 10.15802/stp2013/14529.UK: Мета. Сучасні уявлення про контактну взаємодію тіл в умовах тертя ґрунтуються на моделях, які враховують геометричні параметри приповерхневих шарів складових трибо-систем. Дані моделі дозволяють із високим рівнем адекватності описувати особливості рельєфу поверхонь деталей та їх вплив на експлуатаційні характеристики вузлів тертя в умовах пружних навантажень. Разом із тим можливість появи пластичних деформацій, особливо перед початком експлуатації фрикційних систем, дані моделі не враховують. Метою даної роботи є розробка нових математичних підходів опису попередньо прикладених деформацій та їх вплив на експлуатаційні характеристики трибо-систем. Методика. Із використанням підходів контактної механіки проведено аналіз впливу попереднього навантаження на контактування плоских шорстких поверхонь із використанням моделі, яка ґрунтується на припущеннях про нормальний розподіл висот мікронерівностей і пластичного деформування при першому навантаженні. Результати. Аналітично встановлено, що при помірному зниженні тиску порівняно із початковим фактична площа контакту є пропорційною тиску у відношенні 2/3. Наукова новизна. Встановлено, що розмір плями контакту є пропорційним тиску першого навантаження. Практична значимість. Показано, що при тисках, менших ніж початково прикладені до контактуючих поверхонь, характерними є більші значення фактичної поверхні контакту, число плям фактичного контакту, ніж для тих же тисків при першому навантаженні.RU: Цель. Современные представления о контактном взаимодействии тел в условиях трения основываются на моделях, которые учитывают геометрические параметры приповерхностных слоев составляющих трибо-систем. Данные модели позволяют с высокой степенью адекватности описывать особенности рельефа поверхностей деталей и их влияние на эксплуатационные характеристики узлов трения в условиях упругих нагрузок. Вместе с тем возможность появления пластических деформаций в поверхностных слоях, особенно перед началом эксплуатации фрикционных систем, данные модели не учитывают. Целью данной работы является разработка новых математических подходов учета предварительно приложенных деформаций и их влияние на эксплуатационные характеристики трибо-систем. Методика. С использованием подходов контактной механики проведен анализ влияния предварительной нагрузки на контактирование плоских шероховатых поверхностей с использованием модели, основанной на предположениях о нормальном распределении высот микронеровностей и пластического деформирования при первой нагрузке. Результаты. Аналитически установлено, что при умеренном снижении давления по сравнению с исходным, фактическая площадь контакта пропорциональна давлению в отношении 2/3. Научная новизна. Установлено, что размер пятна контакта пропорционален давлению первой нагрузки. Практическая значимость. Показано, что при давлениях, меньших, чем изначально приложенные к контактирующим поверхностям, характерны большие значения фактической поверхности контакта, число пятен фактического контакта, чем для тех же давлений при первой нагрузке.EN: Purpose. Modern ideas about the contact interaction of bodies in friction are based on models that take into account the geometric parameters of the surface layers constituting tribosystems. These models provide a high level of adequacy to describe the features of the relief of the surfaces of parts and their impact on the performance characteristics of friction in the elastic stresses. However, the possibility of plastic deformations in the surface layers, particularly before using friction systems, these models do not account for. The aim of this work is the development of new mathematical approaches previously applied accounting strains and their effect on the performance of tribosystems. Methodology. Using the contact mechanics approaches analyzed the influence of preload on contacting a flat rough surfaces using a model based on the assumption of normal distribution of heights and roughness of plastic deformation at the first load. Findings. Analytically determined that under moderate pressure reduction from baseline, the actual contact area is proportional to the pressure in the 2/3 power. Originality. It is found that the contact patch size is proportional to the pressure of the first load. Practical value. It is established that at pressures lower than originally applied to the contact surfaces, the high values of the actual surface contact, the number of patches of actual contact are typical, than for the same pressure at the first load

Fatigue Damage Accumulation of Details in Cars According to Criterion of Specific Energy of Total Strain

Куліченко, А. Я. Накопичення втомних пошкоджень деталей вагонів згідно з критерієм питомої енергії повної деформації / А. Я. Куліченко, М. О. Кузін, Л. І. Вакуленко // Наука та прогрес транспорту. — 2013. — № 4(46). — С. 83—89. — doi: 10.15802/stp2013/16583.UK: Мета. Сучасні уявлення про накопичення втомних пошкоджень у деталях рухомого складу залізничного транспорту ґрунтуються на моделях, які оцінюють довговічність металевих систем залежно від кількості циклів та розмаху деформацій або напружень. Ці моделі дозволяють з достатнім рівнем адекватності виконувати оцінку знеміцнення металевих систем в умовах багатоциклової втоми та за наявності тільки пружних деформацій у деталях рухомого складу. Водночас можливість появи пластичних деформацій при роботі залізничних транспортних конструкцій у них не враховується. Метою цієї роботи є побудова математичної моделі, яка дозволяє оцінювати довговічність металевих систем з урахуванням появи пластичної складової в процесі деформування деталей рухомого складу залізничного транспорту. Методика. З використанням сучасних підходів механіки деформованого твердого тіла було виконано аналіз впливу параметрів пластичних деформацій на довговічність високонавантажених елементів конструкцій. Результати. Вивчено вплив пружного та пластичного деформування на розсіяння енергії під час циклічного навантаження. Наукова новизна. Аналітично показано, що параметри знеміцнення металевих систем пов’язані з повною енергією деформації, яка характеризує особливості деградаційних процесів у металевих конструкціях під час зовнішніх навантажень. Практична значимість. Запропоновано співвідношення, які дозволяють оцінювати залишковий ресурс деталі в умовах заданого послідовного багаторівневого циклічного навантаження.RU: Цель. Современные представления о накоплении усталостных повреждений в деталях подвижного состава железнодорожного транспорта основываются на моделях, которые оценивают долговечность металлических систем в зависимости от числа циклов и размаха деформаций или напряжений. Данные модели позволяют с достаточной степенью адекватности проводить оценку разупрочнения металлических систем в условиях многоциклической усталости и при наличии только упругих деформаций в деталях подвижного состава. Вместе с тем возможность появления пластических деформаций при работе железнодорожно-транспортных конструкций они не учитывают. Целью данной работы является построение математической модели, которая позволяет оценивать долговечность металлических систем с учетом появления пластической составляющей в процессе деформирования деталей подвижного состава железнодорожного транспорта. Методика. С использованием современных подходов механики деформируемого твердого тела проведен анализ влияния параметров пластических деформаций на долговечность высоконагруженных элементов конструкций. Результаты. Изучено влияние упругого и пластического деформирования на рассеяние энергии при циклической нагрузке. Научная новизна. Аналитически показано, что параметры разупрочнения металлических систем связаны с полной энергией деформации, которая характеризует особенности деградационных процессов в металлических конструкциях при внешних нагрузках. Практическая значимость. Предложены соотношения, которые позволяют оценивать остаточный ресурс детали в условиях заданной последовательной многоуровневой циклической нагрузки.EN: Purpose. Modern ideas about the accumulation of fatigue damages in the details of railway vehicles are based on models that estimate the durability of metal systems and depend on the number of cycles and the magnitude of deformations or stresses. These models allow one to assess with a sufficient degree of adequacy the weakening of metal systems in polycyclic fatigue and at the presence of the elastic strain only in the details of rolling stock. However, the possibility of plastic deformation appearing during operation of rail transport structures is not taken into account. The aim of this work is a construction of a mathematical model that allows estimating the durability of metal systems with regard to the appearing of the plastic component in the process of deformation of parts of railway vehicles. Methodology. With the use of modern methods of solid mechanics the influence of the parameters of plastic deformation on the durability of highly loaded structural elements was analyzed. Findings. The effect of elastic and plastic deformation on the energy dissipation under cyclic loading was studied. Originality. It was shown analytically that the softening parameters of metal systems are related to the total energy of deformation, which characterizes features of the degradation processes in the metal structures under external loads. Practical value. Ratios were proposed, they allow estimating residual life of details in a sequential multilevel cyclic loading.ДП «Придніпровська залізниця», Дніпропетровсь