Study of loading of an improved container design during transportation by railway

The object of research. The object of research is the processes of occurrence, perception and redistribution of loads in the design of a container with a frame made of square pipes and lining made of smooth sheets. Investigated problem. Under operating conditions, damage to containers may occur due to the loads acting on them during transportation by various modes of transport. One of the most determining among such loads are dynamic loads, which are experienced not only by the container structure, but also by the cargo placed in it. As a result, there may be damage to the structure of the container, as well as to the cargo, which necessitates additional costs, both for the repair of containers and for reimbursement of expenses for damage to the transported cargo. In addition, this situation is unfavorable from an environmental point of view. In this regard, there is a need to conduct research to improve the design of a universal container in order to reduce its load, as well as increase operational efficiency. The main scientific results. A scientific substantiation of the use of square pipes as components of the frame of a universal container has been carried out. The area of practical use of research results. The sphere of practical use of the obtained results is the engineering industry, in particular railway transport. Innovative technological product. The concept of a universal container with a frame made of square pipes and a lining made of smooth sheets. Scope of the innovative technological product. The developments proposed as part of the study will be useful recommendations for creating innovative vehicle designs, including modular ones

Розробка алгоритму підбіру жорстких упорів в сталебетонних балках

Calculation of steel-concrete beams is performed with a rigid connection between concrete and a steel strip. This is possible if one installs hard stops that prevent the displacement of the strip with respect to concrete. The force acting on the stop, the number of hard stops and their pitch, are determined through the rotation angles between two adjacent stops. To determine the efforts that act on hard stops, as well as a step, one must first find a rotation angle between two cross-sections within the beams. The rotation angles of cross-sections are derived using a graph-analytical method. Calculation for the deformations of reinforced-concrete and steel-concrete beams is performed based on the reduced rigidities of cross-sections.When one chooses a step for hard stops and their number, it is necessary to strive for the optimization of a structure of steel-concrete beams. Optimization implies that the maximum stresses in a steel strip are equal to its limiting value while the effort acting in stops, and the step of stops, are the same. In order for the efforts in each stop to be the same, one must fabricate a zero section less than the others.In the course of our study we have developed an algorithm for selecting the number, a step of hard stops, and the efforts in them. The choice is based on the assigned characteristics of materials used, the acting external load, the length of a beam, known size of the cross-section of concrete and a steel strip. In this case, efforts in all stops are identical, the step of stops is constant except for the zero section, maximum effort in the steel strip, occurring in the middle of the span, does not exceed the boundary value obtained in the calculation. The reported algorithm makes it possible to calculate hard stops at the assigned value for efforts that act on them under existing loadРасчет сталебетонных балок проводится с жестким соединением бетона со стальной полосой. Это возможно осуществить, если установить жесткие упоры, которые препятствуют смещению полосы по отношению к бетону. Усилие, действующее на упор, количество жестких упоров и шаг, определяются через углы поворота между двумя смежными упорами. Для определения усилий, действующих на жесткие упоры, и шага необходимо вначале определить угол поворота между двумя сечениями в пределах балки. Углы поворота сечений определяются графо-аналитическим методом. Расчет по деформациям железобетонных и сталебетонных балок выполняется по приведенным жесткостям поперечных сечений.При выборе шага жестких упоров и их количества необходимо стремиться к оптимизации конструкции сталебетонных балок. Оптимизация заключается в том, чтобы максимальные напряжения в стальной полосе равнялись ее граничному значению, а усилие, действующее в упорах, и шаг упоров были одинаковыми. Для того чтобы усилия в каждом упоре были одинаковыми, необходимо нулевой участок делать меньше остальных.В ходе исследований был разработан алгоритм подбора количества, шага жестких упоров и усилий в них. Подбор произведен по заданным характеристикам используемых материалов, действующей внешней нагрузке, длине балки, известным размерам поперечных сечений бетона и стальной полосы. При этом усилия во всех упорах одинаковы, шаг упоров, кроме нулевого участка, постоянный, максимальное усилие в стальной полосе, возникающее в середине пролета, не превышает граничного значения, полученного в расчете. Приведенный алгоритм позволяет производить расчет жестких упоров при заданном значении усилий, которые действуют на них при существующей нагрузкеРозрахунок сталебетонних балок проводиться з жорстким з’єднанням бетону зі сталевою смугою. Це можливо здійснити, якщо встановити жорсткі упори, які перешкоджають зміщенню смуги відносно бетону. Зусилля, діюче на упор, кількість жорстких упорів та крок визначаються через кути повороту між двома суміжними упорами. Для визначення зусиль, діючих на жорсткі упори, та кроку необхідно спочатку визначити кут повороту між двома суміжними перерізами в межах балки. Кути повороту перерізів визначаються графо-аналітичним методом. Розрахунок по деформаціям залізобетонних та сталебетонних балок виконується за приведеними жорсткостями поперечних перерізів.При вибору кроку жорстких упорів та їх кількості необхідно прагнути оптимізувати конструкцію сталебетонних балок. Оптимізація полягає в тому, щоб максимальні напруження в сталевій смузі дорівнювали її граничному значенню, а зусилля, діюче в упорах, та крок упорів були однаковими. Для того, щоб зусилля в кожному упорі були однаковими, необхідно нульову ділянку робити меншу за інші.В ході досліджень був розроблений алгоритм підбору кількості, кроку жорстких упорів та зусиль в них. Підбір проведено по завданим характеристикам використаних матеріалів, діючого зовнішнього навантаження, довжині балки, звісним розмірам поперечних перерізів бетону та сталевої смуги. При цьому зусилля в усіх упорах однакові, крок упорів, окрім нульової ділянки, постійний, максимальне зусилля в сталевій смузі, виникаюче в середині прольоту, не перевищує граничного значення, отриманого за розрахунком. Наведений алгоритм дозволяє проводити розрахунок жорстких упорів при завданому значенні зусиль, що діють на них при існуючому навантаженн

Розробка алгоритму підбору жорстких упорів в сталебетонних балках при дії розподіленого навантаження

An algorithm has been developed to select rigid stops in steel-concrete beams under the action of distributed load. Concrete is connected rigidly to a steel sheet in order to perform the joint operation of the concrete and steel sheet. Such a connection in the beam is provided by rigid stops that prevent shifting efforts in the concrete and steel contact area. The efforts are determined through the turning angles between the two adjacent sections of the beam. A graph-analytical method for determining movements is used to determine the turning angles. In determining the deformations of a steel-concrete beam, the calculation is based on the reduced rigidities of cross-sections.The purpose of this study is to optimize the structure of a steel-concrete beam by selecting the rational number and arrangement of rigid stops. This optimization would allow a more rational utilization of the structure's material ‒ concrete and steel. That would reduce the cost of operations and the quantity of materials required in the production, installation, and operation of the considered structures.An earlier proposed algorithm for the selection of rigid stops in steel-concrete beams under the action of a concentrated force has been expanded for the case of an evenly distributed load. When selecting the number of rigid stops, it is assumed that the magnitude of the distributed load acting on a beam, the mechanical characteristics of materials (steel and concrete), as well as the span of the beam and the size of its cross-section, are kNown. In contrast to the beams with a concentrated force in the middle, where the forces abide by a linear law, in the beams with an evenly distributed load the efforts in a steel strip change in line with a square parabola. Therefore, while the same step has been obtained for stops, it is not possible to achieve a situation at which efforts in all stops have the same valueРазработан алгоритм подбора жестких упоров в сталебетонных балках при действии распределенной нагрузки. Бетон со стальным листом соединяется жестко с целью достижения совместной работы бетона и стального листа. Такое соединение в балке обеспечивают жесткие упоры, которые препятствуют сдвиговым усилиям в зоне контакта бетона и стали. Усилия определяются через углы поворота между двумя соседними сечениями балки. Для определения углов поворота используется графо-аналитический метод определения перемещений. При определении деформаций сталебетонной балки расчет ведется по приведенным жесткостям поперечных сечений.Цель исследования заключается в оптимизации конструкции сталебетонной балки за счет подбора рационального количества и расположения жестких упоров. Такая оптимизация позволит более рационально использовать материал конструкции – бетон и сталь. Это приведет к снижению трудозатрат и количества требуемых материалов при производстве, монтаже и эксплуатации рассматриваемых конструкций.Ранее предложенный алгоритм подбора жестких упоров в сталебетонных балках при действии сосредоточенной силы распространён на случай действия равномерно распределенной нагрузки. При подборе количества жестких упоров предполагается, что величина действующей на балку распределенной нагрузки, механические характеристики материалов (стали и бетона), а также пролет балки и размеры ее поперечного сечения известны. В отличие от балок с сосредоточенной силой посередине, где усилия изменяются по линейному закону, в балках с равномерно распределенной нагрузкой усилия в стальной полосе изменяются по квадратной параболе. Поэтому, хотя и был получен одинаковый шаг упоров, невозможно добиться положения, при котором усилия во всех упорах принимают одинаковые значенияРозроблений алгоритм підбору жорстких упорів в сталебетонних балках при дії розподіленого навантаження. Бетон зі сталевою смугою з’єднується жорстко з метою досягнення сумісної роботи бетону та сталевої смуги. Таке з’єднання в балці забезпечують жорсткі упори, які перешкоджають зусиллям зсуву в зоні контакту бетону і сталі. Зусилля визначаються через кути повороту між двома сусідніми перерізами балки. Для визначення кутів повороту використовується графо-аналітичний метод визначення переміщень. При визначенні деформацій сталебетонної балки розрахунок ведеться за приведеними жорсткостями поперечних перерізів.Ціль дослідження полягає в оптимізації конструкції сталебетонної балки за рахунок підбору раціональної кількості і розташування жорстких упорів. Така оптимізація дозволяє більш раціонально використовувати матеріал конструкції – бетон і сталь. Це призведе до зниження працезатрат і кількості потрібних матеріалів при виробництві, монтажу та експлуатації розглянутих конструкцій.Запропонований раніше алгоритм підбору жорстких упорів в сталебетонних балках при дії зосередженої сили розвинуто на випадок дії рівномірно розподіленого навантаження. При підборі кількості жорстких упорів передбачається, що величина діючого на балку розподіленого навантаження, механічні характеристики матеріалів (сталі та бетону), а також проліт балки і розміри її поперечного перерізу відомі. На відміну від балок із зосередженою силою посередині, де зусилля змінюються за лінійним законом, в балках з рівномірно розподіленим навантаженням зусилля в сталевій смузі змінюються по квадратній параболі. Тому, хоча і було отримано однаковий крок упорів, неможливо знайти положення, при якому зусилля в усіх упорах приймають однакові значенн

Experimental research into the stress-strain state of the center sill of a box wagon with filler

The loading on the bearing structures of wagons in operation can be reduced by applying closed profiles filled with energy-absorbing material in wagon frame components. The results of the research demonstrated that with filler in the rod the stresses were reduced by 5% in comparison with stresses in the rod without filler. The difference between the experimental and theoretical strength calculations for the rods was about 3%. The results obtained can be used by those concerned about the development of innovative structures of wagons with better operational characteristic

The Idea of Sophia in the Priest Pavel Florensky's Works

The questions of Priest Pavel Florensky’s Sophiology was repeatedly raised in the literature. But this problem is unsufficiently lighted. Florensky’s views on Sophia has received little attention compared to Solovjov’s Sophiology and Bulgakov’s Sophiology. The doctrine of Sophia Wisdom of God is most fully presented in the last Chapter of the Florensky’s work “The Pillar and Ground of the Truth”. But Sofia only mentioned in his later works. The article posed the question about the value of ideas Sofi a for the development of religious and philosophical creativity by Florensky. The author makes a comparative analysis the concept of Sophia by Florensky, Solovjov and Bulgakov in his earlier and later works. On the basis of the conducted research the author assumes that the idea Sophia was not for Florensky fundamental and self-worth. He used this idea to avoid the temptations of pantheism that arise in the philosophy of pan-unity. Florensky was trying to eliminate these temptations when connecting this philosophy with the Christian worldview

FR. PAVEL FLORENSKY’S «PHILOSOPHY OF NAME» IN THE CONTEXT OF POLEMICS AROUND ONOMATODOXY IN THE BEGINNING OF THE XXTH CENTURY

The article considers some aspects of the concept of Name by Fr. P. Florensky in connection with controversy about onomatodoxy in the early 20th century. The author pays close attention to Florensky’s comprehension of Name as substantional reality and as symbol and to his idea “that every act of appearance of Name of God is act of sinergy, i.e. interaction of heavenly and human energy”. In the author’s opinion, Florensky’s philosophical studies of this question were based not so on the orthodox theology, as on the “universal worldview”, which he reconstructed during his study of ancient religions. His original theory supporting and developing onomatodoxy became a result of thi

Раціоналізація конструкції опорних пристроїв вагонів-цистерн для рідких вантажів

Purpose. Improvement of fluid tank cars structure due to development of new tank bracket support structures and their materials consumption decrease. Methodology. The investigations to search the optimal design of the support structure were conducted in order to solve such problem. At the first stage patent and bibliographic analysis of technical solutions was done, the advantages and disadvantages were revealed and new design options were proposed, the most efficient design was determined. The next step is objective function making for determining its optimal parameters, imposition of restrictions, acquisition of objective function approximation and restrictions in the form of polynomials. At the third stage numerical implementation of function optimization was proposed, optimal design parameters were determined with graphical method. Results methods have coincided. Findings. The most efficient design of support structure was determined; its optimum geometrical dimensions were described. Originality. The author provides the mathematical formulation of optimal design of tank car supports using the minimum materials consumption criteria. The graphic and numerical methods were used during the investigations. Practical value. The author proposed the finite-element models of tank car with different design execution of bracket support structures, which allow estimating the VAT of structure.Цель. Усовершенствование конструкции вагонов-цистерн для перевозки жидких грузов за счет новых технических решений консольных опорных устройств и снижения их материалоемкости. Методика. Для решения поставленной задачи выполнены исследования для поиска оптимальной конструкции опорного устройства. На первом этапе выполнен патентно-библиографический анализ технических решений, выявлены преимущества и недостатки конструкций, а также предложены новые их варианты; определена наиболее эффективная конструкция среди них. На следующем этапе для определения ее оптимальных параметров составлена функция цели, введены ограничения; получена аппроксимация функций цели и ограничений в виде полиномов. На третьем этапе предложена численная реализация оптимизации функции и определены оптимальные параметры конструкции графическим методом. Результаты методов совпали. Результаты. Среди предложенных вариантов определена наиболее эффективная конструкция опорного устройства, получены его оптимальные геометрические размеры. Научная новизна. Выполнено математическое описание задачи оптимизационного проектирования по критерию минимальной материалоемкости опорного устройства вагона-цистерны и использовано для усовершенствования конструкции. Для решения задачи оптимизационного проектирования использованы численный и графический методы. Практическая значимость. Разработаны расчетные конечно-элементные модели вагона-цистерны с различными конструктивными исполнениями консольных опорных устройств, которые позволили оценить НДС конструкции.Мета. Удосконалення конструкції вагонів-цистерн для перевезення рідких вантажів за рахунок нових технічних рішень консольних опорних пристроїв і зниження їх матеріалоємності. Методика. Для вирішення поставленої задачі виконано дослідження для пошуку оптимальної конструкції опорного пристрою. На першому етапі зроблено патентно-бібліографічний аналіз технічних рішень, виявлено переваги й недоліки конструкцій, а також запропоновано нові їх варіанти, визначена найефективніша з них. На наступному етапі для визначення її оптимальних параметрів складено функцію цілі, введено обмеження; отримано апроксимацію функцій цілі та обмежень у вигляді поліномів. На третьому етапі запропоновано чисельну реалізацію оптимізації функції та визначено оптимальні параметри конструкції графічним методом. Результати методів співпали. Результати. Серед запропонованих варіантів визначено найбільш ефективну конструкцію опорного пристрою, визначено його оптимальні геометричні розміри. Наукова новизна. Виконано математичний опис задачі оптимізаційного проектування за критерієм мінімальної матеріалоємності опорного пристрою вагона-цистерни та використано його для удосконалення конструкції. Для вирішення задачі оптимізаційного проектування використано чисельний та графічний методи. Практична значимість. Розроблено розрахункові скінченно-елементні моделі вагона-цистерни з різними конструктивними виконаннями консольних опорних пристроїв, які дали змогу оцінити НДС конструкції

Study of the Dynamics and Strength of the Detachable Module for Long Cargoes under Asymmetric Loading Diagrams

This article highlights the structural features of the detachable module for the transportation of long cargoes. The choice of profiles for the detachable module was based on the resistance moments of its components. The detachable module was considered a rod structure on four supports. To determine the longitudinal loads acting on the detachable module, mathematical modeling of its longitudinal dynamics was carried out, provided they were placed on a flat car during a shunting impact. The accelerations obtained were used for the calculations of the detachable module. This article presents the results of the strength calculation of the detachable module under asymmetric loading diagrams, i.e., the action of longitudinal and lateral forces on the detachable module structure. The results of the calculations show that the maximum stresses in the structure of the detachable module when it receives longitudinal loads are 7.7% lower than the permissible ones, and when it receives lateral loads, they are 5.8% lower. Thus, the strength of the detachable module is maintained under the loading diagrams considered. This study also included a modal analysis of the detachable module structure. The first natural frequency of oscillations is found to be 20 Hz. Thus, the safety of the detachable module movement in terms of frequency analysis is ensured. This research will help to create recommendations for the design of modern modular vehicles and improve the efficiency of the transport industry

Optimization of the truss beam. Verification of the calculation results

The article presents a comparison of results of optimized calculation of a truss beam which was chosen as a combined construction. The results of calculation of a beam are compared using the method based on the properties of spacer systems and the calculation of the construction designed in LIRA software complex. The article is dedicated to verification of adequacy of the results of theoretical calculations of construction optimization. Values of longitudinal forces and bending moments appearing in a truss beam are chosen as convergence criteria. Two variants of construction loading are considered: a truss beam exposed to constant load only and a truss beam exposed to constant and temporary load. In the case under consideration, the minimum value (weight) of construction is an optimality criteria, variable parameters include beam panel length and camber height of a trussing rod. As a result, the construction will be considered optimal, if bearing and maximal (between the pillars) bending moments are equal in it. The result of verification of the obtained data is the value of error

Optimization of the truss beam. Verification of the calculation results

The article presents a comparison of results of optimized calculation of a truss beam which was chosen as a combined construction. The results of calculation of a beam are compared using the method based on the properties of spacer systems and the calculation of the construction designed in LIRA software complex. The article is dedicated to verification of adequacy of the results of theoretical calculations of construction optimization. Values of longitudinal forces and bending moments appearing in a truss beam are chosen as convergence criteria. Two variants of construction loading are considered: a truss beam exposed to constant load only and a truss beam exposed to constant and temporary load. In the case under consideration, the minimum value (weight) of construction is an optimality criteria, variable parameters include beam panel length and camber height of a trussing rod. As a result, the construction will be considered optimal, if bearing and maximal (between the pillars) bending moments are equal in it. The result of verification of the obtained data is the value of error