Введение
Введение
Проектирование грузовых и пассажирских вагонов, удовлетворяющих современным к перспективным условиям эксплуатации, обладающих высокими технико-экономическими параметрами, связано с всесторонними исследованиями ходовых качеств рельсовых экипажей, прочности и жесткости конструкций с учетом всего комплекса нагрузок, действующих на элементы вагонов в эксплуатации. Эти вопросы изучаются в дисциплине «Механика вагонов».
Дисциплина «Механика вагонов» включает в себя две относительно самостоятельные части. Первая часть, изучаемая студентами дневной формы обучения во втором семестре III курса (а заочной формы – во втором семестре IV курса), тесно связана с дисциплиной «Конструирование и расчет вагонов» и содержит фундаментальные положения и расчетные методы теории упругости, строительной механики и сопротивления материалов, используемые в расчетах напряженно-деформированного состояния вагонных конструкций в статической и динамической постановках, устойчивости сжатых элементов и усталостной прочности деталей, подверженных воздействию переменных нагрузок. Вторая часть дисциплины посвящена проблемам динамики вагонов и изучается в первом семестре IV курса дневной формы и V курса заочной формы обучения. С точки зрения механики, в первой части дисциплины детали и узлы вагонов рассматриваются как упругие системы, а во второй – как системы абсолютно твердых тел, взаимодействующих с железнодорожным путем.
Ниже рассмотрены вопросы первой части дисциплины «Механика вагонов», актуальность которых диктуется тем, что вагоностроение и вагонное хозяйство относятся к наиболее металлоемким сферам производства нашей страны. Так, например, на изготовление 100 современных грузовых вагонов требуется около 2500 т. металла, а на такое же число пассажирских вагонов расход металла практически в два раза больше.
Создавая вагоны и осуществляя их техническое обслуживание и ремонт, специалисты-вагонники среди большого числа других проблем выделяют проблему прочности и надежности несущих узлов конструкций. Эта проблема прежде всего составляет основу безопасности движения поездов, но и в то же время она решает технико-экономические аспекты работы вагонного парка, так как непосредственно связана с массой тары вагона. При ограниченных нагрузках на ось большая масса тары оказывает отрицательное влияние на технико-экономические показатели работы железных дорог.
Уменьшение массы тары вагона всегда привлекало внимание инженеров, но при решении этого вопроса необходимо решать противоречивые задачи: уменьшая массу несущих узлов, надо обеспечивать их надежную работу в усложняющихся условиях эксплуатации. Последнее неизбежно накладывает ограничения на снижение металлоемкости узлов.
Только при наличии определенной подготовки специалистов-вагонников в области теории упругости, прикладных ее разделов можно обеспечить получение необходимого потенциала для успешного создания вагонов, у которых масса тары, потребная прочность и надежность оказываются взаимно согласованными. Кроме этого такая подготовка необходима для проведения экспертных оценок при разборе эксплуатационных ситуаций, связанных с нарушением безопасности движения поездов по причине неисправности вагонов.
