Введение
Развитие народного хозяйства и рост перевозок требуют постоянного совершенствования подвижного состава железнодорожного транспорта, а так же создания и внедрения новых высокоэффективных конструкций вагонов. Для решения этой задачи нужно, в частности, повысить соответственно условиям эксплуатации их прочность и эксплуатационную надежность.
Проблема обеспечения надежности тесно связана с проблемами износа и трения, поскольку большинство вагонов (85..90%) выходит из строя именно по причине износа деталей [1].
Наибольшая доля повреждений надрессорных балок тележек вагонов связана именно с износом поверхности подпятника. Подпятниковые места надрессорных балок изнашиваются по внутренним граням наружного бурта, опорной поверхности и стенкам отверстия для шкворня [2].
Ранее, для определения величины износа в данном узле трения была произведена попытка численного моделирования в программном пакете DSMFem. Расчет производился на основе энергетической теории изнашивания Флайшера, согласно которой величина поверхностного износа зависит от давления и относительного перемещения поверхностей контакта. Поскольку в данной задаче определение контактных давлений занимает значительный объем времени, то для этих целей использовался, имеющий высокие показатели по скорости решения, метод сил [3].
Не смотря на большую скорость решения, метод сил имеет один существенный недостаток, он не учитывает коэффициента трения между контактирующими телами, а это возможно может привести к неточностям в расчетах связанных с определением величины износа. Но с другой стороны мы не можем жертвовать временем, выбрав другой метод, учитывающий влияние трения. Поэтому актуальной остается задача, об отдельном определении распределения давлений в подпятниковом при учете фактора трения.
Главной целью данного моделирования является получение картины распределения контактных давлений в подпятниковом узле грузового вагона. Необходимо оценить влияние на распределение контактных давлений следующих факторов:
1)Трение на поверхности при действии только вертикальной нагрузки;
2)Трение на поверхности при повороте пятника относительно подпятника;
3)Распределение вертикальной нагрузки, действующей на шкворневую балку внешних нагрузок;
4)Введение в зону контакта третьего тела – износостойкого кольца;
