Перекіс колісних пар, при якому візок у плані приймає форму трапеції, перебільшуючий 2 мрад, та різниця діаметрів коліс на одній колісній парі більше 2 мм призводять до найбільш помітного росту інтенсивності зносу гребенів коліс. Інші недосконалості візків впливають на знос не так суттєво. Результати одержано шляхом математичного моделювання руху вантажного вагону.

Предложена методика экономического обоснования выбора профиля поверхности катания железнодорожного колеса и рельса на стадии проектирования. Приведены формулы расчета ресурсов рельсов.

Показано, что с увеличением скорости нагружения аустенитная структура влияет на параметры трещинностойкости углеродистой стали. Определено, что это влияние связано с наследованием концентрационной неоднородности аустенита формирующей феррито-перлитной структурой.

Разом із визначенням якісних параметрів металу проведено ресурсні дослідження осі колісної пари за циклічного навантаження.

Предположено найти способы усиления конструкции боковой рамы тележки в местах концентрации напряжений (соединение поясов, углы челюстных и буксовых проемов и т. п.), где, как показывает опыт эксплуатации, возможно зарождение усталостных трещин. Напряжения в боковой раме авторы определяют путем конечно элементного моделирования. Сначала выявляют подлежащие усилению участки конструкции. На следующем этапе разрабатывают возможные способы усиления (увеличение толщины стенок, изменение радиусов сопряжения, введение дополнительных ребер жесткости и проч.). После этого по результатам моделирования оценивают эффективность каждого метода. Направленный итерационный поиск позволяет найти комбинацию локальных усилений, существенно увеличивающих прочность конструкции. А именно: увеличены радиусы перехода от колонки к опорной поверхности и в отверстии между колонкой и наклонным поясом до 40 и 50 мм соответственно; добавлены ребра жесткости между верхней и нижней полочкой направляющей триангеля, а также на внутренней направляющей челюстного проема; уменьшена на треть площадь технологического отверстия в колонке. За счет предлагаемой комбинации усилений напряжения в конструкции удалось снизить на 41 %. Учеными показана эффективность итерационной процедуры поиска комбинаций локальных усилений конструкции боковой рамы, позволяющих существенно увеличить ее прочность без значительного увеличения массы. Полученные результаты позволяют существенно повысить прочность боковой рамы трехэлементной тележки без заметного изменения ее геометрических и массовых характеристик.

Отмечено, что грузовой вагонный парк "Укрзалізниці" имеет в основном вагоны с превышением установленного нормативного срока службы. Такая же ситуация наблюдается и в парке специализированных вагонов. Так, парк вагонов для перевозки окатышей имеет около 50 % вагонов, отслуживших полуторный и более срок эксплуатации. Вместе с тем, объем перевозок железорудного сырья постоянен в течение ряда лет. В связи с этим возникает необходимость в поиске методов обоснования возможности продолжения полезной эксплуатации вагонов и оценки соответствия остаточного ресурса конструкции кузовов вагонов эксплуатационным нагрузкам в течение продленного срока использования. При отборе вагонов для испытаний выполнялось техническое диагностирование состояния вагонов с целью выявления уровня коррозионных и механических повреждений. Проведено экспериментальное определение уровня нагруженности и напряженного состояния несущих конструкций кузовов вагонов на основе статических, ударных на прочность и ресурсных испытаний. При ресурсных испытаниях вагоны должны выдерживать соударения с продольными усилиями до 3,5 МН, общее количество которых эквивалентно заданному сроку службы. Диагностирование вагонов до испытаний показало, что техническое состояние вагонов для перевозки окатышей, в целом, находится в удовлетворительном состоянии. Проведенные статические и ударные испытания на прочность с последующей оценкой прочности элементов конструкции вагонов показали, что она обеспечивается согласно нормативных документов, и такие вагоны не несут угрозы безопасности движения. Ударные ресурсные испытания показали, что все вагоны прошли эти испытания без повреждений, которые бы препятствовали их проведению и не могли быть устранены при плановых видах ремонта. Получена оценка остаточного ресурса кузовов вагонов для перевозки окатышей, отработавших назначенный полуторный срок службы. Проведенные экспериментальные исследования подтверждают возможность обоснованного продления срока службы вагонов после полуторного срока их эксплуатации. Результаты работы можно использовать при продлении срока службы вагонов для перевозки окатышей. Часть вагонного парка, которая должна была списываться в связи с истечением назначенного полуторного срока эксплуатации, без дополнительных мероприятий может продолжить срок службы.

Определена технико-экономическая эффективность от использования колес перспективной конструктивной схемы в ходовой части рельсового экипажа (вагона). Эффективность использования колес перспективной конструктивной схемы за счет снижения сопротивления движению и износа гребней оценивается расчетными величинами годового экономического эффекта от внедрения и срока окупаемости затрат, необходимых для разработки и внедрения предложенного колеса. В составе единовременных затрат учитываются расходы, связанные с проведением научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также дополнительные затраты, необходимые для изготовления колес перспективной конструктивной схемы. В ходе вычислений и анализа экономической эффективности от внедрения колес перспективной конструктивной схемы, проведенных на основе исходных данных для Юго-Западной железной дороги, определена прибыль, которую возможно получить за счет снижения следующих эксплуатационных расходов: затрат на обточку гребней колес колесных пар; стоимости топливно-энергетических ресурсов на тягу поездов; стоимости простоя вагонов в текущем отцепочном ремонте; затрат на ремонт и текущее содержание рельсового пути. Кроме того, может быть дополнительно высвобождено некоторое количество вагонов за счет снижения их простоя. Расчет чистого дисконтированного дохода осуществлялся со следующими допущениями: расчетного периода; ориентировочного увеличения стоимости колесной пары с колесами перспективной конструктивной схемы по сравнению с типовой, значения прибыли за расчетный период, которое рассчитывалось путем вычисления среднего показателя (за вычетом затрат на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы); изготовления парка колесных пар с колесами новой конструктивной схемы. За рассматриваемый период получена расчетная величина чистого дисконтированного дохода и определен срок окупаемости проекта. Дано обоснование подходов к совершенствованию конструктивной схемы колес, используемых в ходовой части рельсового экипажа (вагона). Предложенная методика расчета позволяет оценить технико-экономическую целесообразность использования колес перспективной конструктивной схемы в составе ходовых частей рельсовых экипажей.

Изложены результаты экспериментально-расчетных исследований сопротивления усталости натурных образцов шкворневого узла и узла заделки стойки боковой стены полувагона модели 12-4106-01. Установлено, что их эксплуатационный ресурс определяется сопротивлением усталости сварных соединений элементов конструкций узлов. Предел выносливости для них составляет от 12,1 МПа (узел заделки стойки боковой стены) до 33,6 МПа (шкворневой узел). Установлены участки зарождения усталостных трещин, закономерности их развития и пределы выносливости конструкции. Значения пределов выносливости, как показал расчет напряженного состояния кузова вагона, обеспечивают эксплуатацию до появления усталостной трещины в течение 34,1 и 57,0 лет для шкворневого узла и узла заделки стойки боковой стены, соответственно.