Application of finite element methods in the manufacture of products using additive technologies
Keywords:
brake efficiency, exhaustion of the braking system, two-pipe braking system, pneumatic reducer, prototyping, additive technologies, computer simulation, finite element methodAbstract
To date, an urgent issue is to increase the efficiency of the pneumatic brakes of freight trains and reduce their depletion during cyclic braking. Efficient and trouble-free operation of the braking system of freight trains is a key issue of improving safety and speed. Due to the multiple increase in the speed of movement, as well as in the mass of rolling stock, the braking system, which has not been modernized for more than forty years, is a key limitation hindering further growth of movement speeds and masses of rolling stock due to the inability to ensure the required traffic safety. Also, the low efficiency of the braking system depends on the number of wheel set failures due to the occurrence of sliders on the rolling surface resulting from exhaustion, which can lead to inefficient release of brakes, which in turn will require additional downtime of individual units of rolling stock for the period of turning wheel sets. In this regard, the existing braking system needs a deep modernization. To achieve these goals, it is necessary to use modern additive technologies in prototyping new pneumatic devices, but the question of the strength of such products remains open. This article is devoted to the study of the strength of products manufactured using additive technologies. During the experiment, the integrity of the object was violated under the influence of compressed air on the working surfaces. In this regard, based on the physical parameters of the materials used, a simulated computer modeling of the effect of pressure on the gearbox housing during its operation was carried out.
References
Правила технического обслуживания тормозного оборудования и управления тормозами железнодорожного подвижного состава: утв. Советом по железнодорожному транспорту государств-участников Содружества (протокол от 6-7 мая 2014 г. № 60). Курган : Южн.-Урал. дирекция тяги, 2016. 162 с.
Зарубежный опыт повышения эффективности пневматических тормозов / П.Ю. Иванов, Е.Ю. Дульский, Н.И. Мануилов и др. // Локомотив. 2020. № 11 (767). С. 36–37.
Сравнительный анализ тормозных систем подвижного состава с однотрубным и двухтрубным питанием / П.Ю. Иванов, Е.Ю. Дульский, А.А. Хамнаева и др. // Вестн. Ростов. гос. ун-та путей сообщ. 2020. № 3 (79). С. 35–42.
Пат. 2740624 Рос. Федерация. Двухтрубная тормозная система железнодорожного подвижного состава / П.Ю. Иванов, А.А. Хамнаева, А.М. Худоногов и др. № 2020121882 ; заявл. 26.06.2020 ; опубл. 18.01.2021, Бюл. № 2. 8 с.
Зотов О.Ю., Фролов Д.А. Особенности метода изготовления изделий путем послойного наплавления материала // Ученый XXI века. 2016. № 1 (14). С. 7–11.
Применение аддитивных технологий при проектировании и изготовлении автотормозного оборудования / Н.С. Горбунова, Е.Ю. Дульский, П.Ю. Иванов и др. // Молодая наука Сибири. 2021. № 1 (11). С. 44–50. Электр. журн. URL https://mnv.irgups.ru/en/node/754 (Дата обращения 15.10.2022).
Аддитивные технологии – динамично развивающееся производство / О.Н. Гончарова, Ю.М. Бережной, Е.Н. Бессарабов и др. // Инженерный вестник Дона. 2016. № 4 (43). С. 123.
Эффективность использования аддитивных технологий как альтернативы традиционным субтрактивным технологиям при изготовлении сложных деталей из металла / А.С. Агафонцев, Н.Н. Вовк, Ю.В. Клевнов и др. // Тр. РФЯЦ-ВНИИЭФ. 2017. № 22-2. С. 228–231.
Эттель В.А., Берг А.А., Иванов С.С. Исследование технологии производства деталей сложной конфигурации с помощью аддитивных технологий // Академическая наука - проблемы и достижения : материалы XV междунар. науч.-практ. конф. North Charleston, 2018. С. 41–43.
Исследование комплекса характеристик базовых материалов для FDM-технологии аддитивного синтеза. Физико-механические и теплофизические свойства / Г.Н. Петрова, М.М. Платонов, В.А. Большаков и др. // Пластические массы. 2016. № 5-6. С. 53–58.
Шумейко И.А., Зайченко Н.О. Анализ пластмасс при их выборе для 3D печати модели ветроэнергетической установки // Universum: технические науки. 2021. № 3-1 (84). С. 74–77.
Базуев С.В., Лукашук О.А. Исследование напряженно-деформированного состояния траверсы литейного крана // Молодой ученый. 2020. № 19 (309). С. 5–8.
Galoyan H.A. Geometry modification and analysis of the “butterfly” flexure pivot by the experimental and finite element methods // Mechanics, Machine science, Machine-building : proceedings National Polytechnic University of Armenia. 2020. № 1. P. 48–54.
Тигиев З.И., Хрестусь К.В., Дауров О.Э. Применение метода конечных элементов для решения инженерных задач // Вестн. науч. тр. молодых учёных, аспирантов, магистрантов и студентов ФГБОУ ВО «Горский государственный аграрный университет». 2018. Т. 55. Ч. IV. С. 231–233.
Дульский Е.Ю. Моделирование режимов ИК-энергоподвода в технологии продления ресурса тяговых электрических машин с использованием метода конечных элементов // Вестн. Иркут. гос. техн. ун-та. 2013. № 12 (83). С. 258–263.
Балашов А.В., Маркова М.И. Исследование структуры и свойств изделий, полученных 3D-печатью // Инженерный вестник Дона. 2019. № 1 (52). С. 66.
Дремухин М.А., Наговицин В.Н. Разработка и моделирование неметаллической формообразующей оснастки для изготовления полимерных композиционных рефлекторов спутниковых антенн // Космические аппараты и технологии. 2021. Т. 5. № 4 (38). С. 183–190.
Крылов Д.В. Применение аддитивных технологий при производстве авиационных конструкций // XXIII Туполевские чтения (школа молодых ученых): Междунар. молодёж. науч. конф. Казань, 2017. Т. 1. С. 529–533.
Петров В.М., Безпальчук С.Н., Яковлев С.П. О влиянии структуры на прочность изделий из пластиков, получаемых методом 3D-печати // Вестн. гос. ун-та морск. и речн. флота им. адмирала С.О. Макарова. 2017. Т. 9. № 4. С. 765–776.
Кузнецов А.Е., Соколова В.М. Основные факторы, влияющие на прочность изделий при печати на 3D-принтере // Химия и химическая технология: достижения и перспективы : сб. материалов V Всерос. конф. Кемерово, 2020. С. 118.1–118.5.
