trrgupsТруды Ростовского государственного университета путей сообщенияTrudy Rostovskogo gosudarstvennogo universiteta putey soobseniya1818-5509Ростовский государственный университет путей сообщения10.46973/1818-5509_2024_4_109trrgups-19Research ArticleСтатьиОптимизация конструкции окон остовов тягового электродвигателя НБ-514 электровозов серии «Ермак» методом конечных элементовOptimization of the Design of the Windows of the Hulls of the Traction Motor NB-514 of the Electric Locomotives of the «Ermak» Series by the Finite Element MethodПортнойА. Ю.PortnoyA. Yu.

Портной Александр Юрьевич, кафедра «ФМиП», доктор физико-математических наук, доцент, профессор

Portnoy Alexander Yuryevich, Chair «Physics, Mechanics and Instrument Engineering», Doctor of Physics and Mathematics Sciences, Associate Professor, Professor,

portnoy_alexander@mail.ruМельниченкоО. В.MelnichenkoO. V.

Мельниченко Олег Валерьевич, доктор технических наук, профессор, профессор, кафедра «ЭПС»

Melnichenko Oleg Valerievich, Chair «Electric Rolling Stock», Doctor of Technical Science, Professor, Professor

olegmelnval@mail.ruЛиньковА. О.Lin'kovA. O.

Линьков Алексей Олегович, кафедра «ЭПС», кандидат технических наук, доцент, доцент

Lin'kov Alexey Olegovich, Chair «Electric Rolling Stock», Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor

linkovalex@mail.ruКоноваловА. В.KonovalovA. V.

Коновалов Алексей Владимирович, кафедра «ЭПС», ассистент

Konovalov Alexey Vladimirovich, Chair «Electric Rolling Stock», Assistant

alekseikonovalov2016@mail.ruКахаевС. А.KakhaevS. A.

Кахаев Семен Александрович, кафедра «ЭПС», ассистент

Kakhaev Semyon Alexandrovich, Chair «Electric Rolling Stock», Assistant

vip.kakhaev@mail.ruИркутский государственный университет путей сообщенияРоссияIrkutsk State Transport UniversityRussian Federation20243012202404109116Copyright © Портной А.Ю., Мельниченко О.В., Линьков А.О., Коновалов А.В., Кахаев С.А., 20242024Портной А.Ю., Мельниченко О.В., Линьков А.О., Коновалов А.В., Кахаев С.А.Portnoy A.Y., Melnichenko O.V., Lin'kov A.O., Konovalov A.V., Kakhaev S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sciworks.rgups.ru/jour/article/view/19

Методом конечных элементов рассмотрены механические напряжения, возникающие при собственных и вынужденных колебаниях остова тягового двигателя НБ-514 электровозов переменного тока в районе возникающей трещины между смотровым и вентиляционным окнами остова тягового двигателя НБ-514. Показано, что максимальные механические напряжения возникают в углах окон, и могут быть почти в 2 раза уменьшены при коррекции формы окон. Рассмотрена сеточная сходимость вычислений, не сильно влияющая на расчеты по уменьшению механических напряжений при коррекции формы окон. Полученные данные показывают возможность оптимизации конструкции с помощью высококачественных моделей – цифровых двойников.

The mechanical stresses arising at natural and forced vibrations of the frame of traction engine NB-514 of alternating current electric locomotives in the area of the emerging crack between the inspection and ventilation windows of the frame of traction engine NB-514 are considered by the finite element method. It is shown that the maximum mechanical stresses occur in the corners of the windows and can be almost 2 times reduced by correcting the shape of the windows. The grid convergence of calculations is considered, which does not strongly affect the calculations on reduction of mechanical stresses at window shape correction. The obtained data show the possibility of structural optimization with the help of high-quality models - digital twins.

тяговый двигатель НБ-514механические колебаниямеханические напряженияметод конечных элементовtraction motor NB-514mechanical vibrationsmechanical stressesfinite element methodReferencesРоссийская Федерация. Правительство. Об утверждении Стратегии развития транспортного машиностроения Российской Федерации на период до 2030 года и плана мероприятий по ее реализации: распоряжение Правительства Российской Федерации от 17.08.2017 № 1756-р. – Текст: непосредственный.Российская Федерация. Правительство. Об утверждении Стратегии развития транспортного машиностроения Российской Федерации на период до 2030 года и плана мероприятий по ее реализации: распоряжение Правительства Российской Федерации от 17.08.2017 № 1756-р. – Текст: непосредственный.ОАО «Российские железные дороги». Об утверждении стратегии научнотехнологического развития холдинга "РЖД" на период до 2025 года и на перспективу до 2030 года: распоряжение от 17 апреля 2018 года № 769/р (Белая книга).ОАО «Российские железные дороги». Об утверждении стратегии научнотехнологического развития холдинга "РЖД" на период до 2025 года и на перспективу до 2030 года: распоряжение от 17 апреля 2018 года № 769/р (Белая книга).Тушканов, Б. А., Пушкарев, Н. Г., Позднякова, Л. А. Электровоз ВЛ-85: руководство по эксплуатации. – М.: Маршрут, 1992. — 480 с.Тушканов, Б. А., Пушкарев, Н. Г., Позднякова, Л. А. Электровоз ВЛ-85: руководство по эксплуатации. – М.: Маршрут, 1992. — 480 с.Электровоз магистральный 2ЭС5К (3ЭС5К): руководство по эксплуатации / Новочеркасский электровозостроительный завод. – Новочеркасск, 2007. – Т. 1. – 635 с.; Т. 2. – 640 с.Электровоз магистральный 2ЭС5К (3ЭС5К): руководство по эксплуатации / Новочеркасский электровозостроительный завод. – Новочеркасск, 2007. – Т. 1. – 635 с.; Т. 2. – 640 с.Зенкевич, О. К. Метод конечных элементов в технике: Пер. с англ. / О. К. Зенкевич; под ред. Б. Е. Победри. – М.: Мир, 1975. – 541 с.: ил.; 22 см. – Библиогр.: с. 7–25, 28–29.Зенкевич, О. К. Метод конечных элементов в технике: Пер. с англ. / О. К. Зенкевич; под ред. Б. Е. Победри. – М.: Мир, 1975. – 541 с.: ил.; 22 см. – Библиогр.: с. 7–25, 28–29.Каменев, С. В. Основы метода конечных элементов в инженерных приложениях: учебное пособие. – Оренбург: ОГУ, 2019. – 110 с. 7. Рычков, С. П. Моделирование конструкций в среде Femap with NX Nastran. – М.: ДМК Пресс, 2013. – 784 с.: ил. ISBN 978-5-94074-638-6.Каменев, С. В. Основы метода конечных элементов в инженерных приложениях: учебное пособие. – Оренбург: ОГУ, 2019. – 110 с. 7. Рычков, С. П. Моделирование конструкций в среде Femap with NX Nastran. – М.: ДМК Пресс, 2013. – 784 с.: ил. ISBN 978-5-94074-638-6.Рудаков, К. Н. Геометрическое и конечно-элементное моделирование конструкций. – К.: КПИ, 2011. – 317 с., ил.Рудаков, К. Н. Геометрическое и конечно-элементное моделирование конструкций. – К.: КПИ, 2011. – 317 с., ил.Портной А. Ю., Мельниченко О. В., Селедцов К. П., Линьков А. О., Яговкин Д. А., Шрамко С. Г., Грузин Г. Г. О вибрации колесно-моторного блока вследствие взаимодействия колеса с рельсом и работы зубчатой передачи электровоза 3ЭС5К в условиях горно-перевального участка. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2020. Т. 24. № 3. С. 527–547. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-3-527-547Портной А. Ю., Мельниченко О. В., Селедцов К. П., Линьков А. О., Яговкин Д. А., Шрамко С. Г., Грузин Г. Г. О вибрации колесно-моторного блока вследствие взаимодействия колеса с рельсом и работы зубчатой передачи электровоза 3ЭС5К в условиях горно-перевального участка. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2020. Т. 24. № 3. С. 527–547. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-3-527-547

The authors declare that there are no conflicts of interest present.