Details

Выпускная квалификационная работа посвящена оценке прочности опоры контактной сети при воздействии ветровых нагрузок и гололёда. В работе создана трёхмерная модель опоры из холоднокатаных металлических швеллеров в CAD-системе КОМПАС-3D v23. Модель была экспортирована в формате .stp и импортирована в программу ANSYS WorkBench 2023 R1 для проведения конечно-элементного анализа. Проведена оценка сеточной сходимости модели, в результате которой оптимальным размером конечных элементов был выбран 10 мм. Выполнена серия статических расчётов для четырёх вариантов нагружения, включающих стандартные и предельные эксплуатационные нагрузки, действующие поперёк и вдоль железнодорожного пути. Результаты показали, что максимальные эквивалентные напряжения при стандартных нагрузках не превышают 55,8 МПа, что соответствует коэффициентам запаса прочности не менее 4,06. При предельных нагрузках напряжения достигают 91,35 МПа с запасом прочности не ниже 2,43. Усталостный расчёт опоры был выполнен, однако из-за аппаратных ограничений полученные результаты не были удовлетворительными. Таким образом, опора контактной сети соответствует требованиям нормативных документов по прочности и пригодна для эксплуатации в условиях воздействия экстремальных природных нагрузок.

This graduation thesis is dedicated to the strength assessment of a contact network support under the influence of wind loads and ice accretion. A 3D model of the support made from cold-rolled steel channels was created in the CAD system KOMPAS-3D v23. The model was exported in the .stp format and imported into ANSYS WorkBench 2023 R1 for finite element analysis. A mesh convergence study was performed, resulting in an optimal element size of 10 mm. A series of static analyses were carried out for four loading scenarios, including standard and ultimate operational loads acting both perpendicular and parallel to the railway track. The results showed that maximum equivalent stresses under standard loads did not exceed 55.8 MPa, corresponding to safety factors of at least 4.06. Under ultimate loads, stresses reached up to 91.35 MPa with a safety factor of no less than 2.43. Fatigue analysis was conducted, but due to hardware limitations, the obtained results were unsatisfactory. Thus, the contact network support meets the strength requirements of the regulatory documents and is suitable for operation under extreme natural load conditions.