Управление жизненным циклом тележки электропоездов серии ЭС тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Дуванов Даниил Вадимович

• Дуванов Даниил Вадимович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Дуванов Даниил Вадимович

ВВЕДЕНИЕ

1. РАЗРАБОТКА ЦИФРОВОГО ДВОЙНИКА ПЕРВОЙ СТУПЕНИ РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ ТЕЛЕЖКИ ЭЛЕКТРОПОЕЗДА

1. 1 Объект исследования

1.2 Расчетные нагрузки

1.3 Выводы по разделу

2 СТАТИЧЕСКОЕ И ДИНАМИЧЕСКОЕ НАГРУЖЕНИЕ ПРУЖИН БУКСОВОГО ПОДВЕШИВАНИЯ ТЕЛЕЖКИ ЭЛЕКТРОПОЕЗДА

2.1 Расчетные статические характеристики

2.2 Геометрические и динамические параметры

2.3 Выводы по разделу

3 АЛГОРИТМ РАСЧЕТА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПРУЖИН ПЕРВОЙ СТУПЕНИ ПОДВЕШИВАНИЯ

3.1 Расчетные схемы пружин буксового подвешивания

3.2 Верификация моделей пружин буксового подвешивания

3.3 Выводы по разделу

4. ВЫБОР И АПРОБАЦИЯ МЕТОДА СХЕМАТИЗАЦИИ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА НАГРУЖЕНИЯ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1. Анализ литературных источников схематизации случайных процессов

4.2. Апробация метода дождевого потока к расчету усталости объекта исследования

4.3 Выводы по разделу

5. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ РАМЫ ТЕЛЕЖКИ ЭЛЕКТРОПОЕЗДА СЕРИИ ЭС

5.1. Анализ конструкции несущих элементов тележки и расчетные нагрузки

5.2. Основные положения по безопасности железнодорожного транспорта

5.3. Конечно-элементная модель рамы, ее параметры и расчетные нагрузки

5.4. Верификация расчетной модели рамы тележки

5.5. Оценка сопротивления усталости рамы тележки

5.6 Выводы по разделу

6. СОЗДАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГОЛОВНОГО ВАГОНА ЭЛЕКТРОПОЕЗДА И ЕЕ ИСЛЕДОВАНИЕ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ НАТУРНЫХ И ВИРТУАЛЬНЫХ ДИНАМИКО-ПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ

6.1. Построение динамической модели вагона

6.2 Верификация динамической модели вагона

6.3 Выводы по разделу

7. МЕХАНИЗМ РАСЧЕТА СРОКА СЛУЖБЫ ИССЛЕДУЕМЫХ ОБЪЕКТОВ

И УПРАВЛЕНИЕ ИХ ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛОМ

7.1. Расчет срока службы пружин первой ступени подвешивания тележки электропоезда

7.2. Расчет срока службы рамы немоторной тележки электропоезда

7.3. Управление жизненным циклом некоторых стадий исследуемых объектов

7.4 Выводы по разделу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Управление жизненным циклом тележки электропоездов серии ЭС»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Согласно стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года, одними из основных направлений научных исследований в области железнодорожного транспорта являются:

- формирование нормативно-методической и статистической базы для управления жизненным циклом технических средств;

- модернизация подвижного состава с продлением эксплуатационного ресурса и улучшением технико-экономических характеристик.

ГОСТ 31538-2012 устанавливает общие требования к жизненному циклу, состоящему из следующих стадий: определение исходных требований, разработка, производство, эксплуатация, модернизация, утилизация [2]. При этом только одна стадия «эксплуатация» характеризуется временным параметром. В тоже время устанавливается, что процессы жизненного цикла железнодорожного подвижного состава, соответствующие техническим требованиям, должны обеспечиваться за счет определения показателей надежности железнодорожного подвижного состава и гарантийных обязательств изготовителя.

Продолжительность срока эксплуатации в соответствие с техническими заданиями на железнодорожную технику фиксирует: нормативный срок службы (для грузовых вагонов) и срок службы (для локомотивов, пассажирских вагонов, мото-рвагонного подвижного состава). ГОСТ не содержит конкретных положений или рекомендаций по расчету временных параметров объектов.

Временной фактор стадии «эксплуатация» в технических заданиях (ТЗ) указывается исходя из опыта эксплуатации предшествующих аналогов объектов и расчетных показателей надежности. ГОСТ Р 27.102-2021 предусматривает, что в зависимости от назначения железнодорожной техники и условий ее применения надежность может включать готовность, безотказность, ремонтопригодность, дол-

говечность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств. Долговечность (железнодорожной техники) - это свойство железнодорожной техники выполнять предусмотренные техническими требованиями функции до достижения предельного состояния при установленных в нормативной и (или) технической документации условиях применения и технического содержания [3].

Для моторвагонного подвижного состава (МВПС) предусмотрен расчет долговечности (ресурса) для несущих элементов металлоконструкции согласно пункту 8.3 ГОСТ 33796-2016 [4], который предусматривает расчет долговечности (ресурса) для базовых частей согласно блокам эксплуатационных напряжений уже эксплуатируемого подвижного состава в случае изменения нагруженности или продления срока службы. Это ограничивает его использование при разработке нового подвижного состава, поскольку отсутствует определение долговечности (ресурса) как для базовых, так и для небазовых частей подвижного состава.

В настоящее время нет четко сформулированных требований для определения срока службы элементов по данным реальных условий эксплуатации в отечественных нормативных документах. Исходя из этого, актуальной является задача создания методики определения временных параметров жизненного цикла стадии «эксплуатация» подвижного состава:

- по данным уже эксплуатируемого подвижного состава (предиктивное моделирование);

- на стадиях «разработка» и «модернизация»;

- оценить остаточный ресурс электропоезда в случаях изменений условий его эксплуатации и других возможных мероприятий, влияющих на срок службы.

Действия, связанные с оперированием и работой со всей информацией об изделии на стадиях жизненного цикла (разработка, производство, эксплуатация, модернизация) определяются как управление его жизненным циклом [5].

Степень разработанности темы.

Ключевой смысл жизненного цикла - обеспечение безопасности и надежности ходовых частей на каждом этапе, что минимизирует риски отказов и повышает долговечность подвижного состава.

Исследования в различных областях, таких как динамика подвижного состава, моделирование динамики подвижного состава, исследование остаточного ресурса и научные труды в изучении жизненного цикла подвижного состава, напрямую влияют на все этапы жизненного цикла конечного продукта.

Профессор Жуковский Е.Н. стал одним из первых отечественных исследователей, изучавших динамику движения железнодорожных вагонов, который считается основателем математического моделирования динамических процессов подвижного состава. В своих трудах Жуковский уделял особое внимание продольной динамике вагона, то есть взаимодействию инерционных сил и сил сопротивления движению. В рамках исследований он разработал первые математические модели, в которых подвижной состав изображался либо как упругий стержень с массой на конце, либо как система абсолютно упругих тел, соединённых упругими связями.

Развитие указанных методов продолжили Лазарян В. А. [6], Манашкин Л. А. и Блохин Е. П. [7], которые предложили более точные физические модели, учитывающие упругие дефекты и зазоры. Благодаря этим подходам стало возможно создавать расчетные схемы для моделирования продольной динамики поезда с учётом переходных режимов.

С дальнейшим развитием математического моделирования появились исследования, позволяющие анализировать колебания вагонов в пространстве. Значительный вклад в разработку теоретических основ моделирования динамики подвижного состава внесли Вершинский С. В., Данилов В. Н., Петров Г. И. и Хусидов В. Д., Филиппов В. Н. [8-15]. В их работах вагоны рассматриваются как системы физических тел с взаимодействующими связями, а расчёт колебаний ведётся через дифференциальные уравнения, основанные на общем вариационном принципе: сумма работ всех сил равна нулю при вариации координат траектории.

В результате исследований Вершинский С. В. предложил формулу для вычисления коэффициента схода вагона с рельсов, Петров Г. И. и Филиппов В. Н. применяли моделирование для анализа продольной динамики специализированных вагонов, а Хусидов В. Д. посвятил свои работы изучению колебательных процессов подвижного состава.

При моделировании систем «экипаж-путь» важным является сопоставление полученных результатов с данными натурных ходовых испытаний, что позволяет выбрать оптимальную модель пути и способ задания возмущений. В большинстве исследований для анализа колебаний применяются три основных модели пути: дискретная, континуальная и смешанная.

В числе работ, посвящённых определению параметров возмущений и их классификации, выделяются исследования Бурчака Г. П., Савоськина А. Н., Соколова С. И., Граписа О. П., Когана А. Я., Вериго М. Ф. [8-10, 16-21] и других. При математическом моделировании динамики подвижного состава возмущения разделяют на два типа: кинематические и силовые.

К кинематическим относятся геометрические неровности поверхности рельсов и колесных пар, а к силовым - изменения диссипативных, инерционных и упругих характеристик железнодорожного пути, а также колебания оборудования, установленного на подвижном составе.

С увеличением производительности вычислительной техники численные методы решения задач динамики получили широкое распространение. В работах профессора Д. Ю. Погорелова были сформулированы ключевые принципы моделирования динамики подвижного состава с применением прикладного программного обеспечения. Он предложил метод подсистем, который существенно облегчает и сокращает время разработки моделей.

Развитие методов моделирования и внедрение новых инструментов для анализа динамики подвижного состава позволили решать сложные технические задачи и проводить междисциплинарные исследования. Для таких целей создаются специализированные, проблемно-ориентированные модели, которые описывают поведение объекта в узкой области знаний, что позволяет решать конкретные задачи. При этом элементы модели, выходящие за рамки исследуемой области, представлены в упрощённом виде.

В исследованиях В. В. Кобищанова и Д. Я. Антипина динамика пассажирских вагонов изучается с помощью программного комплекса «Универсальный меха-

низм», что помогает определить нагрузку на узлы и составляющие подвижного состава в эксплуатации и оценить их долговечность. Аналогичные исследования грузовых вагонов проводились профессором А. Э. Павлюковым [22].

В работах Г. В. Михеева [23, 24, 45] рассмотрены вопросы моделирования динамики системы тел с учетом упругих свойств его элементов. Для исследования динамики системы тел с учетом упругости некоторых частей конструкции предложено использовать КЭ с пониженным порядком системы уравнений движения. Данный подход позволяет формировать гибридные подсистемы, позволяющие эффективно исследовать задачи, связанные с вибрациями кузова или рамы железнодорожного экипажа и др. Так, в работах Д. И. Гончарова [25-27] на основе гибридной модели автомотрисы учтено влияние работы силовой установки на нагружен-ность кузова.

Труды Болотина В.В. [28] являются фундаментальным исследованием, по-свящённым методам оценки и прогнозирования долговечности технических объектов. Автором системно рассмотрены теоретические основы износа, усталости и разрушения материалов, проанализированы современные на 1984 год подходы к вычислению ресурса машин и конструкций с учётом различных эксплуатационных факторов. Особое внимание уделено методам математического моделирования, статистической обработки данных и практическим рекомендациям по обеспечению надежности и безопасности машин в условиях длительной эксплуатации.

В области надёжности технических систем вклад в изложение фундаментальных понятий и методов внес Островский В.А. [29]. Ученым подробно рассмотрены вероятностные и статистические подходы к оценке надёжности, методы анализа отказов и сохранения работоспособности машин и сооружений. Особое внимание уделено современным моделям расчёта надёжности, методам оптимизации и проектирования надёжных систем с учётом условий эксплуатации.

Фундаментальным трудом в области прочностного расчёта машинных деталей являются труды Когаева В.П. [30]. В исследованиях систематизированы теоретические и практические подходы к определению несущей способности различных элементов машин с учётом реальных условий эксплуатации.

Ключевые тезисы, положенные в основу исследований:

- подробный анализ физических и механических факторов, влияющих на прочность деталей при различных видах нагружения;

- рассмотрение статических, динамических нагрузок, включая переменные и циклические воздействия;

- введение методов вероятностного подхода к расчёту прочности, что позволяет учитывать случайные колебания нагрузок и материалов;

- освещение вопросов учёта усталостной прочности, коррозионного воздействия и других факторов, влияющих на долговечность.

Теоретико-методологическая основа исследований в области управления жизненным циклом элементов тележек напрямую связана с вопросами динамико-прочностных характеристик ходовых частей подвижного состава.

Вопросами динамики подвижного состава и совершенствования ходовых частей занимались отечественные ученые Жуковский Н. Е., Лазарян В.А. [6], Блохин Е.П., Манашкин Л.А. [7], Вершинский С.В., Данилов В.Н., Хусидов В.Д. [8], Бурчак Г.П., Савоськин А.Н., Бондаренко Д.А. [31], Вериго М.Ф. [9-10], Ушкалов В.Ф. [1619], Волков П.В. [32], Соколов С.И. [33], Грапис О.П. [20], Коган А.Я. [21], Аниси-мова П.С. [34-36], Бороненко Ю.П. [37, 38], Вершинского С.В. [12, 13], В. Н. Филиппов [14-15] и др.

Исследования Погорелова Д.Ю. [39, 40], Кобищанова В.В. [41], Антипина Д.Я. [42-44], Михеева Г.В. [23], Юхневского А.А. [46], Скачкова А.Н., Коршунова С.Д., Самошкина С.Л., Василевского В.В. [47, 48], Гончарова Д.И. [49, 50], Павлю-кова А.Э [22], Беспалько С.В. [51] и др. посвящены динамике подвижного состава с помощью математического моделирования и практического программного обеспечения.

Исследования по рассматриваемой тематике имеют широкий спектр. В решение проблемы прогнозирования остаточного ресурса в машиностроении внесли вклад такие учёные, как Болотин В.В. [28], Островский В.А. [29], Садыхов Г.С. [52, 53], Серенсен С.В., Когаев В.П. [30] и др. Их труды позволили эффективно оценивать остаточный ресурс элементов конструкций.

Применительно к железнодорожному транспорту по исследуемому вопросу, большой вклад внесли Вологдина Л.Б. [54], Вучечич И.И., Деркач Б.А., Кочнов А.Д. [55], Ивашов В.А., Орлов М. В. [56], Коссов В.С., Оганьян Э.С [57], Костенко Н.А. [58], Лхамжавын Б. [59], Митюхин В.Б. [60], Устич П.А., Хаба И.И. [61] и др. Применительно к тяговому подвижному составу эта проблема рассматривалась Воробьевым А.А. [62], Горским A.B. [63, 64], Григорьевым П.С. [65], Савоськиным А.Н. [66-69] и др.

Направление исследования соответствует паспорту научной специальности 2.9.3. Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация, а именно пункту 2 в части «Управление жизненным циклом локомотивов, вагонов и технических средств систем электроснабжения».

Объектом исследования является моторвагонный подвижной состав.

Область исследования - оценка долговечности подвижного состава.

Цель и задачи. Цель настоящей работы заключается в разработке методик определения срока службы рессорного подвешивания, рамы немоторной тележки и алгоритма управления жизненным циклом тележки электропоездов серии ЭС.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Определить статические и динамические характеристики первой ступени рессорного подвешивания.

2. Создать цифровой аналог первой ступени рессорного подвешивания тележки электропоезда.

3. Разработать методику анализа напряженно-деформированного состояния пружин первой ступени рессорного подвешивания и рамы немоторной тележки с применением программных комплексов NX, ANSYS, UM, КОМПАС.

4. Создать блоки нагружения узлов тележки по результатам динамико-проч-ностных испытаний электропоездов и их моделирования в среде «Универсальный механизм».

5. Выбрать и апробировать метод схематизации случайного процесса нагружения пружин буксового подвешивания (замена реального процесса нагружения набором простых асимметричных циклов).

6. Разработать алгоритм моделирования усталостной долговечности исследуемых объектов в среде ANSYS nCode Design Life.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

- создание цифровых двойников первой ступени рессорного подвешивания и рамы тележки немоторного вагона;

- разработка методики анализа показателей долговечности первой ступени рессорного подвешивания и рамы тележки;

- создание динамической модели головного вагона электропоезда и ее исследовании на основе данных натурных и виртуальных динамико-прочностных испытаний;

- разработка методики определения срока службы немоторной тележки и блока управления их жизненным циклом на стадиях: разработка, эксплуатация, модернизация;

- разработка математической модели с использованием программного комплекса «Универсальный механизм» (UM) с применением методов моделирования динамики систем твердых тел для анализа воздействия динамических нагрузок на конструкцию при движении по пути с разными скоростными режимами.

Теоретическая и практическая значимость работы:

1. Предлагаемая методика позволяет определять срок службы элементов ходовых частей электропоездов на стадии технического проектирования и до утилизации железнодорожной продукции.

2. В результате проведенных исследований предложены теоретические решения по внедрению методики расчета срока службы базовых и небазовых частей подвижного состава, которые использованы в предприятии ООО «Уральские локомотивы» для оценки срока службы эксплуатируемых, проектируемых пассажирских электропоездов.

3. Выдвигаемая методика позволяет обосновывать экономическую составляющую контракта жизненного цикла в области оптимального срока службы подвижного состава при взаимодействии заказчика и исполнителя.

4. Выполненные исследования способствуют принятию решений по расчету жизненного цикла объекта по критерию Пальмгрена-Майнера (линейное суммирование повреждений).

Методология и методы исследования основываются на:

- применении метода конечных элементов при исследовании динамико-прочностных характеристик электропоезда;

- основе гипотезы линейного суммирования повреждений;

- результатах экспериментальных динамико-прочностных испытаний ходовой части электропоездов серии ЭС;

- разработке виртуальной модели головного вагона и моделировании движения по виртуальному пути для верификации проведенных испытаний;

- использовании метода stress-life (S-N)* при исследовании долговечности на основе уровней напряжений для рессорного подвешивания и рамы немоторной тележки;

- создании блок-схемы управления жизненным циклом тележки электропоезда на стадиях: разработка, эксплуатация, модернизация.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методические положения создания цифровых двойников рессорного подвешивания и рамы тележки электропоезда.

2. Результаты исследования моделей на основе данных натурных испытаний и виртуальных динамико-прочностных испытаний.

3. Динамическая модель головного вагона электропоезда серии ЭС.

4. Результаты верификации динамической модели головного вагона электропоезда.

5. Результаты расчета срока службы пружин рессорного подвешивания и рамы немоторной тележки.

* - Метод "stress-life" (S-N) - это инженерный метод прогнозирования усталостной долговечности материалов, применяемый для расчёта срока службы компонентов при циклической нагрузке. Он основан на построении кривых S-N (напряжение — количество циклов до разрушения), которые описывают зависимость между уровнем напряжения и числом циклов до усталостного разрушения.

6. Методология и блок-схема управления жизненным циклом исследуемых объектов.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационного исследования по расчету срока службы внедрены в ООО «Уральские локомотивы» при разработке электропоездов серии ЭС моделей ЭС104, ЭС105, ЭС105П.

Достоверность научных положений и выводов проведенных исследований подтверждается результатами экспериментов, соответствием результатов численного моделирования данным натурных экспериментов на электропоездах «Ласточка» (ЭС1, ЭС2Г, ЭС2ГП, ЭС1П) и «Финист» (ЭС104, ЭС105).

Обоснованность результатов диссертационного исследования достигается базированием на строго доказанных и корректно используемых выводах фундаментальных и прикладных наук, таких как теоретическая механика, метода напряжение-жизнь (stress-life), метод конечных элементов (МКЭ), на основе гипотезы линейного суммирования повреждений.

Апробация результатов исследования. Материалы диссертационной работы докладывались на:

- VI международном корпоративном форуме ТМК и Группы Синара «Горизонты» (12-25.10.2020 г., Верхняя Пышма);

- всероссийской научно-технической конференции «Транспорт Урала -2020» (17.11.2020 г., Екатеринбург);

- международной научно-практической конференции «Железнодорожный транспорт и технологии (RTT-2021)» (24.11.2021 г., Екатеринбург);

- XXI всероссийской научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» (19-20.05.2022 г., Москва);

- международной научно-практической конференции «Компьютерное моделирование в железнодорожном транспорте: динамика, прочность, износ» (4-6.10.2022 г., Брянск);

- всероссийской научно-технической конференции, проводимой на территории РФ «Транспорт Урала - 2022» (29-30.11.2021 г., Екатеринбург);

- совместном выездном заседании Союза «Объединение вагоностроителей» и Ассоциации «Объединение производителей железнодорожной техники» «Жизненный цикл пружин в процессе проектирования, производства и эксплуатации» (28.02.2023 г., Новоабзаково);

- региональной научно-практической конференции «Транспортные технологии, изменившие мир» (07.04.2023 г., 07.05.2024 г. Екатеринбург);

- всероссийской научно-практической конференции «Транспорт: логистика, строительство, эксплуатация, управление (ТЬС2М)» (18.05.2023 г., Екатеринбург);

- международной научно-практической конференции «Исследование и развитие рельсового и автомобильного транспорта» (RND RNAT-2024) (22-23.05.2024 г., Екатеринбург);

- всероссийской научно-практической конференции (с международным участием) «Железнодорожный транспорт и технологии ^ТТ - 2024)» (27-28.11.2024 г., Екатеринбург).

В целом материалы диссертационного исследования докладывались на заседании кафедры «Вагоны» 5 марта 2026 года.

Публикации. Основные положения научно-квалификационной работы опубликованы в 7 печатных работах, в том числе 4 статьи опубликованы в изданиях, входящих в «Перечень изданий, рекомендованных ВАК для публикации научных результатов диссертаций».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка использованных источников, состоящего из 112 наименований. Общий объем диссертации представлен на 126 страницах, содержит 50 рисунков и 6 таблиц.

1. РАЗРАБОТКА ЦИФРОВОГО ДВОЙНИКА ПЕРВОЙ СТУПЕНИ РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ ТЕЛЕЖКИ ЭЛЕКТРОПОЕЗДА

В России действует национальный стандарт ГОСТ Р 57700.37-2021 «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения». Он был утверждён Росстандартом 16 сентября 2021 года и вступил в силу 1 января 2022 года [112].

Этот стандарт стал первым в мире нормативно-техническим документом, который устанавливает определение, общие положения и требования к созданию и применению цифровых двойников изделий. Он разработан для изделий машиностроения и служит основой для разработки отраслевых стандартов с учётом специфики других отраслей промышленности.

Так ГОСТ Р 5770.37-2021 устанавливает следующие определения [112]:

- жизненный цикл (life cycle) - это совокупность явлений и процессов, повторяющаяся с периодичностью, определяемой временем существования типовой конструкции изделия от ее замысла до утилизации или конкретного экземпляра изделия от момента завершения его производства до утилизации;

- цифровой двойник изделия - это система, состоящая из цифровой модели изделия и двусторонних информационных связей с изделием (при наличии изделия) и (или) его составными частями*.

Для нашего случая мы остановились на следующем определении: цифровой двойник - это виртуальная интерактивная копия реального физического (в нашем случае) объекта. Оно созвучно с более конкретизирующим определением: цифровой двойник - это программный аналог физического устройства, моделирующий

* - Цифровой двойник разрабатывается и применяется на всех стадиях жизненного цикла изделия. 2 При создании и применении цифрового двойника изделия участникам процессов жизненного цикла (по ГОСТ Р 56135) рекомендуется применять программно-технологическую платформу цифровых двойников (см. 6.3).

внутренние процессы, технические характеристики и поведение реального объекта в условиях воздействия помех и окружающей среды*.

Цифровой двойник применяется на всех стадиях жизненного цикла изделия, включающих в себя разработку, изготовление и эксплуатацию. Уже на этапе эскизного проектирования с использованием программного обеспечения для системного/имитационного моделирования возможно создание вариаций системной модели разрабатываемого изделия для оценки и выбора наилучшего технического решения [70].

Далее, на этапе технического проектирования, полученная на предыдущем этапе модель может дорабатываться и уточняться при помощи более точных системных моделей элементов, которые могут быть получены на основе результатов многовариантных численных расчетов, сконвертированных в модели пониженного порядка - ROM**-модели.

Данная многофизичная точная системная модель позволяет учесть и оптимизировать взаимодействие всех элементов с учетом режимов работы и воздействия окружающей среды.

На этапе изготовления разработанная системная модель (которая на данном уровне может определяться как цифровой двойник изделия) помогает установить необходимые допуски и параметры точности производства. Это обеспечивает соблюдение заданных характеристик, безотказную работу изделия в течение всего срока службы, а также позволяет оперативно выявлять причины неисправностей в процессе тестирования.

* - ИИ: Цифровой двойник - это динамическая виртуальная копия физического объекта, процесса, системы или окружения, которая постоянно обновляется с помощью данных реального времени. Эта технология используется для мониторинга, анализа, прогнозирования и оптимизации работы реального аналога на протяжении всего его жизненного цикла, что помогает улучшить эффективность, предсказывать возможные проблемы и снижать затраты.

** - Модели сокращенного порядка (ЯСЫ-модели) - это компактные, автоматически создаваемые представления полноценных 3D моделей, предназначенные для системного моделирования (ANSYS CFX/Fluent).

При переходе к этапу эксплуатации изделия модель цифрового двойника может быть доработана и использована для реализации обратной связи с разработкой и изготовлением изделий, диагностикой и прогнозированием неисправностей, повышением эффективности работы, перекалибровкой, выявлением новых потребностей потребителя.

В конечном итоге цифровой двойник можно рассматривать в качестве виртуального прототипа реального объекта или процесса, который содержит все данные о нем, включая историю и информацию о текущем состоянии [71].

Стоимость изделия определяется стоимостью каждой фазы цикла: эскизный проект и детальная проработка; прототип и оценка; постановка на производство и полноценное производство. Если принять за единицу затрат стоимость эскизного проекта, то детальная проработка этой фазы составит десять единиц. Затраты на разработку прототипа и его оценку составят сто единиц. Постановка на производство потребует затраты в тысячу единиц, а полноценное производство - двадцать тысяч единиц. В таком случае, при традиционном проектировании, производстве и испытании первоначальные затраты увеличиваются в двадцать тысяч раз.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дуванов Даниил Вадимович, 2026 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года: [распоряжение Правительства Российской Федерации от 17 июня 2008 г. № 877-Р]. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/93585 (дата обращения: 20.09.2025).

2 ГОСТ 31538-2012. Цикл жизненный железнодорожного подвижного состава. Общие требования. - М.: Стандартформ, 2019. - 12 с.

3 ГОСТ Р 27.102-2021. Надежность в технике. Надежность объекта. Термины и определения. - М.: ФГБУ «РСТ», 2021. - 40 с.

4 ГОСТ 33796-2016. Моторвагонный подвижной состав. Требования к прочности и динамическим качествам. - М.: Стандартформ, 2016. - 39 с.

5 Управление жизненным циклом изделия (концепция PLM). URL: htt-ps://www.plm-ural.ru/resheniya/upravlenie-zhiznennym-ciklom-izdeliya-koncepciya-plm. (дата обращения 25.10.2024).

6 Лазарян В. А. Динамика транспортных средств. Избранные труды. -Киев: Наукова думка, 1985. - 528 с.

7 Блохин Е. П. Динамика поезда / Е. П. Блохин, Л. А. Манашкин. - М.: Транспорт, 1982. - 222 с.

8 Вершинский С. В. Динамика вагона: учебник для вузов железнодорожного транспорта / С. В. Вершинский, В. Н. Данилов, В. Д. Хусидов.; под ред. С. В. Вершинского. - М.: Транспорт, 1991. - 360 с.

9 Вериго М. Ф. Имитационное моделирование сил взаимодействия экипажа и пути / М. Ф. Вериго, Г. И. Петров, В. В. Хусидов // Бюллетень ОСЖД, Варшава, 1995. - №6. - С. 3-8.

10 Вериго М. Ф. Взаимодействие пути и подвижного состава в кривых малого радиуса и борьба с боковым износом рельсов и гребней колес / М. Ф. Вериго. - М.: Издание ПТКБ ЦП МПС РФ, 1997. - 207 с.

11 Ушкалов В. Ф. Случайные колебания механических систем при сухом и вязком трении / В. Ф. Ушкалов // Нагруженность, колебания и прочность сложных механических систем. - Киев: Наукова думка, 1977. - С. 16-23.

12 Вершинский, С. В. Продольная динамика вагонов в грузовых поездах // сборник научных трудов / С. В. Вершинский ; ВНИИЖТ. - Москва: Гос. трансп. ж.-д. изд-во, 1957. - 262 с.: ил. - (Труды ВНИИЖТ; вып. 143).

13 Вершинский C.B., Кочнов А.Д., Хусидов В.Д. // Выбор оптимального трения в рессорном подвешивании многоосных грузовых вагонов, Труды МИИТ, выпуск 283. Транспорт. - Москва - 1968.

14 В. Н. Данилов. О методах исследования динамики железнодорожных экипажей / В. П. Данилов, В. Д. Хусидов, В. Н. Филиппов, И. В. Козлов // Вестник ВНИИЖТ. - 1978. - № 2. - С. 12-14.

15 В. Н. Данилов. Исследование некоторых вопросов динамики восьмиос-ных вагонов с опиранием кузова на скользуны двухосных тележек / В. Н. Данилов, В. Д. Хусидов, В. Н. Филиппов, И. В. Козлов // Тр. МИИТа. 1976. - №539. - С. 2937.

16 Ушкалов В. Ф. Математическая модель случайных вертикальных возмущений рельсовых экипажей / В. Ф. Ушкалов, С. Ф. Редько, Л. П. Бояринцева // Вестник ВНИИЖТ. - 1986. - № 6. - С. 21-25.

17 Ушкалов В. Ф. Исследование колебаний железнодорожного экипажа, движущегося по деформируемому пути со случайными наровностями / В. Ф. Ушкалов, А. К. Шерстюк // Вестник ВНИИЖТ. - 1973. - №3. - С. 20-23.

18 Ушкалов В. Ф. Математическое моделирование колебаний рельсовых транспортных средств / В. Ф. Ушкалов, Л. М. Резников, В. С. Иккол и др.; под ред. В.Ф. Ушкалова. - Киев.: Наук. думка, 1989. - 240 с.

19 Ушкалов В. Ф. Статистическая динамика рельсовых экипажей / В. Ф. Ушкалов, Л. М. Резников, С. Ф. Редько. - Киев: Наукова Думка, 1982. - 360 с.

20 Грапис О. П. О статических характеристиках вертикальных возмущений от железнодорожного пути / О. П. Грапис, И. И. Балтер, А. М. Березовский, И. И. Вучетич, Х. Г. Халупович // Тр. ВНИИВ. - 1971. - вып.15. - С. 88-109.

21 Коган А. Я. Вертикальные динамические силы, действующие на путь /

A. Я. Коган // Тр. ВНИИЖТ. - 1969. - вып. 402. - 206 с.

22 Павлюков А. Э. Прогнозирование нагруженности ходовых частей грузовых вагонов повышенной грузоподъемности методами имитационного моделирования: автореф. дис. ... д-ра техн. наук: 05.22.07 / Александр Эдуардович Павлюков. - Екатеринбург, 2002. - 48 с.

23 Михеев Г. В. Компьютерное моделирование динамики систем абсолютно твердых и упругих тел, подверженных малым деформациям: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.22.07 / Михеев Геннадий Викторович. -Брянск, 2004.

- 153 с.

24 Дзюбан О. Л. Исследование динамических характеристик вагона дизель-поезда в программном комплексе «Универсальный механизм» с использованием конечно-элементной модели кузова / О. Л. Дзюбан, О. Ю. Ямандий, Р. Д. Лютак, Г.

B. Михеев // Компьютерное моделирование в железнодорожном транспорте: динамика, прочность, износ: III научно-технический семинар, г. Брянск, 6-7 апреля 2016 г.: сб.тез. / под ред. Д. Ю. Погорелова. - Брянск: БГТУ, 2016 - С. 24-26.

25 Гончаров Д. И. Исследование динамических характеристик самоходной автомотрисы методами математического моделирования / Д. И. Гончаров, В. В. Ко-бищанов, Д. Я. Антипин // Вестник Брянского государственного технического университета. - Брянск: БГТУ, 2014. - № 4. - С. 16-20.

26 Гончаров Д. И. Оценка динамической нагруженности несущих конструкций автомотрис: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.22.07 / Гончаров Дмитрий Игоревич. - Москва, 2006. - 146 с.

27 Гончаров Д. И. Анализ возможности повышения скоростей эксплуатации пассажирских тележек моделей 68-4071 и 68-4075 / В. В. Кобищанов, Д. Я. Антипин, Д. И. Гончаров, С. Ю. Овсянников // Проблемы и перспективы развития вагоностроения, Материалы II международной научнопрактической конференции.

- Брянск: БГТУ, 2005. - С. 34-36.

28 Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций / В.В. Болотин. - М.: Машиностроение, 1984. - 311 с.

29 Островский В.А. Теория надёжности: учеб. для вузов / В.А. Островский. - 2-е изд., испр. - М.: Высш. Шк., 2008. - 463 с.

30 Серенсен, С.В. Несущая способность и расчёты деталей машин на прочность / С.В. Серенсен, В.П. Когаев, Р.М. Шнейдерович. - М.: Машиностроение, 1975. - 488 с.

31 Савоськин А. Н., Бурчак Г. П., Бондаренко Д. А. Вероятностные методы в задачах динамики, прочности и безотказности рельсовых экипажей. - М.: Альянс, 2022. - 612 с.

32 Волков П. В. Вопросы улучшения динамики высокоскоростного подвижного состава // Проблемы динамики и прочности ж. -д. подвижного состава. -Днепропетровск, 1983. - С. 59-65.

33 Соколов С. И. Исследование динамики и прочности пассажирских вагонов / С. И. Соколов, В. В. Наварро, Г. Ф. Левенсон и др. - Москва: Машиностроение, 1976 - 223 с.

34 Анисимов П.С. Демпфирование колебаний вагона на рессорах силами сухового трения и его роль в воздействии грузовых вагонов на путь: диссертация ... кандидата технических наук: 05.00.00. - Москва, 1966. - 246 с.: ил.

35 Анисимов П.С. Демпфирующая способность гасителя колебаний грузовых вагонов // Вестник ВНИИЖТ. 1966. - № 8. - С. 25-29.

36 Анисимов П.С. К вопросу улучшения динамических качеств тележки ЦНИИ-ХЗ-О // Вопросы проектирования и ремонта большегрузных вагонов: Межвуз. сб. науч. тр. / Под общ. ред. В.Н. Котуранова. МИИТ. - Москва., 1981. -вып. 679. - С. 26-41.

37 Разработка компьютерных моделей и предварительная оценка основных параметров тележки по критерию динамических качеств: Отчет о НИР (заключ.)/ МПС РФ НВЦ «Вагоны»; руководитель Ю.П. Бороненко, - СПб, 2002. - 121с.

38 Разработка технических требований на тележку нового поколения для оао «азов» с осевой нагрузкой 25 т для скоростей движения до 120 км/ч: Отчет о НИР (заключ.)/ МПС РФ НВЦ «Вагоны»; руководитель Ю.П. Бороненко, - СПб, 2001. - 197 с.

39 Погорелов, Д. Ю. Введение в моделирование динамики систем тел: монография. - Брянск: БГТУ. - 1997. - 156 с.

40 Погорелов Д. Ю. Совершенствование динамических качеств подвижного состава железных дорог средствами компьютерного моделирования / Г. С. Михальченко, Д. Ю. Погорелов, В. А. Симонов // Тяжелое машиностроение. - 2003.

- С. 2-6.

41 Кобищанов В. В. Оценка динамической нагруженности отечественных пассажирских вагонов при аварийных соударениях поездов с препятствиями / В. В. Кобищанов, Д. Я. Антипин, С. Г. Шорохов // Технологическое обеспечение ремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава: материалы третьей всероссийской научно-технической конференции с международным участием в трех частях. Часть 2. - Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2015. - С. 50-56.

42 Антипин Д. Я. Оценка влияния вибраций кузова железнодорожного транспорта на пассажиров / Д. Я. Антипин, Е. В. Лукашова // Проблемы и перспективы развития России: молодежный взгляд в будущее: сборник научных статей 3-й Всероссийской научной конференции, Курск, 15-16 октября 2020 года. Том 4. -Курск: Юго-Западный государственный университет, 2020. - С. 116-118.

43 Антипин Д. Я. Совершенствование методики оценки вибрационной нагруженности кузова пассажирского вагона / Д. Я. Антипин, Е. В. Лукашова, А. П. Болдырев, Ф. Ю. Лозбинев // Транспортное машиностроение. - 2023. - №2 4 (16).

- С. 39-46. - 001 10.30987/2782-5957-2023-4-39-46. - EDN ЛМЮА.

44 Антипин Д. Я. Прогнозирование усталостной долговечности и живучести сварных несущих конструкций пассажирских вагонов с учетом их нагруженно-сти при движении: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.22.07 / Антипин Дмитрий Яковлевич - Брянск, 2004. - 165 с.

45 Михеев, Г. В. Моделирование динамики монорельсового транспорта с учетом упругости пути / Г. В. Михеев, А. Н. Родиков, Е. А. Круговова // Компью-

терное моделирование в железнодорожном транспорте: динамика, прочность, износ: Сборник тезисов, Брянск, 03-04 апреля 2018 года. - Брянск: Брянский государственный технический университет, 2018. - С. 54-56. - БЭК БЖБЬБ.

46 Юхневский А. А. Оценка прочности кузова пассажирского вагона / А. А. Юхневский, В. В. Кобищанов // тез. докл. 53-й науч. конф. проф. препод, состава БГТУ. Брянск, 1996. - ч.1. - С. 38.

47 Скачков А. Н. Определение параметров изгибных колебаний кузовов вагонов и оценка ходовых динамических и эксплуатационных показателей электропоезда нового поколения / А. Н. Скачков, С. Л. Самошкин, С. Д. Коршунов, П. С. Ломаков, А. С. Жуков // Вестник РГУПС, 2018. - №2 4 (72). - С. 78-87.

48 Скачков А. Н. Разработка основополагающих принципов экспериментального метода определения изгибной жесткости кузовов цельнометаллических вагонов / А. Н. Скачков, С. Л. Самошкин, С. Д. Коршунов, А. С. Жуков, Д. А. Никифоров // Тяжелое машиностроение, 2018. - №2 10. - С. 32-38.

49 Гончаров Д. И. Исследование динамических характеристик самоходной автомотрисы методами математического моделирования / Д. И. Гончаров, В. В. Кобищанов, Д. Я. Антипин // Вестник Брянского государственного технического университета. - Брянск: БГТУ, 2014. - № 4. - С. 16-20.

50 Гончаров Д. И. Оценка динамической нагруженности несущих конструкций автомотрис: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.22.07 / Гончаров Дмитрий Игоревич. - Москва, 2006. - 146 с.

51 Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2024688607 Российская Федерация. Программа оценки эффективности использования пассажирских вагонов на основе мониторинга и статистической обработки данных эксплуатации: № 2024686940: заявл. 06.11.2024: опубл. 28.11.2024 / Шинкарук

A.С., Беспалько С.В., Иванов А.А.

52 Садыхов Г.С. Математическая модель исследования дискретного ресурса изделий, работающих в циклических режимах эксплуатации / Г.С. Садыхов,

B.П. Савченко, А.А. Артюхов // Наукоемкие технологии. - 2016. - №1. - С. 19-25. 67.

53 Садыхов Г.С. Основы оценок остаточного ресурса изделий. / Г.С. Сады-хов, В.П. Савченко, О.В. Елисеева // Естественные науки. - 2011. - №2 SPEC. - C.83-99. 68.

54 Вологдина Л.Б. Совершенствование системы обеспечения безопасной эксплуатации грузовых вагонов на основе новых информационных технологий: дис. ... канд. техн. наук: 05.22.07 / Вологдина Людмила Борисовна. - М., 2004. -190 с.

55 Вучечич И.И. Оценка остаточного ресурса грузовых вагонов железных дорог / И.И. Вучечич, Б.А. Деркач, А.Д. Кочнов. // Вестник ВНИИЖТа. - 2008. -№2. - С. 14-18.

56 Ивашов В.А. Основы технического обслуживания вагонов: учеб. пособ. / В.А. Ивашов, М.В. Орлов. - Екатеринбург: 1995. - 82 с.

57 Коссов В.С. Расчётно-эксперемнтальная оценка ресурса грузовых вагонов / В.С. Коссов, Э.С. Оганьян // Техника железных дорог. - 2014. - №1. - С. 25-27.

58 Костенко Н.А. Особенности разрушения и расчёт надёжности литых деталей грузовых вагонов, работающих в режиме случайных нагрузок, с учётом влияния низких температур и циклического повреждения: дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.01 / Костенко Нина Алексеевна. - М., 1979. - 131 с.

59 Лхамжавын Б. Разработка и обоснование сроков службы и системы технического обслуживания и ремонта грузовых вагонов (На примере полувагонов Улан-Баторской железной дороги): автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.22.07 / Лхамжавын Болд. - М., 2008. - 24 с.

60 Митюхин, В.Б. Повышение эффективности вагонного хозяйства на основе использования новых информационных технологий: дис. ... канд. техн. наук: 05.22.07 / Митюхин Виталий Борисович. - М., 2002. - 131 с.

61 Устич П.А. Вагонное хозяйство: учеб. для вузов ж.-д. трансп. / П.А. Устич, И.И. Хаба, В.А. Ивашов; [ под ред. П.А. Устича ]. - М.: Маршрут, 2003. -560 с.

62 Воробьев А.А. Оценка ресурса оборудования ТПС / А.А. Воробьев, А.В. Скребков // Мир транспорта. - 2012. - №5. - С. 15-18.

63 Горский A.B. Оптимизация системы ремонта локомотивов / A.B. Горский, A.A. Воробьев. - М.: Транспорт, 1994, - 210 с.

64 Горский А.В. Надёжность электроподвижного состава / А.В. Горский, А.А. Воробьев. - М.: Маршрут, 2005. - 303 с.

65 Григорьев П.С. Прогнозирование остаточного ресурса рам промышленных тепловозов: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.22.07 / Григорьев Павел Сергеевич. - М., 2016. - 24 с.

66 Савоськин А.Н. Надёжность деталей при постепенных отказах, вызванных накоплением усталостных повреждений / А. Н. Савоськин, Е. В. Сердобинцев // Надёжность и контроль качества. - 1986. - №11. - С. 13-19.

67 Савоськин А.Н. Надёжность несущих деталей подвижного состава при усталостных повреждениях / А.Н. Савоськин, Е.В. Сердобинцев // Вестник ВНИИЖТ. - 1984. - № 7. - С. 33-36.

68 Савоськин А.Н. Прогнозирование надёжности несущих деталей при внезапных отказах / А.Н. Савоськин, В.В. Франц // Проблемы прочности, - 1984. - №26. - С. 103-107.

69 Савоськин А.Н. Прочность и безотказность подвижного состава железных дорог / А. Н. Савоськин [и др.]. - М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.

70 Цифровой двойник. - URL: https://www.cadfem-cis.ru/service/digital-twin/#:~:text_(дата обращения 10.12.2020).

71 Смольянинов А. В. О разработке методики цифрового двойника тележки электропоезда «Ласточка» и оценка напряженно-деформированного состояния пружин первой ступени / А. В. Смольянинов, Д. В. Дуванов, К. М. Колясов, И. А. Добычин // Инновационный транспорт. 2021. № 1 (39). С. 37-44. DOI: 10.20291/2311-164X2021-1-37-41. ISSN 2311-164X.

72 Кокорев Д.С., Цифровые двойники: понятие, типы и преимущества для бизнеса /Д.С. Кокорев, А.А. Юрин// «Colloquium-journal» №10(34), 2019 /TECHNICAL SCIENCE. С. 31-35.

73 В. Циглер, Р. Манглер (W. Zigler, R. Mangler), компания Siemens. Desire RUS - перспективный пригородный электропоезд. Железные дороги мира. -2012, №4. С.44-51.

74 Вершинский С. В. и др. Расчет вагонов на прочность / под ред. Л. А. Шадура. - М.: Машиностроение, 1971. - 432 с.

75 Левин, А. Б. Оценка демпфирующих свойств буксового подвешивания многоосных тележек грузовых вагонов / А.Б. Левин, А. Э. Павлюков, А.В. Смоль-янинов // Транспорт Урала - 2014. - № 2 (41). - С. 27-32.

76 Левин, А. Б. Проектирование билинейного рессорного подвешивания тележек грузовых вагонов / А.Б. Левин, А.В. Смольянинов,А.Э. Павлюков // Транспорт Урала. - 2015. - № 1 (44). - С. 57-61.

77 Нормы расчета и проектирования грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм РФ. Миронов И.Н, Барбарич С.С. - М.: ФГУП ВНИИЖТ - ФГУП Гос-НИИВ, 2004. - 213 с.

78 Сорокин, В.Г. Марочник сталей и сплавов; М, «Машиностроение», 1989. - 322 с.

79 ГОСТ 1452-2011. Пружины цилиндрические винтовые тележек и ударно-тяговых приборов подвижного состава железных дорог. - М.: Стандартин-форм, 2011. - 20 с.

80 Технические характеристики электропоезда Ласточка. - URL: https://ru.wikipedia. (дата обращения: 12.02.2022).

81 Смольянинов А. В. Статическая и динамическая нагруженность пружин буксового подвешивания тележки электропоезда ЭС2Г / А. В. Смольянинов, К. М. Колясов, Д. В. Дуванов // Транспорт урала. - 2022. - № 4 (75) С. 28 - 32.

82 Орлова А. М. Определение механических свойств стали пружин рессорного подвешивания тележек грузовых вагонов / А. М. Орлова, Е. А. Рудакова, А. В. Гусев // Известия ПГУПС. - 2016. - № 3. - С. 370-376. — ISSN 1815-588Х.

83 ГОСТ 32208-2013. Пружины рессорного подвешивания железнодорожного подвижного состава. Метод испытаний на циклическую долговечность. Москва: Стандартинформ, 2014. 12 с.

84 Смольянинов А. В. К вопросу определения жизненного цикла пружин тележки электропоезда ЭС2Г / А. В. Смольянинов, Д. В. Дуванов, К. М. Колясов, // Инновационный транспорт. - 2022. - № 1 (43). - С. 43 - 49.

85 ГОСТ 25.101-83. Расчеты и испытания на прочность. Методы схематизации случайных процессов нагружения элементов машин и конструкций и статистического представления результатов. - М.: Издательство стандартов. 1983.- 21с.

86 ГОСТ 23207-78. Сопротивление усталости. Основные термины, определения и обозначения. - М.: Издательство стандартов. 1978.- 50 с.

87 Почтенный, Е.К. Анализ методов схематизации случайного нагружения / Е.К.Почтенный, П.П. Капуста // Современные методы проектирования машин. Т.1 Перспективные направления создания машин. - Мн.: - 2004. - С.130 - 138.

88 Федорченко, Д.Г. Методы схематизации эксплуатационного цикла изменения напряжений системой элементарных циклов / Д.Г. Федорченко, Д.К. Новиков // Известия Самарского научного центра РАН. - 2013. т. 15, №6, - С. 267-271.

89 Цейтлин, В.И. Оценка долговечности деталей при совместном действии повторно статического и вибрационного нагружения / В.И. Цейтлин, Д.Г. Федорченко // Проблемы прочности, №1. - 1980. - С. 14-17.

90 Вронский Г. В. Модифицированный метод полных циклов и схематизация многомерных процессов нагружения // Ученые записки ЦАГИ. - 2004. Том 35. - № 1-2. - С. 97-109. ISSN 0321-3439.

91 Осипов, Д.Н. Схематизация процесса эксплуатационного нагружения «обшивка-стрингер» вертолета МИ-26Т для усталостных испытаний со случайным нагружением / Д.Н. Осипов, Сердобольская М.Л., Шапкин В.С. // Научный вестник МГТУ ГА, серия Аэромеханика, прочность, поддержание летной годности, № 153, 2009. - С. 83-91.

92 Стрижиус, В.Е. Методика расчетов на усталость элементов авиационных конструкций с использованием рейтингов усталости / В.Е. Стрижиус // Научный вестник МГТУ ГА. Серия Аэромеханика и прочность, поддержание летной годности ВС, № 130. -2008. - С.47-58.

93 Стрижиус В.Е. Методы расчета усталостной долговечности элементов авиаконструкций: справочное пособие. - М.: Машиностроение, 2012, - 272 с.

94 Сенько, В.И. Методические основы определения коэффициента запаса сопротивления усталости при натурных испытаниях подвижного состава / В.И. Сенько, С.В. Макеев, В.В. Комиссаров // Наука - образование - производство: Опыт и перспективы развития. Т. 1. - Екатеринбург, - 2018. - С.201-212.

95 Якушев, А. В. Теория о деградации механических свойств литых сталей класса 20Л // Транспорт Урала. - 2022. - № 1 (72). - С. 18-23. ISSN 1815-9400.

96 Плоткин В.С. К вопросу совершенствования методик оценки прочности литых деталей тележек грузовых вагонов при их проектировании и испытаниях для цели подтверждения соответствия / В.С. Плоткин, А.М. Краснобаев, О.А. Краснобаев // Вестник ВНИИЖТ, № 6. - 2014, - С.33 - 37. ISSN 2223-9731.

97 Груздев, А.С. Применение метода падающего дождя при расчёте долговечности элементов несущей системы транспортного средства / А. С. Груздев, В. С. Надеждин, Ф. А. Фараджев, П. А. Красавин // Журнал автомобильных инженеров, № 1(96). - 2016, - С. 24 -26.

98 Агошков, О.Г. Инженерная оценка циклической долговечности элементов технических систем / О.Г. Агошков, В.С.Цепелев, Ю.А. Петренко // Технико-технологические проблемы сервиса, № 1(11). - 2010. - С. 54-57.

99 Rainflow Counting - an overview | ScienceDirect Topics/ URL: https://www.sciencedirect. com/topics/engineering/rainflow-counting) (дата обращения: 12.10.2023).

100 Rainflow Counting - Community/ URL: https://community.sw.siemens.com (дата обращения: 12.10.2023).

101 ASTM E1049-1985 Standard Practices For Cycle Counting in ... URL: https://www.scribd. com > doc (дата обращения: 12.10.2023).

102 Rainflow counts for fatigue analysis - MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/ (дата обращения: 12.10.2023).

103 Смольянинов А. В. Выбор и проверка метода схематизации случайного процесса нагружения пружин буксового подвешивания / Смольянинов А. В., Дуванов Д. В., Колясов К. М. // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. - 2024. - 1 (61). - С. 69-79. ISSN 2079-0392.

104 Смольянинов, А.В. Механизм расчета срока службы пружин первой ступени подвешивания тележки электропоезда «Ласточка» / А.В. Смольянинов, Д.В. Дуванов, М.В. Жуйков, К.М. Колясов // Инновационный транспорт. 2024. № 3 (53). С. 35-40.

105 Технический регламент Таможенного Союза ТР ТС 001/2011. О безопасности железнодорожного подвижного состава. - URL: https://www.novotest.ru/trts/001-2011.

106 П. С. Гончаров. NX Advanced Simulation. Инженерный анализ / П. С. Гончаров, И. А. Артамонов, Т. Ф. Халитов, С. В. Денисихин, Д. Е. Сотник. -М.: ДМК Пресс. - 2012. - 504 с.

107 Смольянинов, А.В. Разработка математической модели моторвагонного подвижного состава для исследования долговечности элементов / А.В. Смольянинов, Д.В. Дуванов, К.М. Колясов // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2025. № 2 (66). С. 41-51.

108 «Универсальный механизм 9.0». Руководство пользователя. URL: http://www.umlab.ru/pages/index.php?id=3 (дата обращения 10.03.2025).

109 Погорелов Д. Ю. Программа ввода данных UM. Руководство пользователя / Д. Ю. Погорелов. - Брянск, 2021, - С. 298.

110 ANSYS nCode DesignLife. - URL: https://cae-expert.ru/product/ansys-ncode-designlife. (дата обращения 30.05.2024).

111 Сталь марки 60С2ХА. - URL: https://hotsteel.by/material/stal-marki-60s2hfa/. (дата обращения 30.05.2024).

112 ГОСТ Р 57700.37-2021. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения. Москва: Российский институт стандартизации, 2021. 15 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ДОКУМЕНТЫ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

локомотивы

0КЩЕС1UO С ОГРАНИЧЕННОМ

ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ «Уральские локомотивы» (ООО «Уральские локомотивы»)

/Нач ал ы i и к Де п артам е нта конструкторских разработок

УТВЕРЖДАЮ

Пиркоипи ул., л. J6, I. Перший Пышна, Снерл.1»искан о(1.lar п., 62409J I слсфип (J4J68) 97-4-71, (J4J) J79-4I-40

И ис й

K-ranll: miilleiulkni.ru ОКНО (.677UJI4, OI 1*II 11066060(10924 llllll/K'llll 66060JJ929/7fl$0500UI

ACJfr №

« »

Л.Э. Лимонов 2026

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы

Настоящим актом подтверждаю, что результаты диссертационной работы Дуванова Даниила Вадимовича на тему «Управление жизненным циклом тележки электропоездов серий ЭС» использованы в ООО «Уральских локомотивах» при выполнении проектных расчетов по оценке срока службы электропоездов ЭС104, ЭС105, ЭС105П.

Элементы математических моделей и подходы к моделированию, разработанные Дувановым Д.В., использовались при создании динамических моделей модификаций электропоездов серии ЭС в программном комплексе «Универсальный механизм» и расчетных моделей в программном комплексе «АЫБУЗ пСос1е Реэ^пШе».

Методика расчета срока службы базовых частей подвижного состава и ходовых частей тележек позволяет обосновывать экономическую составляющую контракта жизненного цикла в области оптимального срока службы подвижного состава между заказчиком и исполнителем.

Таким образом, результаты диссертационной работы позволили оценить влияние конструкторских решений на показатели долговечности электропоездов ЭС104, ЭС105, ЭС105П и подтвердить соответствие требованиям ГОСТ Р 55434-2013 «Электропоезда. Общие технические требования», ГОСТ 33796-2016 «Моторвагонный подвижной состав. Требования к прочности и динамическим качествам».

Начальник управления проектирования механических систем

Заместитель начальника департамента

по управлению персоналом

Е.М. Орлова

Интегрированная система менеджмента'^^. <$Об',«Уральсхие локомотивы сертифицирована на соответствие требованиям международных стандарто! 1вО 9001. (ЭОЯБ 22163, ЮО 14001 и 1ЭО 45001

^ОПЖГ