Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе

Распространение внутренний трещины соответствует второй стадии микропроцесса усталостного разрушения, которая может составлять при циклическом нагружении металлоконструкции 80–90 % общего ее ресурса [3]. Таким образом, определяющим фактором для расчета долговечности таких металлоконструкций ГПМ является прежде всего скорость распространения внутренней трещины. При этом важно иметь в виду, что характер развития внутренней трещины в однородном основном металле и в зоне сварного соединения существенно отличается под влиянием технологических факторов, связанных с процессом сварки.

В общем случае закономерности роста усталостных трещин в однородном металле и в зоне сварных соединений отражает уравнение Пэриса, полученное на основе изучения закономерностей распространения усталостных трещин с позиций механики разрушения и установления на ее основе функциональной зависимости скорости роста трещины от размаха коэффициента интенсивности напряжения на ее вершине [4]. Скорость роста усталостной трещины при этом определяется выражением

где l – половина длины трещины; N – число циклов нагружения металлоконструкции, необходимое для ее развития от момента зарождения до выхода на поверхность шва; C и n – характеристики трещиностойкости материала; K1 = K1max – K1min – размах колебания коэффициента интенсивности напряжения.

Отличие характера развития внутренней усталостной трещины в основном металле и в зоне сварного соединения предопределяется тем, что характеристики материала C и n для сварных соединений имеют иные значения, чем для основного металла. Основным фактором, влияющим на процесс роста и распространения усталостных трещин в сварных соединениях, являются остаточные сварочные напряжения, которые существенно влияют на долговечность сварных соединений при циклическом их нагружении [5]. Теоретическими и экспериментальными исследованиями влияние остаточных напряжений на скорость роста усталостных трещин, зарождающихся от сквозных дефектов, установлено, что растягивающие остаточные напряжения интенсифицируют процесс развития усталостных трещин, а сжимающие его замедляют. Как правило, при первых циклах нагружения, т.е. до

111

околошовной зоны N , определим число циклов, Nc , необходимое для

страгивания трещины, зародившейся из внутренних дефектов как разницу N и Np .

Для вычислений величин Np , используя данные источника, опре-

деляем для металла шва с низким уровнем остаточных напряжений величины С = 0,27.10–11 и n = 4,3. Вычисления Np целесообразно осуще-

ствлять, применяя математический пакет прикладной программы MathCad; значение напряжений рекомендуется определять экспериментально, используя магнитный метод НК по коэрцитивной силе [5].

Исследования кинетики зарождения, образования и роста усталостных трещин в элементах металлоконструкций позволяют разработать приемлемую для практического использования в процессе эксплуатации отработавших нормативный срок службы грузоподъемных машин методику определения их технического состояния.

Список литературы

1.Иванов В.Н. Техническое диагностирование подъемно-транс- портных машин: учеб. пособие. – Харьков: Форт, 2009. – 272 с.

2.Троицкий В.А., Валевич М.И. Неразрушающий контроль сварных соединений. – М.: Машиностроение, 1988. – 112 с.

3.Труфяков В.И. Усталость сварных соединений. – Киев: Наук.

думка, 1973. – 215 с.

4.Пэрис П.С., Си Дж. Анализ напряженного состояния около трещин // Прикладныевопросывязкостиразрушения. – М.: Мир, 1968. – С. 64–142.

5.Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. – М.: Машиностроение, 1977. – 230 с.

Об авторах

Сероштан Владимир Иванович (Калуга, Россия) – кандидат тех-

нических наук, доцент, Калужский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана (248000, г. Калуга,

ул. Королева, 39; e-mail: swi77@yandex.ru).

Гаах Татьяна Владимировна (Калуга, Россия) – магистрант, ассистент, Калужский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана (248000, г. Калуга, ул. Королева, 39; e-mail: tatusha_g@mail.ru).

113

УДК 004.94

К ВОПРОСУ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО СКЛАДА

В.С. Тимченко

Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко РАН, Санкт-Петербург, Россия

Представлена имитационная модель распределительного склада, которая позволяет оценить достаточность его перерабатывающей способности в условиях обслуживания нескольких категорий транспортных средств, предназначенная для визуализации, анализа и поиска устойчивых параметров функционирования системы.

Ключевые слова: транспортная инфраструктура, имитационное моделирование, распределительный склад, тарно-штучные грузы, палетоместо, автопогрузчик, категории транспортных средств, перерабатывающие способность.

Имитационная модель [1–4] была построена в среде с использованием дискретно-событийного подхода, который позволил рассмотреть процесс выгрузки транспортных средств.

Если в процессе моделирования при заданных параметрах системы объем склада полностью заполняется, то моделирование завершается иделается вывод о невозможности освоения заданного грузопотока при заданных параметрах склада. Оператору имитационной модели при следующемэкспериментеследуетсделатьодноиздвухвозможныхдействий:

–увеличить максимальный объем склада;

–увеличить интервалы между прибытием автомобилей (не позволяет рассчитать максимальную перерабатывающую способность склада).

По мнению автора, наилучшим вариантом будет задание изначально завышенной емкости склада и выведение на временной график динамики его фактического заполнения, пиковое значение которого и будет характеризоватьмаксимальнуюперерабатывающуюспособностьсклада(рисунок).

Оператор модели анализирует работу склада при различных процентных соотношениях рассматриваемых категорий транспортных средств [5–7], а также предусматривает возможность увеличить их количество при несложной ее модификации. При наличии законов распределения интенсивности поступления транспортных средств имитационная модель позволяет не только оценить максимальную перерабатывающую

114

способность, но и достаточность инфраструктурных и технологических мероприятий по ее увеличению в случае необходимости увеличения перерабатывающей способности распределительного склада.

Рис. Количество занятых палето-мест

Модель позволяет проводить эксперименты и решать задачи различного уровня.

1.Решение о принятии на хранение дополнительного объема грузопотока (модель применяется как система поддержки принятия решения в оперативном режиме, используя в качестве исходных данных фактические значения заполнения склада и срока хранения грузов, время прибытия грузов, на хранение которых заключены договоры,

ипрогноз поступления потенциального грузопотока).

2.Решение о закупке дополнительного количества средств механизации (на основании заключенных долгосрочных договоров с увеличением объема перерабатываемого грузопотока постоянных клиентов).

3.Решение об увеличении полезного объема склада (стратегическая задача, требующая значительных капиталовложений) и относительно длительного срока реализации.

Модель позволяет рассмотреть работу склада, при различных процентных соотношениях рассматриваемых категорий транспортных средств, а также увеличить их количество при несложной ее модификации. При наличии законов распределения интенсивности поступления транспортных средств, имитационная модель позволяет не только оценить максимальную перерабатывающую способность, но и достаточность инфраструктурных и технологических мероприятий по ее увеличению в случае необходимости увеличения перерабатывающей способности распределительного склада.

115

С помощью имитационной модели можно рассчитать следующие основные показатели эффективности работы распределительного склада: коэффициент загрузки каналов; средняя длина очереди; среднее время ожидания обслуживания; вероятность ожидания обслуживания.

Список литературы

1.Тимченко В.С. Оценка достаточности перерабатывающей способности распределительного склада тарно-штучных грузов методом имитационного моделирования // Вестн. транспорта Поволжья. – 2015. – № 2. – С. 64–68.

2.Тимченко В.С. К вопросу применения имитационных моделей складских комплексов // Фундаментальные и прикладные исследования

втехнических науках в условиях перехода предприятий на импортозамещение: проблемы и пути решения. – СПб., 2015. – С. 172–173.

3.Тимченко В.С. Имитационная модель склада тарно-штучных грузов при обслуживании семи категорий автомобилей // Виртуальное моделирование, прототипирование и промышленный дизайн. – 2015. –

Т. 2. – С. 82–87.

4.Котенко А.Г., Ковалев К.Е., Тимченко В.С. Оценка достаточности перерабатывающей способности распределительного склада тарно-штуч- ных грузов при обслуживании семи категорий транспортных средств // Интеллектуальныесистемы на транспорте. – 2015. – № 5. – С. 135–144.

5.Галкина Ю.Е., Ковалев К.Е., Тимченко В.С. Оценка перерабатывающей способности грузового фронта методом имитационного моделирования // Вестн. транспорта Поволжья. – 2015. – № 1. – С. 54–58.

6.Тимченко В.С. Расчет пропускной способности двухпутного железнодорожного участка с учетом категорий грузовых поездов методом имитационного моделирования процессов перевозок // Науковедение:

интернет-журн. – 2015. – Т. 7, № 5. – URL: http: //naukovedenie.ru/ PDF/12TVN515.pdf (доступ свободный). DOI: 10.15862/12TVN515

7.Тимченко В.С. Имитационная модель автосервиса // Модерниза-

ция и научные исследования в транспортном комплексе. – 2015. –

№ 1. – С. 138–142.

Об авторе

Тимченко Вячеслав Сергеевич (Санкт-Петербург, Россия) – на-

учный сотрудник, Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко Российской академии наук (199178, г. Санкт-Петербург, 12-я линия ВО, 13; e-mail: tim4enko.via4eslav@mail.ru).

116

УДК 625.1

ОБОСНОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА БУФЕРНОГО ПАРКА В ПРИПОРТОВОМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ УЗЛЕ

В.С. Тимченко

Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко РАН, Санкт-Петербург, Россия

Представлено обоснование строительства буферного парка в припортовом железнодорожном узле. Парк необходим вследствие различной пропускной способности железнодорожных подходов, перерабатывающих способностей станций и терминалов, а также для устранения влияния неравномерности подхода поездов и морских судов.

Ключевые слова: припортовый железнодорожный узел, железнодорожные подходы, пропускная способность, «бросание» поездов, буферный парк, перегрузочные терминалы, перерабатывающая способность.

При движении грузовых поездов к морским портам возникает скопление железнодорожных составов на припортовых станциях и подходах к ним в ожидании подачи в порт, которое осложняет работу других станций и участков [1].

Рост экспортного грузопотока в существующих условиях отставания в развитии пропускной способности железнодорожных направлений и перерабатывающей способности технических станций влечет за собой задержки поездов и отставление их от движения («бросание»). В 2012 г. на подходах к морским портам ежесуточно простаивало

вожидании выгрузки 31,2 тыс. вагонов с экспортными грузами [2]. Количество поездов, отставленных от движения («брошенных»), возросло

вдва раза по сравнению с 2011 г.

Классификатор причин «бросания» составов поездов содержит 25 различных наименований, каждая из которых требует устранения1.

Уменьшить влияние этих факторов возможно строительством буферного парка у территории порта, что позволит в периоды превыше-

1 Об организации учета и составлении оперативной отчетности по временно отставленным от движения («брошенным») составам поездов: распоряжение ОАО

«РЖД» от 21.08.2008 г. № 1757р. 13 с.

117

ния норм суточного прибытия груженых вагонов в порт не бросать составы в пути следования, а размещать в этом парке до выгрузки [3].

Вданном случае буферный парк необходим вследствие различной пропускной способности железнодорожных подходов, перерабатывающей способности станций и терминалов, а также для устранения влияния неравномерности подхода поездов и морских судов.

Железнодорожное обслуживание морских портов осложняется неравномерностью прибытия морских судов, недостаточной перерабатывающей способностью перегрузочных терминалов портов и вместимостью складов, малым количеством приемо-отправочных путей на припортовых станциях. Поэтому задержки грузовых поездов, движущихся к морским портам, значительно выше, чем поездов других назначений.

При этом возникает скопление железнодорожных составов на припортовых станциях и подходах к ним в ожидании подачи в порт, которое серьезно осложняет работу других станций и участков.

Врезультате из-за сложностей с организацией ритмичной работы двух видов транспорта на подходах к морским портам появляется большое число «брошенных» поездов [4].

Потери ОАО «РЖД» от отставления поездов от движения складываются из следующих основных составляющих [5]:

1)отвлечение подвижного состава от перевозочной работы;

2)затраты ресурсов наотставление от движения и «подъем» поездов;

3)исключение станционных путей из процесса перевозок и ремонта инфраструктуры;

4)выплата пени за нарушение сроков доставки грузов. Суммарные затраты на отставление от движения и «подъем» поез-

да, в пути следования, за рассматриваемый период предлагается рассчитывать по авторской методике [6].

Уменьшение количества поездов, отставляемых от движения, возможно после строительства буферного парка на припортовой станции. Объем капитальных расходов на строительство парка составов из 10 путей полезной длиной 1050–1500 м на станции Лужская, по экспертным оценкам ОАО Ленгипротранс, в ценах 2012 г., составит 6,3 млрд руб.

Своевременная подача груженых составов из буферного парка на терминал к началу выгрузки сократит простои работников порта, обо-

118

рудования и судов. При достаточном количестве путей в буферном парке припортовой станции создаются условия для соблюдения договорных сроков доставки грузов.

При простоях вагонов на путях припортовой станции после договорной даты доставки груза, в соответствии с новым Уставом железных дорог и измененным Тарифным руководством № 22, ОАО «РЖД» будет получать плату за нахождение подвижного состава на путях общего пользования3.

Список литературы

1.Кокурин И.М., Катцын Д.В., Малыгин И.Г. Организация экспорта каменного угля на основе концентрации логистической цепи поставок // Наука и транспорт. Модернизация железнодорожного транспор-

та. – 2013. – № 2. – С. 15–17.

2.Дайте дорогу экономике [Электронный ресурс] // Эксперт он-

лайн. – URL: http: //expert.ru/expert/2012/25/dajte-dorogu-ekonomike/.

3.Железнов Д.В. Создание станций, специализированных для массового отстоя и подготовки вагонов, как основной путь повышения качества эксплуатационной работы полигонов в условиях обращения избыточного парка и ограничений пропускной способности // Вестн.

РГУПС. – 2012. – № 3. – С. 78–87.

4.Рецепты ускорения [Электронный ресурс] // Пульт управления. – URL: http: //www.pult.gudok.ru/archive/detail.php?ID = 917608.

5.Тимченко В.С. Буферный парк в припортовом железнодорожном узле // Логистика: современные тенденции развития (ГУМРФ): материалы XIV Междунар. науч.-практ. конф. – СПб., 2015. – С. 350–353.

2Правила применения ставок платы за пользование вагонами и контейнерами федерального железнодорожного транспорта (тарифное руководство № 2), утверждены постановлением Федеральной энергетической комиссии Российской Федерации от

19 июня 2002 г. №35/12, 17 с.

3Приказ ФСТ России «Об утверждении платы за нахождение на железнодорожных путях общего пользования подвижного состава и правил ее применения (Тарифное руководство), а также о внесении изменений и дополнений в Правила применения ставок платы за пользование вагонами и контейнерами федерального железнодорожного транспорта (Тарифное руководство №2), утвержденные постановлением Федеральной энергетической комиссии Российской Федерации от 19 июня 2002 года N 35/12» от

29.04.2015 № 127-т/1, 22 с.

119

6.Тимченко В.С. Методика обоснования строительства парка отстоя

вприпортовом железнодорожном узле // Вестн. транспорта Поволжья. – 2015. – № 4. – С. 44–49.

Об авторе

Тимченко Вячеслав Сергеевич (Санкт-Петербург, Россия) – на-

учный сотрудник, Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко Российской академии наук (199178, г. Санкт-Петербург, 12-я линия ВО, 13; e-mail: tim4enko.via4eslav@mail.ru).

120