Registration Number
0826U001744, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
24-07-2026
popup.evolution
.
Title
Extending the service life of freight car components through the use of multifunctional coatings.
Author
Oleksandr Kozynka,
popup.head Oleksii Fomin
popup.opponent Leontii Muradian
popup.opponent Vasyl Ravlyuk
popup.review Oleksandr M. Horobchenko
popup.review Volodymyr Tverdomed
popup.rada
National Transport University
Description
В дисертацiйнiй роботi вирiшено актуальне та важливе наукове завдання – наукове обґрунтування збiльшення строку служби складових вантажних вагонiв шляхом використання мультифункцiональних покриттiв. Що у кiнцевому результатi дозволить збiльшити термiни експлуатацiї вантажних вагонiв та покращити безпеку залiзничних перевезень, а також досягти значного економiчного ефекту за рахунок зниження витрат на ремонти, обслуговування та використання їх конструкцiй.
Наукова новизна отриманих результатiв роботи полягає у вирiшеннi наукового завдання – збiльшення строку служби складових вантажних вагонiв шляхом використання iнновацiйних мультифункцiональних (покращують конструктивну мiцнiсть, характеризуються антивiбрацiйними (поглинають шкiдливi вiбрацiї) та антикорозiйними (забезпечують надiйний антикорозiйний захист) властивостями) покриттiв.
У вступi обґрунтовано актуальнiсть теми дисертацiйної роботи, сформульовано мету i завдання дослiдження, їх зв’язок з науковими програмами, вказано методи дослiджень, достовiрнiсть отриманих результатiв, визначено наукову новизну дисертацiї, практичне значення та особистий внесок автора, наведено даннi про апробацiю результатiв роботи i публiкацiї.
У першому розділі проведено комплексний аналіз чинників, що визначають строк служби складових вантажних вагонів в умовах інтенсивної експлуатації та обмежень, пов’язаних із використанням традиційних конструкційних матеріалів і захисних покриттів. Встановлено, що тривалість експлуатації вагонів значною мірою залежить від поєднаного впливу механічних навантажень, корозійних процесів, кліматичних факторів та якості обслуговування рухомого складу.
Спираючись на досвiд українських та свiтових вчених, провiдних наукових органiзацiй зроблено висновок, що нажаль не було приділено дастатньої уваги вирішенню наукового завдання з застасуванням мультифункціональних покриттів для подовження строку служби складових вантажних вагонів.
У другому розділі проведене дослідження показало, що застосування сучасних матеріалів – поліуретанів, композитів, алюмінієвих сплавів – та високоефективних захисних покриттів значно підвищує довговічність і надійність несучих конструкцій вантажних вагонів. Використання рідкої поліуретанової гуми як демпфуючого шару ефективно знижує вібрації й динамічні навантаження, подовжуючи ресурс конструкцій у 2–3 рази. Інноваційні матеріали та покриття формують основу для створення нового покоління вагонів із покращеними експлуатаційними характеристиками, відповідними сучасним вимогам безпеки, енергоефективності та стійкості.
У третьому розділі математичне моделювання та техніко-економічний аналіз підтверджують, що поліуретанові покриття є ефективним, економічно вигідним і екологічно стійким рішенням для підвищення довговічності вантажних вагонів. З економічної точки зору, застосування поліуретанової рідкої гуми дозволяє знизити сукупні витрати на технічне обслуговування на 40–60% протягом життєвого циклу вагона, підвищуючи при цьому ресурс конструкцій на 20–30%. Крім технічних переваг, впровадження поліуретанових систем має вагомий екологічний і соціальний ефект – зменшує рівень шуму, підвищує комфорт і безпеку експлуатації, а також скорочує обсяг відходів за рахунок рідшої заміни матеріалів.
У четвертому розділі проведено комп’ютерні симуляції та експериментальні дослідження ефективності мультифункціональних покриттів для підвищення строку служби складових вантажних вагонів. Результати комп’ютерного моделювання та FEM-аналізу підтвердили, що застосування таких покриттів зменшує рівень напружень у конструктивних елементах, уповільнює утворення мікротріщин і підвищує стійкість до корозійно-механічного зношування. Зниження концентрації напружень зі зміцнювальним покриттям товщиною шару 4 мм зменшуються в сталі на 27,38 % від 247,80 МПа. Інтеграція чисельного моделювання показало зменшення напружень на 27,70 % від 247,80 МПа та експериментальних випробувань вперше була використана для оцінки ефективності покриттів.
Отже, результати досліджень доводять, що впровадження мультифункціональних покриттів є ефективним засобом продовження ресурсу вантажних вагонів та підвищення їх надійності під час експлуатації.
Ключовi слова: залiзничний транспорт, рухомий склад, вантажні вагони, прогназування терміну служби, динамічні навантаження, розрахункові навантаження, контактні напруження, склад покриття, оптимізація, втомна міцність, експлуатаційна діагностика, математична модель, метод скінченних елементів, зносостійкість, технічний стан.
Registration Date
2026-05-17
popup.nrat_date
2026-05-18 / 2026-07-31
