МЕТОДИЧНІ ОСНОВИ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ОЦІНКИ НАДІЙНОСТІ НЕСУЧИХ СИСТЕМ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ З УРАХУВАННЯМ ЇХ КОРОЗІЙНОЇ ДЕГРАДАЦІЇ
DOI:
https://doi.org/10.32782/3041-2080/2026-6-17Ключові слова:
транспорт, транспортні технології, несучі системи, комп’ютерні технології, автоматизація, комп’ютерне моделювання, надійність, корозіяАнотація
У статті розглядаються методичні основи комплексного підходу до моделювання та оцінки надійності несучих систем транспортних засобів, що працюють в умовах інтенсивної корозійної деградації. Актуальність дослідження зумовлена критичним впливом корозії на безпеку, ресурс та економічну ефективність експлуатації різноманітних одиниць рухомого складу. Метою роботи є розробка інтегрованого інструментарію, що дозволяє прогнозувати зміну несучої здатності конструкцій з часом. Для досягнення мети автори використовують сучасні комп’ютерні технології та методи, включаючи системний аналіз, статистичну обробку даних про відмови, ймовірнісні моделі та комп’ютерне моделювання методом скінченних елементів для аналізу напружено-деформованого стану з урахуванням втрати матеріалу. Розроблений підхід інтегрує моделі корозійного пошкодження різних типів (рівномірної, піттингової) в загальні моделі структурної надійності. Автоматизація розрахунків за рахунок спеціального програмного забезпечення підвищує точність прогнозування залишкового ресурсу. Результати дослідження доводять, що ігнорування фактора корозії призводить до небезпечної переоцінки терміну безвідмовної роботи. Встановлено ключові параметри впливу, що дозволяють оптимізувати конструктивні рішення та матеріали для підвищення корозійної стійкості. Запропоновані методики становлять основу для переходу від планово-попереджувального технічного обслуговування до стратегії, заснованої на фактичному стані конструкції, що значно підвищує безпеку та економічну ефективність у сфері транспортних технологій. Розробки мають широкий потенціал для впровадження при проектуванні, виробництві та експлуатації різних видів транспорт них засобів.
Посилання
Про Національну транспортну стратегію України на період до 2030 року : постанова Кабінету Міністрів України від 27 грудня 2024 р. № 1550. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1550-2024-%D0%BF#n17 (дата звернення: 03.03.2025).
Fomin O. V., Burlutskyi O. V., Kulbovskyi I. I., Veremeienko L. A. Modelling and prevention of corrosion in load-bearing elements of freight cars. Municipal Economy of Cities. Series: Technical Sciences and Architecture. 2025. 3(191). 597–605. DOI: https://doi.org/10.33042/2522-1809-2025-3-191-597-605
Chenxing Cui, Li Song, Jinliang Liu and Zhiwu Yu ,Corrosion-Fatigue Life Prediction Modeling for RC Structures under CoupledCarbonation and Repeated Loading. Mathematics 2021. 9(24). 3296. https://doi.org/10.3390/math9243296
Hrabová K., Lehner P., Ghosh P., Konečný P., Teplý B., Sustainability Levels in Comparison with Mechanical Properties and Durability of Pumice High-Performance Concrete. Appl. Sci. 2021. 11. 4964. https://doi.org/10.3390/app11114964
Qiang Li, Jintao Lan, Lu Shen, Jiping Yang, Chong Chen, Zhilu Jiang, Chao Wang. A state-of-the-art review on monitoring technology and characterization of reinforcement corrosion in concrete Case Studies in Construction Materials. Vol. 22. July 2025, e04780 https://doi.org/10.1016/j.cscm.2025.e04780
Jin G., Jiang Y., Tian Y., et al. Design and application of MCD steel reinforcement corrosion detection apparatus, J. Build. Mater., 23 (03) (2020), pp. 733-738 https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9629.2020.03.035
А. О. Sulym, O. V. Fomin, P. О. Khozia, A. G. Mastepan , Theoretical and practical determination of parameters of on-board capacitive energy storage of the rolling stock, Scientific Bulletin of the National Mining University. 2018. № 5. С. 79–87. https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-5/8
Wang Y., Zhang P., Qin G. Reliability assessment of pitting corrosion of pipeline under spatiotemporal earthquake including spatial-dependent corrosion growth. Process Safety and Environmental Protection. 2021. Vol. 148. P. 166–178. DOI: https://doi.org/10.1016/j.psep.2020.10.005
Fomin O., Sulym А., Kulbovsky I., Khozia P., Ishchenko V. Determining rational parameters of the capacitive energy storage system for the underground railway rolling stock. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. Vol. 2. № 1. P. 63–71. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126080.
Ferrarotti A., Ghiggini E.V., Rocca R. et al. Simulation of corrosion phenomena in automotive components: a case study. Materials. 2023. Vol. 16. № 15. P. 5368. DOI: https://doi.org/10.3390/ma16155368
Tran L., Nguyen T.-H. Effect of Metal Corrosion on the Structural Reliability of the 3D Steel Frames. Advances in Engineering Research and Application. Proceedings of the International Conference on Engineering Research and Applications, ICERA 2020 : матеріали конф. 2021. P. 39–44. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-16-0053-1_5
Kawasaki Y., Shiotani T., Ohtsu M. Corrosion mechanisms in reinforced concrete by acoustic emission. Construction and Building Materials. 2013. Vol. 48. P. 1240–1247. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.02.020
Luo Y., Zhang C., Liu J. Identifying ship-wakes in a shallow estuary using machine learning. Ocean Engineering. 2022. Vol. 245. P. 110456. DOI: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.110456
Fomin O. et al. Durability Determination of the Bearing Structure of an Open Freight Wagon Body Made of Round Pipes during its Transportation on the Railway Ferry. Communications – Scientific Letters of the University of Zilina. 2019. Vol. 21. № 1. P. 28–34. https://doi.org/10.26552/com.C.2019.1.28-34
Melchers R.E. Mathematical modelling of the diffusion phase of marine corrosion. Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering. 2003. Vol. 125. № 4. P. 264–271. https://doi.org/10.1115/1.1600467
Фомін О., Ловська А., Кульбовський І., Голуб Г., Козарчук І., Харута В. Визначення динамічного навантаження на піввагон при його кріпленні в’язким з’єднанням до палуби парома. Східно-Європейський журнал передових технологій. 2019. № 2. С. 6–12. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.160456
Wang J., Zhang R. Reliability-Based Optimization Design of Variable Cross-Section Component. Corrosion Science. 2020. Vol. 174. P. 108840. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108840.
Qu C.-X., Jiang J.-Z., Yi T.-H., Li H.-N. Computer vision-based 3D coordinate acquisition of surface feature points of building structures. Engineering Structures. 2024. Vol. 300. P. 117212. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2023.117212
Sadeghian M. The Reliability Assessment of a Ship Structure under Corrosion and Fatigue, using Structural Health Monitoring. International Journal of Engineering. 2022. Vol. 35. № 9C. P. 1765–1778. https://doi.org/10.5829/IJE.2022.35.09C.13
Анофрієв В. Г., Донєв О. А., Мацюк А. С., Оберняк С. М. Аналіз виникнення несправностей та зносу елементів шворневої балки піввагона. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна. 2012. Вип. 41. С. 7–10. DOI: https://crust.ust.edu.ua/server/api/core/bitstreams/0a889730-e131-4ee4-8a3f-1250c615c159/content
Сапронова С. Ю., Буліч Д. І., Ткаченко В. П. Продовження терміну експлуатації вантажних вагонів. Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. 2017. № 3. С. 179–182.
Пухлій В. М., Шевченко О. А. Діагностика технічного стану та прогнозування залишкового ресурсу металевих конструкцій транспортних засобів. Київ : НТУ, 2018. 210 с.
Коваленко В. С., Білоног О. М. Стратегії технічного обслуговування та ремонту машин на засадах надійності. Вісник Національного транспортного університету. 2020. Вип. 45. С. 124–130.
ДСТУ ISO 9223:2017. Корозія металів і сплавів. Агресивність атмосфер. Класифікація, визначення та оцінка. Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2017. 24 с.
Мельник Р. Ф., Захарченко В. Г. Надійність і довговічність машинобудівних конструкцій в умовах корозійного впливу. Харків : ХНУМГ ім. О. М. Бекетова, 2019. 185 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.




