Purpose. Railway safety during the operation of freight cars largely depends on the reliability, fatigue resistance and durability of the cast bearing elements of the three-element bogie, especially the side frames. Premature failure of cast frames occurs mainly due to undetected latent defects in the foundry. To eliminate these problems, it is advisable to develop an alternative native all-welded side frame for a bogie with an axle load of 23.5 tnf, which can be interchangeable with the cast structure. Methodology. Mathematical modelling approaches were used to determine the stress-strain state of an all-welded structure under the influence of regulated loads and to assess its strength in accordance with current national and modern world standards. Findings. Prototypes of the all-welded side frame structure were subjected to accelerated fatigue tests. The tests have experimentally proved that the cyclic durability of the developed side frame is significantly (2...4 times) higher than the cyclic durability of cast side frames. Originality. A comparative analysis of the permissible stress amplitudes in different zones of the all-welded side frame during long-term operation based on 107 load cycles in accordance with the current standard for the strength of railway cars and modern approaches to determining the fatigue resistance of welded joints showed the insufficient conservatism of the national standard for assessing the fatigue strength of welded joints, which was taken into account when developing a new design of the all-welded side frame. Practical value. In addition to increasing reliability, possible increase in overhaul mileage and warranty period of side frames by ensuring a high level of fatigue resistance and durability, the welded structure can ensure the accuracy of the base frame size, reduce the weight of unsprung masses, which should reduce wheel wear and improve the running characteristics of railway carriage bogies. Reducing the cost of introducing all-welded side frames into mass production compared to the use of foundry technology for the manufacture of these structures and the fact that the cost of manufacturing an all-welded side frame is generally competitive with a cast structure is also one of the important advantages of our developme
Мета. Безпека на залізничному транспорті під час експлуатації вантажних вагонів значною мірою залежить від надійності, характеристик опору втомі та живучості литих несучих елементів триелементного візка, особливо бокових рам. Передчасні руйнування литих рам відбуваються переважно через невиявлені приховані дефекти ливарного виробництва. Для усунення зазначених проблем доцільно розробити альтернативну суцільнозварну бокову раму візка вагона з осьовим навантаженням 23,5 тс, яка може бути взаємозамінною з литою конструкцією. Методика. Для визначення напружено-деформованого стану суцільнозварної конструкції під дією регламентованих навантажень та оцінки її міцності відповідно до чинних вітчизняних і сучасних світових стандартів було застосовано підходи математичного моделювання. Результати. Дослідні зразки суцільнозварної конструкції бокової рами пройшли прискорені випробування на втому. Проведені випробування експериментально довели, що циклічна довговічність розробленої бокової рами значно (у 2…4 рази) перевищує циклічну довговічність литих бокових рам. Наукова новизна. Порівняльний аналіз допустимих амплітуд напружень у різних зонах суцільнозварної бокової рами протягом тривалої експлуатації на базі 107 циклів навантаження відповідно до чинного стандарту на міцність залізничних вагонів та сучасних підходів до визначення опору втомі зварних з’єднань показав недостатню консервативність вітчизняного стандарту для оцінки втомної міцності зварних з’єднань, що було враховано під час розробки нової конструкції суцільнозварної бокової рами. Практична значимість. Крім підвищення надійності, можливого збільшення міжремонтного пробігу та гарантійного терміну експлуатації бокових рам за рахунок забезпечення високого рівня опору втомі та живучості, зварна конструкція може забезпечити точність базового розміру рами, зменшити вагу непідресорених мас, що має знизити зношення коліс і поліпшити ходові характеристики візків залізничних вагонів. Зниження витрат на впровадження в серійне виробництво суцільнозварних бокових рам порівняно із застосуванням технології ливарного виробництва для виготовлення цих конструкцій і те, що собівартість виготовлення суцільнозварної бокової рами є в цілому конкурентоспроможною з литою конструкцією, також одна з важливих переваг нашої розробки.