<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of scientific research results</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of scientific research results</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Бюллетень результатов научных исследований</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="online">2223-9987</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">119585</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.20295/2223-9987-2026-1-17-33</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Topology optimization of floor-supporting beams in a solid-bottom gondola car</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Топологическая оптимизация поддерживающей балки пола полувагона с глухим кузовом</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Бейн</surname>
       <given-names>Дмитрий Григорьевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Beyn</surname>
       <given-names>Dmitriy Grigor'evich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>dgbain@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Цыганская</surname>
       <given-names>Людмила Валериевна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Cyganskaya</surname>
       <given-names>Lyudmila Valerievna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>tcyganskaya@gmail.com</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">АО «НВЦ «Вагоны»</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Joint Stock Company “Scientific Research Center “Vagony”</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <city>St. Petersburg</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University</institution>
     <city>St. Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Акционерное общество «Научно-внедренческий центр «Вагоны»</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Joint Stock Company “Scientific and Innovation Center “Cars”</institution>
     <city>St. Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2026-04-03T00:35:32+03:00">
    <day>03</day>
    <month>04</month>
    <year>2026</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2026-04-03T00:35:32+03:00">
    <day>03</day>
    <month>04</month>
    <year>2026</year>
   </pub-date>
   <volume>2026</volume>
   <issue>1</issue>
   <fpage>17</fpage>
   <lpage>33</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2026-04-02T00:00:00+03:00">
     <day>02</day>
     <month>04</month>
     <year>2026</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://atjournal.ru/en/nauka/article/119585/view">https://atjournal.ru/en/nauka/article/119585/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Цель: оценка возможности снижения массы тары полувагона с глухим кузовом за счет снижения массы поддерживающих пол сварных балок с применением метода топологической оптимизации конструкции. Метод: приведен краткий обзор известных методов параметрической оптимизации. Проведена топологическая оптимизация конструкции сварной поддерживающей балки с использованием метода ESO (Evolutionary Structural Optimization). Оптимизированная конструкция поддерживающей балки была проверена на прочность при действии сочетания расчетных нагрузок по режиму 1в согласно ГОСТ 33211 при действии сжимающей силы 2,5 МН. Результаты: применение топологической оптимизации для сварных балок рам грузовых вагонов с ограничением на изменение толщины листов позволяет определить приоритетные направления изменений поперечного сечения балки. При этом после технологической обработки результатов оптимизации можно получить конструкцию балки со сниженной массой относительно исходного варианта, на рассмотренном примере — в 2,4 раза (на 58 %). Практическая значимость: показана возможность применения метода топологической оптимизации применительно к решению инженерных задач при проектировании металлоконструкций грузовых вагонов. Предложена конструкция поддерживающей балки, вертикальный лист которой имеет трапецеидальные вырезы, а нижний лист — переменную ширину, что позволило снизить массу балки с сохранением ее прочностных характеристик.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Objective: to evaluate the potential for reducing the tare weight of a solid-bottom gondola car by lightening the floor-supporting welded beams through the application of the topology optimization method. Methods: a concise review of established parametric optimization approaches is presented. Topology optimization of the floor-supporting welded beam design was performed using the Evolutionary Structural Optimization (ESO) method. With an applied compressive force of 2.5 MN, the strength of the optimized supporting beam configuration was verified under the design load combined designated as mode 1b in GOST 33211. Results: implementing topology optimization on the welded beams of freight car frames, while constraining permissible sheet thickness variations, enables targeted modification of the beam cross-section. After technological refinement of the optimization outcomes, a beam design with less mass has been produced. Comparing the example to the original design, the mass has been lowered by a factor of 2.4 or 58%. Practical significance: this research demonstrates the applicability of topology optimization techniques to engineering design issues for metal freight vehicle structures. A supporting beam configuration that reduces mass while preserving the strength properties of the beam has been proposed. It consists of vertical sheets with trapezoidal cutouts and a lower sheet of variable width.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>полувагон</kwd>
    <kwd>рама полувагона</kwd>
    <kwd>прочность</kwd>
    <kwd>топологическая оптимизация</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>gondola car</kwd>
    <kwd>gondola car frame</kwd>
    <kwd>strength</kwd>
    <kwd>topology optimization</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бороненко Ю. П., Филиппова И. О. Использование высокопрочных сталей в вагоно- строении // Транспорт Российской Федерации. 2015. № 3 (58). С. 16–19. EDN UCCVOP</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Boronenko Yu. P., Filippova I. O. Ispol'zovanie vysokoprochnyh staley v vagono- stroenii // Transport Rossiyskoy Federacii. 2015. № 3 (58). S. 16–19. EDN UCCVOP</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бороненко Ю. П., Комайданов А. А., Дробжев С. М. Эффективность применения алюминиевых сплавов в конструкциях грузовых вагонов // Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты: материалы ХVII Международной научно-технической конференции (Санкт- Петербург, 21–24 августа 2023 года). СПб.: ПГУПС, 2024. С. 7–13. EDN HDAJWL</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Boronenko Yu. P., Komaydanov A. A., Drobzhev S. M. Effektivnost' primeneniya alyuminievyh splavov v konstrukciyah gruzovyh vagonov // Podvizhnoy sostav XXI veka: idei, trebovaniya, proekty: materialy HVII Mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii (Sankt- Peterburg, 21–24 avgusta 2023 goda). SPb.: PGUPS, 2024. S. 7–13. EDN HDAJWL</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бороненко Ю. П., Дробжев С. М., Рахимов Р. В. Проблемы конструирования вагонов из алюминиевых сплавов // Железнодорожный подвижной состав: проблемы, решения, перспективы: материалы III Международной научно-технической конференции (Ташкент, 17–20 апреля 2024 года). Ташкент: Ташкентский государственный транспортный университет, 2024. С. 42–48. EDN KPRNZD</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Boronenko Yu. P., Drobzhev S. M., Rahimov R. V. Problemy konstruirovaniya vagonov iz alyuminievyh splavov // Zheleznodorozhnyy podvizhnoy sostav: problemy, resheniya, perspektivy: materialy III Mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii (Tashkent, 17–20 aprelya 2024 goda). Tashkent: Tashkentskiy gosudarstvennyy transportnyy universitet, 2024. S. 42–48. EDN KPRNZD</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Орлова А. М., Демин К. П., Попеску Р. В. Применение высокопрочной стали для создания полувагонов повышенной грузоподъемности // Бюллетень результатов научных исследований. 2024. № 3. С. 7–23.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Orlova A. M., Demin K. P., Popesku R. V. Primenenie vysokoprochnoy stali dlya sozdaniya poluvagonov povyshennoy gruzopod'emnosti // Byulleten' rezul'tatov nauchnyh issledovaniy. 2024. № 3. S. 7–23.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Орлова А. М., Демин К. П., Попеску Р. В. Как повысить эффективность полувагона: направления снижения технического коэффициента тары // Транспорт Российской Федерации. 2023. № 3–4 (106–107). С. 33–38.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Orlova A. M., Demin K. P., Popesku R. V. Kak povysit' effektivnost' poluvagona: napravleniya snizheniya tehnicheskogo koefficienta tary // Transport Rossiyskoy Federacii. 2023. № 3–4 (106–107). S. 33–38.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 33211-2014. Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам (с поправкой, с изменением № 1): утв. приказом Росстандарта от 05.06.2015 № 565-ст. М.: Стандартинформ, 2020. 54 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">GOST 33211-2014. Vagony gruzovye. Trebovaniya k prochnosti i dinamicheskim kachestvam (s popravkoy, s izmeneniem № 1): utv. prikazom Rosstandarta ot 05.06.2015 № 565-st. M.: Standartinform, 2020. 54 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Булычев М. А., Бейн Д. Г. Математическое моделирование и оптимизация кузовов полувагонов с несущим полом. Брянск: Брянский государственный технический университет, 2014. 183 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bulychev M. A., Beyn D. G. Matematicheskoe modelirovanie i optimizaciya kuzovov poluvagonov s nesuschim polom. Bryansk: Bryanskiy gosudarstvennyy tehnicheskiy universitet, 2014. 183 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лозбинев В. П. Проектирование и оптимизация несущих систем кузовов вагонов. Брянск: Брянский государственный технический университет, 1997. 88 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lozbinev V. P. Proektirovanie i optimizaciya nesuschih sistem kuzovov vagonov. Bryansk: Bryanskiy gosudarstvennyy tehnicheskiy universitet, 1997. 88 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лозбинев Ф. Ю. Экономия материальных ресурсов в сфере производства и эксплуатации несущих кузовов вагонов. Брянск: Центр научно-технической информации, 2000. 131 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lozbinev F. Yu. Ekonomiya material'nyh resursov v sfere proizvodstva i ekspluatacii nesuschih kuzovov vagonov. Bryansk: Centr nauchno-tehnicheskoy informacii, 2000. 131 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Эволюционное моделирование в проектировании несущих систем вагонов / И. Н. Серпик [и др.] // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 2008. № 5. С. 21–25.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Evolyucionnoe modelirovanie v proektirovanii nesuschih sistem vagonov / I. N. Serpik [i dr.] // Vestnik Vserossiyskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta zheleznodorozhnogo transporta. 2008. № 5. S. 21–25.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кротов С. В., Кононов Д. П., Буйносов А. П. Оптимизация элементарной детали подвижного состава // Транспорт Урала. 2023. № 1 (76). С. 65–69.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Krotov S. V., Kononov D. P., Buynosov A. P. Optimizaciya elementarnoy detali podvizhnogo sostava // Transport Urala. 2023. № 1 (76). S. 65–69.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Оптимизации топологии конструкций с использованием ПК ANSYS / Н. И. Марчук [и др.] // Тенденции развития науки и образования. 2019. № 47–46. С. 58–61.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Optimizacii topologii konstrukciy s ispol'zovaniem PK ANSYS / N. I. Marchuk [i dr.] // Tendencii razvitiya nauki i obrazovaniya. 2019. № 47–46. S. 58–61.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Марчук Н. И., Прасоленко Е. В. Решение задач топологической оптимизации конструкций с использованием программы ANSYS // Новая наука: Опыт, традиции, инновации. 2017. Т. 2, № 4. С. 196–199.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Marchuk N. I., Prasolenko E. V. Reshenie zadach topologicheskoy optimizacii konstrukciy s ispol'zovaniem programmy ANSYS // Novaya nauka: Opyt, tradicii, innovacii. 2017. T. 2, № 4. S. 196–199.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бейн Д. Г. Анализ напряженного состояния несущего настила пола четырехосного полувагона с глухим кузовом // Вестник Брянского государственного технического университета. 2011. № 1 (29). С. 47–51.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Beyn D. G. Analiz napryazhennogo sostoyaniya nesuschego nastila pola chetyrehosnogo poluvagona s gluhim kuzovom // Vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. 2011. № 1 (29). S. 47–51.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B15">
    <label>15.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). М.: ГосНИИВ-ВНИИЖТ, 1996. 320 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Normy dlya rascheta i proektirovaniya vagonov zheleznyh dorog MPS kolei 1520 mm (nesamohodnyh). M.: GosNIIV-VNIIZhT, 1996. 320 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B16">
    <label>16.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бейн Д. Г., Исполова Е. А. Оценка прочности и разработка конструкций усиленных увязочных устройств полувагонов // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2015. № 1 (57). С. 30–35.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Beyn D. G., Ispolova E. A. Ocenka prochnosti i razrabotka konstrukciy usilennyh uvyazochnyh ustroystv poluvagonov // Vestnik Rostovskogo gosudarstvennogo universiteta putey soobscheniya. 2015. № 1 (57). S. 30–35.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B17">
    <label>17.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Полувагон: патент на полезную модель № 169635 U1 Российская Федерация, МПК B61D 3/00, B61D 17/06, B61F 1/00. № 2016138777 / Бороненко Ю. П., Цыганская Л. В., Бондаренко К. В.; заявл. 30.09.2016; опубл. 28.03.2017; заявитель АО «Научно-внедренческий центр “Вагоны”».</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Poluvagon: patent na poleznuyu model' № 169635 U1 Rossiyskaya Federaciya, MPK B61D 3/00, B61D 17/06, B61F 1/00. № 2016138777 / Boronenko Yu. P., Cyganskaya L. V., Bondarenko K. V.; zayavl. 30.09.2016; opubl. 28.03.2017; zayavitel' AO «Nauchno-vnedrencheskiy centr “Vagony”».</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B18">
    <label>18.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кузов полувагона: патент на полезную модель № 179519 U1 Российская Федерация, МПК B61D 3/00. № 2016152340 / Бороненко Ю. П., Бейн Д. Г., Третьяков А. В.; заявл. 29.12.2016; опубл. 17.05.2018; заявитель АО «Научно-внедренческий центр “Вагоны”».</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kuzov poluvagona: patent na poleznuyu model' № 179519 U1 Rossiyskaya Federaciya, MPK B61D 3/00. № 2016152340 / Boronenko Yu. P., Beyn D. G., Tret'yakov A. V.; zayavl. 29.12.2016; opubl. 17.05.2018; zayavitel' AO «Nauchno-vnedrencheskiy centr “Vagony”».</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B19">
    <label>19.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кузов полувагона: патент на полезную модель № 177170 U1 Российская Федерация, МПК B61D 17/06, B61D 23/00. № 2017119246 / Третьяков А. В., Бейн Д. Г.; заявл. 02.06.2017; опубл. 12.02.2018; заявитель АО «Научно-внедренческий центр “Вагоны”».</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kuzov poluvagona: patent na poleznuyu model' № 177170 U1 Rossiyskaya Federaciya, MPK B61D 17/06, B61D 23/00. № 2017119246 / Tret'yakov A. V., Beyn D. G.; zayavl. 02.06.2017; opubl. 12.02.2018; zayavitel' AO «Nauchno-vnedrencheskiy centr “Vagony”».</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B20">
    <label>20.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Полувагон: патент на полезную модель № 224505 U1 Российская Федерация, МПК B61D 3/20, B60P 7/13. № 2023122034 / Бороненко Ю. П., Цыганская Л. В., Бейн Д. Г.; заявл. 23.08.2023; опубл. 28.03.2024; заявитель АО «Научно-внедренческий центр “Вагоны”».</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Poluvagon: patent na poleznuyu model' № 224505 U1 Rossiyskaya Federaciya, MPK B61D 3/20, B60P 7/13. № 2023122034 / Boronenko Yu. P., Cyganskaya L. V., Beyn D. G.; zayavl. 23.08.2023; opubl. 28.03.2024; zayavitel' AO «Nauchno-vnedrencheskiy centr “Vagony”».</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
