高速列车车体气动载荷疲劳强度分析

根据高速列车在线路运行实际情况设置了四种气动载荷工况:明线会车,隧道通过,隧道会车和侧风。将得到的四种气动载荷工况的数值施加到高速列车车体有限元模型上,对其进行气动载荷的疲劳强度分析。计算分析结果表明,四种工况下的最大应力都小于车体材料的许用应力,最大位移变形均发生在车体底部。在疲劳强度分析中,不仅考虑了垂向、横向和气动载荷的组合,也考虑了纵向和气动载荷的组合。根据疲劳评定结果得知安全裕量最小为2.93MPa,安全系数最小为1.083;根据疲劳分析结果得知:车体结构在气动载荷作用下满足疲劳强度要求,车体承受较恶劣的工况是同时承受气动载荷和纵向载荷。     

动车组头车车体疲劳强度分析

以某350km/h动车组头车车体为研究对象,在ANSYS中建立车体有限元模型,依据EN12663标准对其进行刚度和静强度分析,得到车体垂向最大变形为539mm,最大当量应力为2802MPa,最大当量应力出现在空气弹簧约束处,小于材料的屈服极限,满足车体刚度和静强度要求;根据动车组实际线路运行情况,增加明线会车、隧道会车、隧道通过和侧风工况4种气动载荷工况进行静强度分析,4种工况车体的静强度均小于车体材料的屈服极限;采用Goodman疲劳曲线图对车体疲劳强度进行评估,各部位安全系数均大于1,满足疲劳强度的要求。     

地铁车体的静强度和疲劳强度模拟研究

地铁车体是地铁最基本的组成结构,也是乘客接触最多的结构,因此地铁车体的安全性和可靠性尤为重要.为研究地铁车体的静强度和疲劳强度特性,采用SolidWorks建立了经过合理简化的车体三维模型,利用ANSYS软件Workbench对车体结构依次进行了网格划分、材料设置及载荷添加,计算得到不同工况下车体的静强度,并对车体做出疲劳强度分析.研究表明地铁车体的静强度和疲劳强度均满足对应标准,可为地铁车体结构优化设计提供参考.     

某铁路平板车车体强度的多标准联合仿真分析

车体强度对于车体的使用寿命及安全可靠性具有重要意义,国内外对焊接结构的疲劳分析理论与方法也较为完善,但是在同种载荷工况作用下,依据不同的标准技术方法及理论所得的疲劳强度分析也会有所偏差,准确分析车体的疲劳强度显得尤为重要。首先,采用UG、HyperMesh、ANSYS Workbench及HyperView软件的联合仿真平台,构建平板车车体的有限元模型;其次,参照EN 12663-1:2010标准技术要求,依据平板车的静载荷工况完成静强度分析;最后,为准确分析车体的疲劳强度,分别依据BS 7608:1993标准技术方法、AAR标准疲劳分析方法对其进行疲劳强度分析,研究对比不同标准技术方法下的累积损伤值大小,评估标准技术方法的最优选择。计算结果表明:车体的静强度与疲劳强度均满足设计要求,车体静强度下的最小安全系数为1.152;BS 7608:1993标准技术方法下车体疲劳强度的疲劳累积损伤最大值为0.165 7,AAR标准疲劳分析方法下的车体疲劳累积损伤最大值为0.064 9,将两者的疲劳累积损伤值对比后发现,BS 7608:1993标准技术方法下的疲劳累积损伤值较大,结合理论评估方法对比,综合分析表明,采用BS 7608:1993标准技术方法下的疲劳分析相对更全面,结果也相对更保守。     

非稳态风致载荷下车体结构典型载荷谱仿真研究

为了考虑随机风载荷对车体结构疲劳强度的影响,以某型高速列车车体结构为研究对象,提出一种计算方法研究风致载荷作用下的车体结构典型载荷谱。主要内容包括:首先,根据京津线路沿线的风谱,选择Cooper风速谱作为目标谱,以线性滤波方法(卡尔曼滤波法)模拟作用在车辆上的风速。同时,基于风速与风压关系,引入一种权重函数模拟的时域计算方法获取高速列车横风作用下非定常的气动载荷。根据车辆动力学参数、轨道不平顺特征以及沿线瞬时最大风速等建立整车多体动力学模型和确定车辆典型运行工况。在车辆动力学模型中施加气动载荷激励,评估高速列车在风致载荷工况作用下的列车运行安全性。根据提出的载荷谱仿真计算方法,提取车体结构的载荷时间历程。采用雨流计数法对其进行载荷谱编制,形成典型的车体结构风致载荷谱。研究结果表明:采用线性滤波法获取的风速功率谱与目标谱在主要频段内拟合精度较高,随机风速的最大能量分布集中于0.01~3 Hz范围内;通过引入权重函数的气动力计算可以有效过滤气动力中的高频脉动成分,能够真实反映实际气动力载荷的延迟特征。该方法可以有效研究风致载荷作用下的车体结构载荷谱。     

CRH3型动车组中间车车体结构强度分析

在充分了解分析CRH3铝合金中间车车体结构和材料力学性能的基础上,采用有限元分析软件ANSYS建立车体有限元模型,参照相应规范,对车体在垂直载荷、纵向压缩、拉伸、气动及合成载荷工况作用下的强度和刚度进行校核,并为铝合金车体结构的改进和优化设计提供依据。得出结论：车体强度、刚度满足要求。此外还对铝合金设计中应注意的问题提出了有价值的建议。     

CRH3型动车组中间车车体结构强度分析

在充分了解分析CRH3铝合金中间车车体结构和材料力学性能的基础上,采用有限元分析软件ANSYS建立车体有限元模型,参照相应规范,对车体在垂直载荷、纵向压缩、拉伸、气动及合成载荷工况作用下的强度和刚度进行校核,并为铝合金车体结构的改进和优化设计提供依据。得出结论：车体强度、刚度满足要求。此外还对铝合金设计中应注意的问题提出了有价值的建议。     

CRH3型动车组中间车车体结构强度分析

在充分了解分析CRH3铝合金中间车车体结构和材料力学性能的基础上,采用有限元分析软件ANSYS建立车体有限元模型,参照相应规范,对车体在垂直载荷、纵向压缩、拉伸、气动及合成载荷工况作用下的强度和刚度进行校核,并为铝合金车体结构的改进和优化设计提供依据.得出结论:车体强度、刚度满足要求.此外还对铝合金设计中应注意的问题提出了有价值的建议.     

高速动车转向架构架静强度及疲劳强度分析

针对某高速动车转向架构架,根据欧洲标准EN13749对其进行载荷条件计算,得出超常工况以及一般运营工况下的载荷值组合,然后在疲劳强度试验台上对该构架进行试验,得出相应参考点的实测应力值,并通过有限元结构分析软件ANSYS对其进行验证。结果表明:构架上各参考点的应力值与仿真值一致,且均小于材料的许用应力,构架满足静强度和疲劳强度要求。     

高速列车车体刚度及强度计算分析

以某高速列车中间车车体为研究对象,在ANSYS中建立其有限元模型,在EN12663标准的基础上,对其进行刚度及静强度计算分析。计算结果表明:在计算工况下,车体垂向最大变形为6.87mm,最大当量应力为214.418 MPa;最大当量应力位置出现在车门门角处,小于材料的屈服强度,满足车体的刚度及静强度要求。