CRH3型动车组车轮的疲劳寿命分析

为了真实计算动车组车轮疲劳寿命,在分析国内外车轮相关标准的基础上,提出了利用车轮静强度分析和有限元名义应力方法的高速动车组车轮强度的分析方法.基于UIC510-5标准,确定了车轮强度分析的计算载荷工况,利用有限元静强度分析方法对CRH3型动车组车轮进行疲劳强度评价,结果表明机械载荷工况下车轮强度满足要求;最后基于线性损伤累积法则,利用有限元名义应力方法和ANSYS/WORKBENCH得出车轮的疲劳寿命预测图及安全系数图,计算结果满足疲劳寿命要求,为动车组的安全性维护提供了理论依据,对动车组的安全运行有极强的实际应用价值.     

基于SolidWorks动车组三维建模及静强度分析

为了计算动车组车体疲劳寿命,在分析国内外车体相关标准的基础上,提出了利用车体静强度分析和有限元分析法的高速动车组车体强度的分析方法,利用有限元分析法对CRH2型动车组车体进行疲劳强度分析,结果表明会车时车体强度满足要求,最后,利用有限元名义应力方法得出车体的疲劳强度分析图,其结果满足疲劳寿命要求,为动车组的安全运行及维护提供了理论依据。     

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。     

动车组隔离变压器柜体强度分析与轻量化研究

对动车组车下吊挂隔离变压器柜体进行结构强度分析,利用Hypermesh软件建立隔离变压器柜有限元模型,依据EN 12663-2010确定柜体静强度分析工况及疲劳强度分析工况,基于von Mises应力评估柜体静强度,根据FKM标准评估柜体疲劳强度。校核结果表明,柜体强度余量较大。基于校核结果,以柜体骨架主要部位板厚为设计变量、强度为约束条件、整柜重量为优化目标,采用Kringing法构建隔离变压器柜代理模型,以全局响应算法对代理模型进行寻优迭代,优化结果表明,在满足柜体静强度、疲劳强度及刚度要求下,柜体重量减轻17%,优化效果明显,验证优化方法可行。     

高速动车组隧道运行车体和设备舱压力研究

高速动车组进入隧道运行,动车组前方会形成压缩波和膨胀波,导致动车组的车体和车下设备舱受到比明线运行更大更复杂的压力负载,影响高速动车组运行的安全性和稳定性。高速动车组的车体和车下设备舱结构设计,需要预知高速动车组进入隧道运行工况下车体和设备舱的最大压力负载。本文基于350km/h高速动车组3辆编组简化三维计算模型,仿真计算350km/h高速动车组进入隧道运行工况,高速动车组车体和车下设备舱外表面的压力分布。研究350km/h高速动车组进入隧道运行工况,高速动车组车体和车下设备舱外表面的压力变化和最大压力负载。研究结论为:350km/h高速动车组进入隧道运行,车头前端外表面最大压力为7567Pa,设备舱前端板外表面最大压力为-5569.4Pa,设备舱裙板外表面最大压力为-5690.1Pa,设备舱底板外表面最大压力为-6590.7Pa。     

低地板车用牵引拉杆疲劳应力分析测试研究

对牵引拉杆的结构及疲劳强度进行分析计算。利用CREO软件对其进行三维建模,采用有限元分析软件ABAQUS对牵引拉杆进行强度分析,其疲劳工况分为3个阶段。研究结果表明:疲劳工况±35 kN下,有限元分析最大应力为35.32MPa,4个测点实际最大应力值为28.35 MPa;疲劳工况±42 kN下,有限元分析最大应力为43.17 MPa,4个测点实际应力最大值为35.28 MPa;疲劳工况±49 kN下,有限元分析最大应力为51.23 MPa,4个测点实际应力最大值为57.96 MPa。对比有限元和实际分析计算结果,整体满足疲劳载荷工况要求。     

大型天线舱风载作用下力学特性及稳定性分析

通过有限元分析,对某大型舰载设备天线舱在摇摆工作状态下进行了力学特性分析和优化。其中,根据工字梁结构屈曲分析理论,对其在不同动态载荷工况下底层结构的工字钢腹板稳定性进行研究,并对舱底层结构在不同方向风载的结构应力分布进行了仿真分析,提出了使用指导意见,其研究成果可为天线舱进一步优化提供基础。     

动车组设备舱整体强度分析

设备舱是动车组非常重要的组成部分。为保证设备舱在各种环境中的静强度满足运用要求,在考虑不同工况的气动载荷的情况下,采用数值模拟的方法,对某型动车组的设备舱进行整体强度分析,为设备舱结构设计和安全运行提供依据和参考。     

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。     

单轨列车电容柜模态分析及强度分析

建立了单轨高架列车顶部的电容柜有限元模型,进行模态计算并分析其动态特性.依据标准EN12663-1,分别设置了校验工况和疲劳工况.根据校验工况计算结果,对电容柜静强度进行校验.分别绘制柜体母材及焊缝位置的Smith形式修正的Goodman疲劳极限图,将节点的平均应力及应力幅计算结果以散点图形式绘制在图中,对疲劳强度进行校验.结果表明,该电容柜各阶振型变形量最大位置主要为顶部柜门、顶部纵梁及底座板;电容柜各节点最大应力均小于许用应力,设备静强度满足设计要求;计算散点均位于合理限制区域内,疲劳强度满足使用要求.     

高压往复泵曲轴疲劳强度分析及设计改进

对某型号三缸单作用往复泵各机构进行运动和受力分析,得到曲轴载荷变化规律;选取两种最危险工况对曲轴进行有限元分析,得到曲轴的应力分布情况,并对曲轴进行疲劳强度校核;结果表明该曲轴疲劳强度安全系数未满足要求,从理论上验证了曲轴发生断裂的实际情况;基于有限元分析,提出两种改进设计方案,并验证其满足疲劳强度要求。     

典型工况下动车组设备舱气动载荷与损伤规律

京广高铁武广段运用的CRH-3C型高速动车组设备舱内支架、裙板吊挂等焊缝位置以及其它应力集中点常有疲劳裂纹出现,而该现象在京津城际上运用的同型号动车组中却比较罕见。针对这种现象,考虑是武广段大量的隧道群所致。为了对此进行验证,在某动车组设备舱内裙、底板布置了大量气压和应变传感器,在沪昆高铁南昌西-宜春段进行了不同速度下大量的隧道通过、交会等典型工况测试,获得了丰富的气动载荷和动应力数据。以此试验为基础,对若干工况下,关键位置气动载荷和动应力的变化规律进行研究发现,伴随气压幅值突变,大多位置应力水平均有提高,裙板中央以及靠近车头的前部底板等处尤为明显。上述结论对武广段的CRH-3C型动车组设备舱疲劳破坏现象给出了合理解释,并对今后基于不同线路特点,有针对性的动车组型号选择和设备舱结构的优化设计提供了建议。     

B型地铁转向架构架疲劳强度分析及试验研究

基于有限元分析与动应力试验结合的研究方式，提出一种以利用率为判据的疲劳强度评估方法。首先，依据EN13749及UIC615-4标准对转向架构架进行疲劳强度分析，计算构架结构材料利用率；其次，根据材料利用率确定动应力试验布点方案，进而对构架进行动应力试验，将试验所得的应力-时间历程转化为等效应力幅，并计算等效应力利用率；最后，基于两种利用率和Miner疲劳累计损伤法则评估转向架构架疲劳性能。研究结果表明：材料利用率可为动应力试验布点方案提供良好的理论参考，等效应力利用率可佐证有限元分析的正确性，综合两种利用率能够更精确的评估转向架构架疲劳强度。     

某变轨距动车组转向架轴箱可靠性分析

利用大型有限元仿真软件ANSYS建立了一种变轨距动车组转向架轴箱的有限元模型,介绍了该型转向架轴箱的结构特点及其转臂定位方式,根据转向架的设计技术参数计算了轴箱承受的相关载荷,依据欧洲标准BSEN13749∶2011制定了轴箱的载荷工况,并对轴箱静强度和疲劳强度进行评估并分析预测轴箱可能出现疲劳破损的位置。结果表明:轴箱的静强度和疲劳强度均满足标准要求,轴箱结构安全可靠。     

地铁车转向架构架的强度计算与评定

介绍了转向架构架对于地铁车辆安全运营的重要性,并对构架进行离散化处理,按照UIC615-4标准对构架施加载荷,建立构架的有限元模型。利用有限元分析软件ANSYS研究构架在各工况下的应力分布。最后,根据第四强度理论,完成了构架的静强度分析;根据Goodman疲劳极限图完成了构架的疲劳强度分析,并得出构架静强度和疲劳强度均合格的结论。分析结果为同类型的转向架的设计、改型和优化提供了参考和依据。     

基于表面外推热点应力法的悬浮架疲劳强度分析

基于ANSYS Workbench软件建立了长定子中低速磁浮列车悬浮架有限元模型。分析悬浮架在4种工况下的应力情况,确定疲劳热点部位。采用表面外推热点应力法计算热点应力。依据等效平均应力和等效应力幅,对悬浮架进行疲劳强度评定。结果表明,悬浮架疲劳强度满足要求,为其结构优化提供了一定依据。     

高速动车组污物箱有限元分析与优化设计

高速动车组在运行时产生的剧烈振动对污物箱等车下吊挂设备的安全可靠性会带来不利的影响。根据标准IEC 61373-2010《铁路应用—机车车辆设备—冲击和振动试验》,利用有限元法对高速动车组200 L污物箱组成进行三向冲击工况的瞬态仿真分析,通过计算得出了污物箱在冲击工况下的Von Mises等效应力。根据计算结果对其进行了结构优化,对应力较大的部位进行了增强。再次进行有限元分析,计算结果表明相比原模型其结构强度得到显著提高。最后对改进后的模型进行以最大化一阶固有频率为目标的拓扑优化,结果再次验证了结构优化的合理性。     

动车组空心车轴强度校核方法研究

对某动车组空心车轴进行了受力分析,计算了作用在车轴各个截面上的最大弯曲应力幅,依据EN 13104和EN13261标准,对几个主要截面处该车轴疲劳强度进行了校核,结果表明车轴轮座内侧3/4截面处疲劳强度安全系数为1.22。建立了某轮对采用过盈配合的车轴在承载状态下紧急制动时的轮对有限元静力学计算模型,计算了不同压装过盈量下的等效应力,结果表明压装过盈量为0.248mm且紧急制动时时,车轮最大等效应力接近其许用应力。     

基于俄罗斯标准的罐车车体有限元分析

依据俄罗斯标准《交通部1520 mm轨距铁路车辆计算和设计规范》,识别了基于俄罗斯标准的罐车车体静强度计算工况,明确了各工况许用应力,并以某罐车为例对其进行了有限元分析。分析结果表明,该车静强度计算结果满足俄罗斯标准的要求。     

柴油机曲轴三维有限元可靠性分析

运用有限元软件分析了柴油机曲轴在交变弯曲载荷下的应力分布和疲劳强度。以最大爆发压力工况和最大拉力工况作为计算工况,计算了曲轴的应力分布;对最大爆发压力工况和最大拉力工况下的应力进行等效转化疲劳应力计算;最后采用安全系数判断了曲轴的疲劳强度。