悬挂式单轨车体强度分析

针对某悬挂式单轨车辆,采用HyperMesh进行了有限元建模,采用Optistruct软件依据EN 12663-1:2010+A1:2014标准P-V等级的要求对悬挂式单轨车辆车体结构的静强度、疲劳强度、白车身模态和整备模态进行了有限元计算和评估。计算结果表明：各个静强度工况下,该悬挂式单轨车体结构的vonMises应力均小于材料的屈服强度;各个疲劳工况下,该悬挂式单轨车体结构焊缝的疲劳应力范围均小于BS EN 1999-1-3 Eurocode 9标准规定的疲劳极限;白车身和整备状态下的车体一阶垂弯频率均大于10Hz。该悬挂式单轨车体结构静强度、疲劳强度和模态满足设计要求。     

地铁车辆车体静强度试验研究

车体是连接地铁车辆各设备的主要承载部件,车体的强度直接影响地铁运营、维修时的安全性.本文比较分析了国内外主要车体静强度相关标准的载荷差异,介绍了各个标准的特点及应用范围,详细阐述了标准中各类工况的实际意义以及评价方法.以某A型地铁车体为例,设立了典型的静强度试验工况,设计了该试验所需的试验工装,介绍了各工况的试验方法.除利用率最大测点外,应重点关注运营工况下的车体结构薄弱部位.某A型地铁车体的试验结果表明:该车体运营工况下的利用率约为0.6,车体薄弱部位位于门角和窗角,运营过程中应重点关注该部位的状态.     

高速动车组整车车体疲劳试验方法研究

车体是高速列车的重要承载部件,疲劳试验可以准确评估车体的疲劳寿命,还可以验证仿真计算模型的准确性,并可以将仿真分析时考虑不全面的工艺因素考虑在内。通过比较国内外相关标准确定了包含车体垂向、中心销横向、纵向以及车钩纵向载荷在内的高速动车组整车车体疲劳试验载荷,根据试验载荷制定了整车车体的疲劳试验方案,并根据该方案完成了国内首次高速动车组整车车体的疲劳试验。通过疲劳试验发现车钩座内侧筋板焊缝存在疲劳安全隐患并提出了优化方案,对优化后的方案近一步进行验证,最终证明了该型高速动车组车体的疲劳寿命满足设计要求。     

客车车体碰撞吸能结构优化设计方法研究

为实现车辆吸能部件结构优化,提出一种将建模软件I-DEAS、碰撞软件ANSYS/LS-DYNA和多学科优化软件ISIGHT有机结合在一起的优化设计方法.将第一次成功碰撞仿真的ANSYS/LS-DYNA模型的批处理命令流从后台调到前台,再按照ISIGHT语义要求,在命令流文件中定义优化目标,设计变量及约束条件,然后采取遗传算法(GA)和序列二次规划算法(SQP)的组合优化方案,对吸能结构进行优化设计.以某地铁车车体为应用对象,给出该方法对地铁车车体吸能部件结构优化设计的全过程,获得了车体端部合理的吸能结构.     

车辆车体静强度仿真试验对标技术研究

为了满足产品设计指标提升对轨道车辆车体仿真精度越来越高的要求,需要开展车体仿真试验对标技术研究,通过模型修正等手段逐步提高仿真精度,最终实现仿真代替试验。本文针对某型不锈钢城轨车辆头车,依据EN 12663-1:2010+A1:2014标准P-Ⅲ等级对车体结构进行静强度有限元计算和静强度试验。选取试验结果中利用率前20的测点,对比试验结果与仿真结果,对误差率超过20%的测点分析其原因,并对有限元模型进行修正,最终减小了仿真与试验之间的误差。     

基于等效结构应力的地铁车辆车体疲劳寿命分析

针对已经服役铁路车辆疲劳寿命问题,以某铝合金地铁中间车为研究对象,基于ASME标准的等效结构应力法对该铝合金中间车进行疲劳强度分析。确定了车体的垂向、纵向以及横向的疲劳载荷,并对比了三种疲劳载荷工况下车体的最大和最小主应力,结果均满足要求。最后基于EN12663标准对应力区域最大的两条焊缝进行疲劳寿命评估,结果表明：地铁铝合金车体结构满足EN12663标准对于疲劳寿命的要求,焊缝抗疲劳性能达标。     

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。     

多悬挂设备对高速列车乘坐舒适性影响分析

为研究悬挂多设备对高速列车舒适度指标影响规律,建立车体-设备的27自由度的刚柔耦合数学模型,获得车体及车下设备悬挂系统的加速度频率响应函数表达式,结合德国垂向不平顺轨道谱和舒适度滤波函数计算车体参考点的舒适度指标。分别研究有无设备、不同悬挂频率、不同悬挂位置对车辆垂向舒适度指标的影响规律。研究结果表明:合理设计车下设备悬挂参数不仅能降低车体中部舒适度指标,还能在一定程度改善车体端部乘坐舒适性,尤其是200~300 km/h时车体端部舒适度指标;通过分析最终确定设备1最优悬挂频率为10.2 Hz;双层悬挂系统中框架最优悬挂频率小于8 Hz,设备2最优悬挂频率为11~12 Hz;设备的空间布置也会对舒适度产生影响,设备1悬挂位置对车体中部和端部舒适度影响不大,而双层悬挂系统悬挂于13.5 m位置处时车体中部和端部都能获得较好舒适性。     

高速列车铝合金车体强度可靠性安全系数分析方法

针对铁道车辆结构设计标准中给定的安全系数存在经验性,从可靠性理论出发,分析可靠性安全系数评估方法,使安全系数选取趋于合理。以某型高速列车车体为研究对象,建立其有限元模型,参照EN12663-1车体设计标准确定静强度载荷工况。并考虑高速会车情况下的气动载荷工况,施加边界条件对车体进行强度分析。同时结合车体铝合金材料性能绘制车体材料的不同可靠度的Goodman曲线,建立可靠度与安全系数的关系模型,对车体静强度和疲劳强度的可靠性安全系数进行了分析。结果表明:随着可靠度的提高,安全系数降低,车体满足不同可靠度下的静强度和疲劳强度要求。99.9%可靠度下静强度的最小安全系数为1.3,出现在整备状态下纵向受1 500 kN压缩载荷作用的工况下;考虑气动载荷影响,结构疲劳安全系数最小值为1.53,有一定的安全裕量,车体侧墙门角和窗角位置的安全系数较小。车体结构的应力和材料强度的分散性对安全系数有影响,为确保高速列车车体具有较高的可靠度,可以采取控制铝合金材料强度性能的分散程度、降低几何结构的应力集中和优化结构减小工作应力等措施来实现。     

接触网综合检修车车体结构强度及模态分析

根据EN 12663-1:2010《铁道应用—铁道车辆车体结构要求》对接触网综合检修车车体结构进行受力分析,建立了该车体的有限元模型,应用ANSYS有限元软件对车体结构进行静强度和模态分析。计算结果表明,车体的强度和刚度均满足相关标准的要求。