复铰式100%低地板车辆结构强度分析方法研究

针对复铰式100%低地板车辆强度校核复杂,设计反馈周期长的问题,首先提出了模块分离和接口力的概念,根据车体模块、铰接件、转向架受力的特点,建立了车体在给定工况下的平衡方程,计算得到车体各模块之间以及车体与转向架之间的接口力数值。基于该方法计算了车钩压缩工况下拖车模块的结构强度;从模型处理与计算规模、计算结果和计算效率三个方面,将单模块计算法与整车有限元计算法进行了对比。结果表明,单模块法大大简化了有限元模型,且应力分布与数值几乎一致,由于计算规模仅为整车有限元法的1/5,在不影响计算精度的情况下,其计算效率有了极大的提高,该方法可很好地用于车辆结构的前期设计以及后期的强度校核。     

复铰式100%低地板车辆振动特性分析

针对复铰式100%低地板车辆各模块车体与转向架之间的振动模态匹配问题,首先,建立了基于有限元软件Nastran的100%低地板车辆的有限元模型,并用RJONT单元模拟模块间的铰接连接;然后,基于模态叠加理论,计算得到了车体的若干振动模态固有振型和频率;最后,根据求出的构架振动频率,详细分析了车体振型和转向架振型的耦合关系,在此基础上对整车振动的特性作出了评价。     

有轨电车车体静强度和疲劳强度计算与分析

依据欧盟标准BS-EN13749:2011和EN12663:2010,得到了国内某型低地板有轨电车车体静强度载荷工况,并计算了牵引座、减振器座等在超常工况和模拟运营工况下的载荷。采用Hyperworks软件分析了有轨电车的静强度以及牵引座等的疲劳强度,并利用Goodman疲劳极限图法对计算结果进行了分析评估,结果表明此低地板有轨电车满足相关标准和规范的结构强度要求,达到了验证其结构安全性的目的。     

铰接式低地板车辆铰接力参数敏感性研究

铰接处的受力状态是决定铰接式低地板城轨车辆运行品质和设计合理性的重要指标之一。为了使铰接处的受力能够合理分配,首先,以某三节编组复铰式低地板车辆为研究对象,基于模块分离有限元计算方法,建立了典型工况的平衡方程,通过数值计算得到各个铰接位置的铰接力大小;然后,基于MATLAB程序,研究了低地板车辆设计参数变化对各个接口处铰接力的影响,得到了接口力随设计参数变化的规律。研究结果表明:车体重心位置对铰接力的大小有重要影响,在不同工况下,重心位置对不同铰的影响趋势不同,但是都是关于质心位置的单调函数。     

时速400公里高速列车底架拓扑优化

运用OptiStruct软件,针对400km/h高速列车车体,计算其在重要载荷作用下的结构强度、刚度以及模态分析后,以列车的底架作为研究对象,对其进行拓扑优化设计.结合OptiStruct中的OSSmooth模块和SOLIDWORKS软件,总结分析不同载荷方式作用下得出的拓扑优化结果,确定车体底架结构内筋的分布,得出最佳截面形状,并对优化后的底架结构及车体进行静强度以及模态分析比较.对比得出,优化后底架结构减重6.82％,满足车体强度、刚度及模态频率等性能要求的同时,改善了结构的应力分布.     

钢铝混合铆接式车体组装工艺

中车株洲电力机车有限公司生产的五模块储能式有轨电车为钢铝混合铆接车体结构,车体截面为鼓型,与普通低地板车体结构相比变化较大;钢铝混合铆接车体组装时无法通过点焊固定,且车体大部件组装顺序发生了变化。文中结合五模块项目,对车体结构及工艺难点进行分析,详细介绍了一种钢铝混合铆接式车体组装工艺。     

某型游乐小火车车体强度分析

利用ANSYS18.0建立车体结构有限元模型,对某型游乐小火车车体进行结构强度分析。依据GB8408—2018和EN12663—1/2010标准确定车体的静强度载荷工况和疲劳强度载荷工况,并对车体结构进行了强度计算和模态分析。结果表明,该游乐小火车车体满足标准设计要求。     

高速列车车体结构设计及强度分析

根据高速客车车体结构的特点,设计出二等车的拖车车体。为降低车体的重量和提高车体的抗压能力,车体的钢结构采用大型中空挤压铝型材;通过刚度等效法建立车体等效模型,并对其进行有限元分析,详细分析其主要结构的应力;通过对垂向载荷工况、纵向拉伸载荷工况、纵向压缩载荷工况、气动载荷工况的分析计算,得到了车体钢结构满足强度和刚度的要求、强度薄弱部位主要表现为局部应力集中的结论。解决应力集中问题不应通过加大构件断面尺寸,而应采用降低应力集中的结构措施或局部补强,并提出了设计改进意见。     

铁路平车车体强度计算方法对比分析

以某通用平车车体强度计算为例,对比分析俄罗斯及我国铁路货车车体强度规范中的计算方法与评定标准,为车体结构设计和强度分析提供可靠的理论依据。分析结果表明,俄罗斯的车体强度设计规范所考虑的基本载荷与载荷组合情况较我国的车体强度设计规范所考虑的完整、全面。采用我国的车体强度设计规范计算出的结果更为保守些。     

基于有限元法的车架仿真分析与试验研究

针对某钢厂250 t钢包车车架结构的变形和局部破损问题,采用有限元方法对车体与钢水包开展静力学仿真.建立钢水包与钢包车的三维几何模型,将几何模型导入Hypemesh;建立三维有限元模型;将有限元模型导入ANSYS的结构分析模块进行计算.结果显示,原有钢包车长期使用后会出现局部破坏,并且和现场一致.基于计算结果,对车体结构进行优化,显著提高了车体的局部强度和整体承载能力.     

基于有限元法的车架仿真分析与试验研究

针对某钢厂250 t钢包车车架结构的变形和局部破损问题,采用有限元方法对车体与钢水包开展静力学仿真.建立钢水包与钢包车的三维几何模型,将几何模型导入Hypemesh;建立三维有限元模型;将有限元模型导入ANSYS的结构分析模块进行计算.结果显示,原有钢包车长期使用后会出现局部破坏,并且和现场一致.基于计算结果,对车体结构进行优化,显著提高了车体的局部强度和整体承载能力.     

重型四轮驱动轨道牵引车车体有限元分析

对重型四轮驱动牵引轨道车的结构和技术参数进行了介绍,参考TB/T1335-1996等标准,采用ANSYS软件搭建车体有限元模型,确定载荷及工况,对车体结构进行了静强度分析.分析结果表明车体的静强度满足相关技术条件的要求,计算结果可为以后的轨道牵引车的设计提供参考.     

某型装甲破障车车体结构强度有限元仿真研究

某型装甲破障车的车体结构在复杂组合载荷作用下,必须同时满足强度和海上浮力储备等技术要求,有限元仿真技术为快速经济地实现这样的设计目标提供了可能。首先建立车体结构的三维实体有限元模型,其中对车体各部件之间复杂的接触条件和部件形状进行简化处理,给出车体结构承受的外挂部件重力、爆破器发射冲击力、发动机离心力和最大输出扭矩等载荷的等效静力学表达,确定车体结构的边界约束条件。仿真计算各种载荷作用下车体结构的变形和应力分布状况,指出车体结构强度和刚度的薄弱部位,分析导致计算的最大应力超过材料屈服强度的原因,提出并仿真验证车体主要承载部件的设计改进方案。     

应用多体有限元法预测车体结构疲劳寿命

利用多体动力学和有限元法结合的混合方法对机车车体结构疲劳寿命进行仿真研究.首先在SIMPACK中建立机车整车的多体系统动力学模型,根据不同的载荷工况计算其载荷时间历程;其次根据有限元准静态应力分析法,获得车体结构的准静态应力应变影响因子(stresses influence coefficient,SIC),再利用模态分析技术获得车体结构固有频率和模态振型,以及确定车体结构危险点位置.基于危险应力分布的动载荷历程,结合车体材料的S-N曲线以及Palmgren-Miner损伤理论,利用FE-FATIGUE软件的安全强度因子分析法和WAFO(wave analysis for fatigue and oceanography)技术进行标准时域的车体结构疲劳寿命预测,其中包括应力应变的循环计数、损伤累积和寿命预测.实测结果和仿真结果相互对比表明,这种方法可以有效预测车体结构的疲劳寿命,其精度和动力学与有限元模型的精度有关.     

基于有限单元法车辆车体结构优化设计

铰接车可以提升车辆的转向性能,但车体受力情况复杂.针对铰接车进行整体受力分析,对不同的子结构重力分析进行分析,获取整车的重力点,在此基础上对前后车体在插入工况、前轮离地工况等进行受力分析;基于有限单元法建立前后车体的有限元模型,分析在整车满载前轮离地工况,前后车体的强度和变形分析,获取应力分布极值点,对设计方案进行检验;根据分析结果,对车体结构进行优化;采用直角应变片法,对优化后的车体应力分布进行测试,在后车体极值点粘贴应变片,获取应力变化曲线,对比测试值与仿真值之间的差异,以检验分析的可靠性.结果 可知:在插入工况和前轮离地工况,前车体和后车体的强度满足要求,但局部位置存在应力集中的现象,其中应力值较大的部位主要集中在后车体的上、下铰接板处;两处测点的最大值分别为121MPa和63MPa,与仿真值相比误差分别为3.45％和6.10％,均小于仿真值,表明优化方案是可行的,降低了极值点的应力值,同时也表明仿真分析是可靠的.为此类设计提供参考方案.     

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.     

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...     

高速列车车体加速寿命试验载荷谱编制及分析

铝合金车体是高速列车的关键核心部件,设计中需要满足超长疲劳寿命要求。工程中,为避免实际运行中发生疲劳失效,同时降低试验成本,常采用加速寿命试验方法。采用车辆系统动力学方法计算获得车体随机载荷谱,对载荷谱进行处理,得到载荷频次图;基于FKM标准,编制三种载荷比下1×10⁷次循环对应的车体加速载荷谱;采用有限元法,分别施加三种载荷比条件下的载荷谱,得到对应的加速系数;分别采用线性及非线性损伤累积理论,分析载荷块谱的加载顺序对车体损伤累积的影响。得出结论：在原始载荷谱和加速载荷谱作用下,车体结构各点疲劳损伤均小于1,满足设计要求;分别提高载荷比至P=1/3和P=2/3,对应的加速系数为12.75和218.65;载荷谱加载顺序对车体疲劳累积损伤有影响：以P=2/3为例,高-低顺序载荷谱循环632次时,损伤值累积达1,而对应相同的损伤值,低-高顺序载荷谱仅需要循环614次。结果表明车体承受载荷存在低应力幅占优的特点,即低-高加载顺序具有更好的加速效果。对车体加速寿命试验载荷谱的编制及分析方法研究,为车体台架疲劳试验提供理论依据及科学指导。     

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。     

基于有限元的液压铰接接头拧紧力矩计算

针对基于均匀截面应力的铰接接头拧紧力矩工程计算无法充分考虑径向孔等局部结构应力集中效应,计算结果不准确的问题,建立液压铰接接头拧紧过程静强度计算有限元模型,通过在螺纹段定义固定约束,螺母与基体间定义接触约束,施加拧紧力矩及对应的螺纹预紧力载荷,模拟真实受力工况。依据线性强度计算模型下应力结果与施加载荷成正比的关系,确定材料许用应力对应的拧紧力矩,为铰接接头等存在应力集中结构的及接头类产品拧紧力矩确定和结构设计校核提供参考。