基于ANSYS的铁路客车车体结构参数化研究

根据我国通用铁路客车车体钢结构的特点,基于大型有限元分析软件ANSYS,应用参数化程序设计语言APDL对铁路客车车体进行参数化建模,并采用TCL/TK语言为界面二次开发语言,实现ANSYS内部参数与对话框输入参数间的相互传递,更好地适应了人机交互。通过对话框调整车体结构相应参数,便可自动生成车体钢结构几何模型,大大缩短了设计周期,提高了设计效率,为后续快速进行有限元分析奠定了基础。     

列车车体扭转振动灵敏度分析

首先介绍了灵敏度分析的基本原理,然后基于一维波动方程,导出了标准梁的扭转振动频率方程,结合列车车体中空薄壁型腔截面的特点,根据不同位置的截面特性,将车体分成多段等截面梁,以获取不同车体分段的截面信息。运用刚度串联原理,引入与车体结构特征密切相关的修正系数,得到车体的一阶扭转振动频率方程。以某型高速列车为例,公式的解析计算结果与有限元结果的误差为-2.036%,在工程误差要求范围内。最后,以该解析公式为依据,选取了车体的8组设计参数对车体进行了灵敏度分析,并得到了对车体扭转振动频率影响较大的4组设计参数,为列车车体设计相关工作提供了设计参考依据。     

高速列车动力学参数设计系统的研制

为提高高速列车动力学参数设计效率,研究了一种基于知识的参数设计方法。该方法以知识规则库、动力学模型实例为基础,从性能空间到设计空间的映射关系为导向,结合参数化建模、动力学仿真技术,进行动力学参数设计。帮助设计者快速地缩小设计参数集,获取与设计要求相匹配的动力学参数,提高设计效率,缩短周期。最后开发了基于知识的高速列车动力学参数设计系统。     

高速列车弹性车体垂向振动与悬挂参数设计

高速铁道客车车体受轨道激扰力的作用产生弹性振动,影响客车运行平稳性。为了分析车体弹性振动与车体悬挂参数关系,基于刚柔耦合动力学原理,建立了客车垂向动力学模型,根据共振理论及模态叠加原理计算了系统固有频率和响应功率谱,分析了车辆系统悬挂参数和运行参数对振动的影响。仿真发现弹性车体振动响应大于刚性车体,车体一阶垂弯振动对弹性振动的贡献最大。在满足结构条件下,适当降低一、二系悬挂垂向阻尼、一系悬挂垂向刚度可减小车体弹性共振,系统各个部件自振频率控制、车体垂向悬挂阻尼控制可实现整车模态及局部有害模态控制。     

高速铣削加工6061铝合金高速列车车体工艺参数的优化

在高速铣削高速列车车体铝合金型材的过程中,加工工艺参数对刀具的切削性能以及使用寿命有着非常重要的影响。本文采用析因设计方法,分析主轴转速和进给量对铣削力的影响趋势。试验结果的极差分析表明,主轴转速对切削力的影响比进给量大;随着转速的增加,Fy和Fz均显著降低,转速越高降低的幅度越大;三个方向的切削力随着每齿进给量的增大而增大。因此,主轴转速10000r/min、进给量0.1-0.12mm/z为优选的加工参数。     

浅析桥梁正向设计与智能参数化建模

BIM正向设计与参数化建模在建筑设计中的应用逐渐增多。桥梁作为一种特殊的建筑形式,对参数化建模的需求更加强烈。提出桥梁结构正向设计参数化建模的新思路,通过参数化的三维几何模型分析了桥梁正向参数化模型的逻辑构成,简述了模型中桥梁结构部分和整体的描述方法 ,并依托“生态路上跨西康高速新河村大桥”拱桥方案设计实例,来阐明参数化建模过程和设计流程。     

基于指标参数依赖关系动态响应的研发流程模型

针对复杂产品多层次、多冲突、多迭代的协同开发特点,提出一种基于指标参数依赖关系网络动态响应的复杂产品研发流程模型.探讨了指标参数之间依赖关系的分析方法,并将其分为兄弟组件之间的依赖关系和父子组件之间的依赖关系两种类型.针对两种类型分别提出基于设计结构矩阵的兄弟组件之间的指标参数依赖关系分析方法和基于关联矩阵的自顶向下的父子组件之间的指标参数依赖关系分析方法,并建立指标参数依赖关系网络;面向多学科协同设计提出基于数据和消息驱动的研发流程执行机制,以T/R研发流程为例说明了动态响应的研发流程模型.     

车体设计参数对车体垂向弯曲振动频率的灵敏度分析

采用基于灵敏度分析的车体垂向弯曲刚度优化方法,对车体结构关键参数进行了灵敏度分析,确定了关键设计变量与系统响应的关系,从而得到了结构设计变量（车体结构关键参数）对目标约束函数（车体一阶垂向弯曲振动频率）影响的变化梯度。首先,由欧拉-伯努利梁垂向振动微分方程,结合初始条件和边界条件,得到了自由梁的一阶垂向弯曲振动频率方程;然后,结合车体结构特征,推导和修正了车体的一阶垂向弯曲振动频率解析方程,并以某地铁车体对解析方程进行了有限元的验证;最后,选取车体的6组设计参数进行了车体一阶垂向弯曲振动频率的灵敏度分析。根据研究结果,给出了车体关键参数对其一阶垂向弯曲振动频率影响程度的排序,为列车车体设计相关工作提供了参考依据。     

列车车体轻量化设计研究进展

为研究列车车体的轻量化设计方法,对近年来国内外列车车体轻量化设计领域取得的主要成果,及其在高速列车、城轨列车和磁浮列车车体中的应用进行了梳理。分析列车车体的设计要求和数值建模方法;重点研究列车车体结构优化中的拓扑优化、形状优化、尺寸优化和多学科设计优化等方法及其进展;列举镁合金、玻璃纤维、芳纶纤维和碳纤维等新型复合材料在列车车体轻量化设计中的应用,并对现阶段列车车体制造中的工艺参数优化、搅拌摩擦焊和激光焊接等加工工艺进行归纳。指出未来列车车体轻量化设计的发展方向和趋势,旨在为列车车体轻量化设计研究提供参考。     

基于约束网络的高速列车车体关联设计技术研究

针对现有高速列车车体缺乏对多样化、个性化需求快速响应设计方法的研究,采用Top-down设计思想,提出一种基于约束网络的高速列车车体关联设计方法。通过关联设计实现装配信息变更影响在车体多层级骨架模型中自顶向下自动传递,并建立约束网络模型关联产品功能、性能、结构等多域特征信息,实现需求驱动的高速列车车体快速设计。以某车体侧墙模块设计为例,验证了该方法不但实现需求驱动的车体快速设计,而且通过建立显式的多域特征信息影响传播机制,保证多域特征参数变更设计的正确性。     

基于装配约束关系的零部件参数化设计

首先分析了零组件的一般参数化设计的常见方法 ,针对存在的定位关系复杂组件 ,提出了一种基于装配关系的参数化设计方法。文中着重阐述了该设计方法的原理 ,即采用关联参数建立多个组件间的关联可以实现复杂组件的参数化建模。最后基于三维 CA D造型系统 U G平台 ,给出了航空发动机单级叶片和盘的整体参数化设计实例 ,验证了该方法的可行性     

列车车体结构一阶垂向振动参数研究

基于欧拉-伯努利梁理论,建立了等效车体结构垂向参数的计算参数化模型。为了更精确地计算出车体结构的一阶垂向振动弯曲频率,根据车体截面的不同,将其分成若干段,获取分段的截面信息;基于分段的不平均程度推导出了具有收敛系数的车体一阶垂向弯曲频率修正公式,大大提高了车体的一阶垂向振动弯曲频率解析计算精度。分别以某型地铁车和高速列车车体结构的一阶垂向振动弯曲频率计算为例,对公式的关键参数进行了分析与应用,计算结果表明:公式解析解与有限元解之间的误差分布为2.05%和4.59%,且高速车与其模态实验结果相差1.18 Hz,证明了车体一阶垂向振动弯曲频率修正公式的有效性。     

基于构件的高速列车车体有限元模型快速生成

高速列车车体属于典型骨架型结构产品.在高速列车车体方案设计阶段为了快速实现设计模型和有限元模型的生成和修改,提出一种基于构件理论的车体快速设计体系.研究了车体零件的定位关系,对车体零件提取构件,应用知识工程和强力拷贝技术建立自顶向下的车体三维模型;并应用车体定位装配关系生成硬点硬线,将三维模型几何数据与来自零件的关联知识通过算法自动生成车体有限元模型,实现车体三维设计模型和有限元仿真模型的快速迭代设计.     

高速列车铝合金车体焊接质量控制

本文综述了加强焊接质量控制在轨道车辆焊接企业的重要性,详细介绍了轨道车辆焊接企业如何开展焊接质量控制工作。     

基于参数化的产品变形设计建模研究与实现

通过对产品级的装配件产品的CAD模型进行层次性的分解和简化,对零部件的参数类型、参数取值范围、参数间的关联等进行分析,然后层次性地构建产品的变形设计模型,以数据库表保存变形设计模型参数,利用Solid Ease、SQL Sever数据库和VC＋＋开发了基于Solid Edge的变形设计系统。     

直廓外环流活塞泵结构参数关系的研究

本文介绍了一种改进型外环流活塞泵，通过对叶片廓形的改进，改善了它的结构工艺性，使其设计和制造过程得到了简化，对改进后的直廓外环流活塞泵和不干涉条件条件了研究，为设计提供了理论依据。     

基于灰色系统理论的外圆磨削工艺参数优化研究

针对难加工材料的高精密外圆磨削加工工艺参数优化问题,以磨削工件表面粗糙度和工件圆度均方根值作为试验评价指标,使用正交试验方法对各工艺参数进行试验设计,基于灰色度分析方法对实验各工艺参数进行分析计算优化。实验结果证明了该方法在分析优化磨削工艺参数的有效性和实用性。     

基于知识的参数化智能设计技术研究

结合KBE技术的发展以及在机械设计中的应用,提出了一种面向产品设计流程的智能化设计方法.结合基于实例推理的设计技术和基于知识的参数化设计技术的优势,将知识融入设计流程,在总体设计、详细设计等产品设计全过程实现智能化快速设计.     

产品协同设计中的QFD方法研究

企业普遍采用客户、供应商、制造企业等多角色参与的产品协同设计,尤其是客户的参与。QFD是将客户需求知识转换为产品设计要素的常见方法,利用Lite-QFD软件并结合汽车实例实现了产品协同设计的QFD转换和质量屋视图。     

红外探测系统参数关系及实际应用

随着大量红外探测系统的使用,系统中各参数间的相互关系及其优化设计就摆到我们的议事日程。如何建立基本的红外探测方程参数间的数学模型及其公式,对跟踪探测能力具有极为重要的影响。本文重点讨论红外系统中灵敏度、信噪比和作用距离的关系检测方法和实际应用研究的结果,并给出最新的公式。