基于Optistruct碳纤维复合材料敞车下侧门的优化设计

敞车是铁路运输煤炭、道砟等散装物品的主型车辆。在长期经受日晒雨淋、外力撞击及运输物品的化学侵蚀下，敞车下侧门易出现严重破损和变形。针对该问题进行深入研究，以70 t级通用敞车下侧门为研究对象，采用HyperMesh软件对下侧门原结构进行静力学分析，校核其强度和刚度，并在此基础上对下侧车门结构和材料进行双重优化设计，用碳纤维复合材料代替传统钢材。这不仅提高了其力学性能，而且达到了减重的效果。校核优化后的下侧门力学性能，结果表明用碳纤维复合材料代替传统钢材，不仅提高了下侧门的力学性能，解决了腐蚀、破损及变形等既有问题，而且实现了车辆轻量化，达到了减重和降低能源消耗的绿色环保要求。