载重80t通用敞车车体结构研究

摘要

通用敞车是铁路货物运输中的主型车辆，降低敞车车辆自重、提高载重有利于提高运输效率、降低运输成本。在保证车体结构静强度、疲劳强度满足设计要求的同时，实现轻量化是车辆结构研究的方向。
　　 论文以载重80t通用敞车车体为研究对象，对车体进行了结构设计，按照TB/T1335-1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》，运用线性、非线性有限元静力分析技术完成了多种工况下的车体结构的静强度分析，找到车体结构中强度富余的部位，为优化设计提供依据。利用ANSYS参数化设计语言(APDL)建立敞车车体的参数化模型，分别以不同参数作为设计变量进行计算，经比较提出了以车体主要部件的板厚、几何尺寸和位置参数共同作为设计变量的优化方案。以车体重量最轻作为目标函数，同时考虑多个工况，在保证车体强度、刚度的前提下，实现车体的结构优化。将疲劳载荷工况下有限元计算得到的静态应力与载荷谱相结合，得到应力谱。基于Miner线性累积损伤理论，采用“利用标称应力和可比构件或零件的疲劳特性”的方法对优化后的车体进行疲劳强度分析。
　　 分析结果表明，载重80t通用敞车车体静强度和疲劳强度均满足标准要求。结构优化后的车体质量下降10.9％，优化效果明显。