新型焦炭运输专用敞车研究

摘要

我国幅员辽阔，铁路是国民经济发展的大动脉，也是现代物流主要通道，按照“科学、协调、可持续”发展战略要求，铁路实施“客货并重”的发展方式。铁路货运将加快重载、快捷和专业化运输的多元化发展模式。近年来，70t级货车的大量运用，其货物列车商业运营速度达到了120km/h，80t级通用货车、100t级铁路专线专用货车的研制并将投入运用，实现了“提速重载并举、高效周转、安全可靠”的目标。目前，我国铁路运能仍然紧张，重载运输发展相对滞后，专业化的铁路货运装备的紧缺仍是目前困扰国民经济更快速发展的“瓶颈”。因此，研发在我国既有路网条件下的新型专用货运装备是实现我国铁路货运装备现代化的必然趋势，以更好地满足国民经济和社会发展的需要。
　　本文首先在分析研究国外专用货车技术发展的基础上，探讨我国铁路货车装备专用化发展的迫切需求，通过调研我国焦炭行业生产和运输情况，以及我国60t级焦炭运输专用敞车运用中出现的问题，结合新型焦炭运输车的运用要求，研究提出了23t轴重焦炭运输专用敞车的总体技术方案，并对车体底架、侧墙和端墙的结构进行了设计。然后，采用有限元仿真软件对车体钢结构的静强度和疲劳强度进行了分析，验证了技术方案的合理性、可行性和可靠性;并对制造的样机进行了试验研究，进一步验证了产品的实际性能符合相关标准的要求以及有限元计算结构的准确性。本文还针对焦炭敞车侧墙高而导致侧墙外胀量大的现象进行了分析计算，并提出了控制侧墙外胀的技术措施;文章的最后对新型焦炭运输敞车的技术经济性进行了分析。
　　新型23t轴重焦炭运输专用敞车的研究成果填补了我国在大容积焦炭运输专用敞车专业化运输装备方面的空白，对于研究制定专用货车标准和运用技术规程及保养和修理方面提供了一定的技术支持，对于提升我国铁路货车装备的专业化水平具有较高的参考价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国外专用货车现状及技术发展

1．2．1 美国

1．2．2 澳大利亚

1．2．3 欧洲

1．2．4 俄罗斯

1．3 我国专用货车现状及技术发展

1．4 各国焦炭运输专用货车现状

1．5 焦炭运输需求分析

1．6 研究制造新型焦炭运输专用敞车的意义

1．7 本文的主要工作

第2章 车辆主要结构选型研究

2．1 车体总体结构形式的确定

2．2 底架结构形式的确定

2．2．1 中梁结构型式的确定

2．2．2 采用小横梁布置

2．2．3 冲击座及其拉铆钉连接方式

2．2．4 整体式上心盘

2．2．5 下侧门搭扣

2．3 侧墙结构形式的确定

2．3．1 侧柱和横带的布置

2．3．2 栓结座

2．4 端墙结构形式的确定

2．5 车门的确定

2．6 制动系统

2．7 车钩缓冲装置

2．8 转向架

2．9 本章小结

第3章 车辆主要技术参数的选取

3．1 自重系数

3．2 比容系数

3．3 车辆长度

3．4 车辆宽度

3．5 车辆高度

3．6 材料

3．6．1 许用应力对比

3．6．2 耐腐蚀性能对比

3．6．3 采购成本对比

3．7 本章小结

第4章 车辆技术方案研究

4．1 总体思路及目标

4．1．1 总体思路

4．1．2 研制目标

4．2 主要技术特点

4．3 方案介绍

4．3．1 性能参数与基本尺寸

4．3．2 主要结构

4．4 本章小结

第5章 车体结构强度研究

5．1 有限元分析方法

5．2 车体静强度与刚度分析

5．2．1 有限元分析模型的建立

5．2．2 载荷工况的确定

5．2．3 强度和刚度评定标准

5．2．4 车体刚度与强度计算结果及评定

5．2．5 结构静强度与刚度计算结论

5．3 车体结构疲劳寿命分析

5．3．1 疲劳载荷

5．3．2 疲劳寿命估算方法

5．3．3 有限元模型

5．3．4 应力计算结果

5．3．5 疲劳寿命评估结论

5．4 静强度试验研究

5．4．1 试验载荷工况

5．4．2 试验评定标准

5．4．3 试验数据整理

5．4．4 试验结果

5．5 本章小结

第6章 车体侧墙外胀分析

6．1 侧墙外胀原因及评定标准

6．1．1 外胀原因

6．1．2 侧墙刚度评定标准

6．1．3 车体侧墙刚度

6．2 仿真分析验证

6．2．1 作用在车体上的载荷

6．2．2 计算结果及分析

6．3 本章小结

第7章 经济性分析

7．1 运输经济效益

7．2 装载加固效益

7．3 制造维修成本

7．4 本章小结

结论及展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果