80t级通用敞车研究

摘要

“十一五”发展期间，在铁道部建设和谐铁路战略方针指导下，经过创新与实践，我国铁路货车技术发展水平得到快速提升，实现了提速、重载两大跨越，铁路的运输能力及运输效率得到了显著提高。现有60多万辆货车已具备速度120km/h的运行条件；通用货车载重已实现由60t级向70t级全面升级换代；运煤专用敞车载重已达到80t；普通线路普遍开行5000t～6000t货物列车；大秦线全面开行了牵引总重达1万t、2万t的重载列车。铁路货车使用可靠性显著提升，故障率大幅降低，适应了中国铁路“客货共线、高效周转、安全第一”的要求，满足了国民经济“又好又快”发展的需要。但是我国铁路货运能力仍然不能满足国民经济发展的需要，货车轴重偏低，通用货车载重由60t级提高70t级后，也没有完全发挥出既有通用线路的承载能力，因此发展重载运输是我国铁路货车发展的必选之路。敞车是我国铁路运输中的主型车辆，在我国目前的货车总数中，数量最多，约占60％。
　　本文以80t级通用敞车为分析对象，参考国内、外通用敞车的发展状况和特点，主要从以下几方面论述了发展80t级通用敞车需攻克的技术问题：首先系统分析了发展80t级通用敞车需要面临的种种制约因素，得出通过对部分既有线路改造的方式可以在我国发展80t级通用敞车的结论；然后以发展重载货车的经济性为出发点，对如何科学合理的选取技术参数进行了阐述；继而针对国内目前通用敞车在运行过程中出现的一些典型故障，对方案设计中的一些关键部件提出改进建议，达到提高性能效益，降低寿命周期成本的目标；其后结合我国的国情和路情，提出发展80t级通用敞车的总体思路及设计目标，从而提出80t级通用敞车的总体技术方案，同时采用可靠性设计的理念对整个设计方案进行了计算分析；文章的最后，为保证产品具有工程实际意义，对80t级通用敞车设计方案的技术可行性进行论证，从而完成了80t级通用敞车的整个研究过程。
　　文章的研究成果对我国发展80t级通用敞车提供了部分的理论依据，对提高我国铁路货车的整体技术水平具有较好的实用价值。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国外铁路重载铁路货运技术发展

1.2.1 美国

1.2.2 加拿大

1.2.3 澳大利亚

1.2.4 南非

1.3 发展重载货车的意义

1.4 本论文的主要工作

第2章 开行80t级货车的可行性

2.1 基础设施

2.1.1 线路、桥梁

2.1.2 钢轨

2.1.3 限界

2.1.4 既有装卸货设施

2.2 我国铁路货运重载技术概况

2.2.1 整车技术

2.2.2关键技术

2.2.3 出口重载货车技术积累

2.2.4 标准体系

2.3 市场需求分析

2.4 本章小结

第3章 80t级通用敞车主要技术参数的选取

3.1 比容

3.2 自重

3.3 车辆长度

3.4 车辆宽度

3.5 车辆高度

3.6 材料

3.7 本章小结

第4章 主要结构的选型及设计

4.1 底架结构型式的确定

4.1.1 采用纵向梁结构

4.1.2 采用整体冲击座、整体上心盘结构

4.2 侧墙结构

4.2.1 采用板梁结构，外置侧柱及侧横带结构

4.2.2 采用新型双曲面侧柱

4.2.3 采用加宽、加高的组焊式侧柱内补强座

4.3 端墙结构

4.4 车门结构

4.4.1 继承性

4.4.2 门板材料选用T4003，提升车辆防腐性

4.4.3 采用拉铆钉连接，提高车辆可靠性

4.4.4 下侧门采用新型门板及折页结构，改善下侧门刚度及强度

4.4.5 采用新型两级锁闭搭扣，实现两级锁闭

4.5 制动装置

4.6 转向架

4.6 工业设计

4.6.1 产品功能

4.6.2 人机工程学

4.6.3 外观及其标识

4.7 本章小结

第5章 80t级通用敞车技术方案

5.1 总体思路及目标

5.1.1 总体思路

5.1.2 研制目标

5.2 主要技术特点

5.3 方案介绍

5.3.1 性能参数与基本尺寸

5.3.2 主要结构

5.4 本章小结

第6章 计算分析

6.1 车体强度与刚度分析

6.1.1 有限元分析模型

6.1.1 载荷工况

6.1.2 评定标准

6.1.3 车体刚度与强度计算结果及评定

6.1.4 结构静强度与刚度计算结论

6.2 车体结构疲劳寿命分析

6.2.1 车体结构疲劳载荷

6.2.2 有限元模型及应力分析

6.2.3 疲劳寿命估算结果

6.2.3 结构疲劳强度计算结论

6.3 本章小结

第7章 方案技术可行性分析

7.1 工艺可行性分析

7.1.1 创新研发组织模式，实施工艺设计协同研发

7.1.2 传承既有产品的优良结构，推动工艺实践经验

7.1.3 推进工艺分析理论化

7.1.4 推行EN15085焊接标准，规范焊缝结构设计

7.2 安全可靠性分析

7.2.1 采用成熟定型产品，降低技术风险

7.2.2 采用多项措施，保障产品性能

7.2.3 通过理论分析提升产品性能

7.2.4 引入RAMS设计理念，提升产品的可靠性

7.3 经济合理性分析

7.3.1 零件标准化、规范化

7.3.2 经济利益最大化

7.3.3 环保性

7.4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果