载重100t运煤专用敞车车体结构选型研究

摘要

本论文以国际上广泛应用和大力发展的重载铁路运输为主线，结合中国资源、需求、运能等方面的实际情况进行综合考虑，立足大轴重和低自重的重载货车发展方向，着眼重载车辆技术中的车体结构，进行载重100t运煤专用敞车车体选型研究。
　　首先，对载重100t的运煤专用敞车车体进行结构设计。
　　在拟定的主要设计任务的前提下，制定了车体结构的选型研究方法。再结合我国现有车型，提出了本文研究对象的三种结构方案：方案一为平底运煤专用敝车；方案二为双浴盆运煤专用敞车；方案三为单浴盆运煤专用敞车。然后主要围绕三种方案的整体尺寸、材料及结构形式进行设计工作，结合三维软件UG对方案进行建模。并在设计中着眼细节对质量进行控制，尽量在满足轴重的前提下降低自重。
　　其次，验证所设计的研究对象的合理性。
　　在验证研究对象的合理性时，主要利用有限元分析软件ANSYS分别对三种车体结构方案进行了强度、刚度校核，验证了结构设计的合理性。在前述模型的基础上进行优化设计，并进行模态分析，得到了设计方案的固有频率并输出了其前六阶低阶振型。从而验证了刚度匹配及车体结构动态性能的合理性。
　　再次，对以上设计数据及验证数据进行处理，并对比分析进行方案选型。
　　结合部分设计数据计算了三种方案的浴盆容积、总容积、总质量、距轨面的重心高度及相关的经济性能等主要参数。再结合验证数据，对三种方案结构性能进行了分析。根据以上数据进行对比和选型研究，做到有据可依，有数据可查。
　　最后，对第一步设计研究对象遗留下的撑杆部分进行位置优化研究。在研究中主要拟定了四个课题，着重针对设置撑杆的必要性、撑杆的作用、撑杆的数目布置及高度对车体的影响进行研究。
　　通过研究，本文认为载重100t运煤专用敞车车体采用双浴盆底架结构具有纵向力传递合理、重心较低、容积较大、制作工艺简单等优点，是我国重载运煤专用敞车的理想车型。