新型米轨风动卸煤车车体强度的研究

摘要

目前，在国内没有适合米轨铁路运输的专用风动卸煤车，现在唯一使用的旧型风动卸煤车，已使用多年，该车载重量较小，而且由于设计上的缺陷，车体各结构均采用角钢焊接而成，运用当中，常出现车体变形，配件断裂等问题，严重危及米轨运输安全，远远满足不了米轨铁路运输的需要。另外，米轨铁路目前运量远远大于运能，只有不断地挖潜米轨车辆的运输潜力，不断地对一些不能满足运营要求的车辆进行大修改造，改善车辆的性能，才能提高米轨运输效益。 本文正是为了能够解决这些问题，根据米轨目前的实际情况，以及旧型风动卸煤车存在的诸多问题，对旧型风动卸煤车车体进行大修改造，研究设计方案。新型风动卸煤车车体底架设计时借鉴了米轨现有敞车的设计思想，车体采用了全钢焊接结构，为板梁式侧壁底架共同承载结构。枕梁组焊为箱形变截面结构，端梁用钢板压成角形断面，根据车体中部承载较大的特点，在中部设计了一个箱型结构的大横梁，侧墙由七根侧立柱组成，侧柱分别与底架枕梁及大横梁处在同一断面内，以加强结构的整体承载能力。 根据TB/T1335-1996标准，利用ANSYS有限元分析系统软件对该车车体强度进行分析与计算。同时对不满足强度要求的钢结构部分，进行结构补强，最终使改进的钢结构设计方案完全符合TB/1335-1996标准的要求，满足运输安全的需要。 由于米轨的特殊性，机车牵引力、列车重量、速度等都与准轨不相同，在多数运行情况下，米轨车辆本身所受的各种作用力均小于准轨车辆。因此，结合米轨的现状，主要针对米轨货车的各种载荷工况下对纵向动力学性能进行分析，从而对TB/1335-1996标准适合米轨货车车体强度设计方面进行了探讨。 通过准、米轨对比研究，对大修改造后的风动卸煤车车体强度进行对比校核分析，发现米轨货车车体强度和刚度富裕量都比较大，说明在降低米轨货车车体的自重方面，有较大的优化余地，为增加载重，提高运输效率，降低能耗开辟了广阔的空间。 通过使用单位进行了一年半的实际运用考验，证明大修改造后的新型风动卸煤车车体钢结构设计合理，安全性能较好，用户认为，该车日常维修率较低，完全克服了旧型风动卸煤车车体不足之处。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1前言

1.2米轨风动卸煤车的现状

1.3国内外漏斗卸煤车的现状

1.4设计米轨风动卸煤车的目的

1.5研究米轨风动卸煤车车体强度的意义

1.6研究的内容

第二章新型米轨风动卸煤车的设计方案研究

2.1设计参数的研究确定

2.1.1主要技术参数

2.1.2主要几何尺寸

2.2方案选择

2.3车体主要结构

2.3.1设计平面图

2.3.2整车外观结构

2.4车辆安全性能的分析

2.4.1抗倾覆性

2.4.2抗脱轨性

2.4.3车体宽度校核

2.5本章小结

第三章新型米轨风动卸煤车车体强度的研究

3.1建立车体有限元计算模型

3.2车体的计算载荷

3.2.1垂直静载荷

3.2.2垂直动载荷

3.2.3侧向力

3.2.4扭转载荷

3.2.5纵向压缩力Ⅰ

3.2.6纵向压缩力Ⅱ

3.2.7纵向拉伸力Ⅰ

3.2.8散装粒状货物的侧压力Ⅰ

3.2.9散装粒状货物的侧压力Ⅱ

3.3车体的计算工况

3.4车体的计算许用应力

3.5车体的质量计算结果

3.6车体的刚度计算结果

3.7新型风动卸煤车车体的强度计算结果

1、在第一工况

2、在第二工况下

3、在第三工况下

4、在第四工况下

3.8新型风动卸煤车车体的模态分析

3.9新型风动卸煤车车体强度有限元分析结论

3.10新型风动卸煤车车体钢结构方案改进

3.11本章小结

第四章米轨货车车体强度设计规范的探讨

4.1我国铁路货车车体强度设计规范简介

4.2我国米轨货车车体强度设计现状

4.3研究米轨货车车体强度设计规范的思路

4.4米轨车辆各种受力的考虑

4.4.1关于垂向载荷的考虑

4.4.2关于侧向力的考虑

4.4.3关于斜对称载荷

4.4.4关于扭转载荷的考虑

4.4.5关于纵向力的考虑

4.4.6关于其他受力情况的考虑

4.5米轨货车车体强度设计应采用的有关载荷

4.6本章小结

第五章新型风动卸煤车车体结构优化设想

5.1米轨车辆载荷参数的选择

5.1.1扭转载荷

5.1.2纵向压缩力Ⅰ

5.1.3纵向压缩力Ⅱ

5.1.4纵向拉伸力Ⅰ

5.2车体的强度计算结果

5.3新型风动卸煤车车体强度计算综合分析

5.4新型风动卸煤车车体强度准米轨标准分析对比

5.4本章小结

第六章新型风动卸煤车实际运用情况

6.1上线试运用情况

6.2运用报告及用户意见情况

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文