电气化铁道接触网抱箍类零部件有限元分析

摘要

该文基于有限元基本原理,采用有限元分析软件ANSYS对电气化铁道接触网上几种不同类型的零部件进行了有限元分析.在文中,首先介绍了有限元分析软件ANSYS对零件进行有限元分析时涉及到的基本理论和方法.在这些方法和原理的基础上分别对每种零件的不同荷载工况(具体分为8种工况)进行了材料非线性、状态非线性(接触)、谐响应以及疲劳寿命的计算.在利用有限元软件计算过程中,根据零件复杂的外形和具体的受力特点,划分网格的方法选用智能网格划分,单元选用十节点的四面体SOLID92单元.对零件塑性阶段进行分析时选用的屈服准则为金属材料通用的V.Mises屈服准则.而对于涉及到状态非线性的模型除了分析其材料非线性部分还对存在接触问题的位置加了接触单元(Targe170,Conta174),对零件进行状态非线性求解.状态非线性求解的方法根据实际发生的接触类型(面-面接触)选用罚函数方法.静力部分的求解方法为Newton-Raphson方法.对于部分受正弦波动荷载的零部件进行了谐响应分析,并通过谐响应求出的应力最大幅值来确定零件的疲劳寿命,以达到验证零件耐久性的目的.谐响应分析选用的方法为模态叠加法.在对零件计算结果以及实验数据进行对比、分析的过程中,我们分别对零件的前期设计、施工过程、实际使用三个阶段提出了合理化建议.相信通过该次计算和分析会对接触网零部件的国产化产生一定的推动作用.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1项目概况

1.2分析技术介绍

1.3本文研究内容

第二章有限元理论部分

2.1材料的本构关系

2.2屈服准则

2.3强化准则

2.4状态非线性(接触理论)

2.5非线性问题的求解方法

2.6单元类型介绍

第三章广州地铁零部件有限元分析

3.1工程概况

3.2模型一计算

3.3有限元模型二（接触模型）

3.4关于加厚

3.5计算结果云图及应力（V.Mises应力）

第四章宝力电气化铁路承力索支持线夹计算

4.1工程概况

4.2前处理

4.3加载与求解

4.4计算结果及分析

4.5实验部分

第五章宝力电气化铁路承力索支持线夹谐响应及疲劳计算

5.1谐响应分析

5.2疲劳寿命的评估

5.3有限元分析步骤

5.4计算结果

5.5疲劳寿命评估

第六章结论及展望

6.1广州地铁零部件部分结论

6.2宝力公司零部件部分结论

6.3展望

参考文献

作者在攻读硕士期间发表的论文及科研情况

致谢