声明
致谢
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 车体结构设计及试验标准
1.2.2 高速列车车体机械与气动载荷研究
1.2.3 流固耦合数值方法及其新技术
1.2.4 子模型方法及其应用
1.2.5 基于应力状态的结构分析
1.3 存在的问题分析
1.4 本文研究内容
2 高速列车机械、气动载荷分析与耦合
2.1 高速列车外流场计算模型
2.1.1 流体计算基本方程
2.1.2 湍流模型及参数选择
2.1.3 用于外流场分析的高速列车几何模型
2.1.4 外流场分析区域与边界条件
2.2.1 两车交会
2.2.2 单车通过隧道
2.2.3 两车隧道交会
2.3 基于刚柔耦合模型的高速列车机械载荷分析
2.3.1 高速列车自由度缩减的数值方程
2.3.2 头车缩减自由度有限元模型
2.3.3 头车的刚柔耦合模型
2.3.4 机械载荷计算结果分析
2.4 气动载荷耦合机械载荷的分析
2.4.1 气动载荷耦合柔性车体的实现
2.4.2 气动载荷对车体机械载荷的影响
2.5 本章小结
3 流固耦合界面数据传递的联合插值方法
3.1 非匹配网格界面数据传递矩阵的定义
3.2 传递矩阵的径向基函数插值方法
3.2.1 传递矩阵的插值列式
3.2.2 核函数对误差的影响
3.3 多项式目标函数的联合插值方法
3.3.1 目标域插值点结果及误差证明
3.3.2 联合插值权重系数存在条件的讨论
3.4 流固域平面界面算例分析
3.4.1 算例设计
3.4.2 不同载荷函数时的插值结果分析
3.4.3 联合插值权重系数的影响
3.5 异型网格界面数据互传算例分析
3.5.1 分析模型
3.5.2 源域载荷的定义及误差分析
3.5.3 四边形向三角形网格传递
3.5.4 三角形向四边形网格传递
3.6 本章小结
4 耦合载荷下车体整体结构动态响应分析
4.1 载荷及约束条件的定义
4.2.1 高速列车外流场-载荷的高精度传递
4.2.2 两车交会时车体结构响应分析
4.2.3 单车通过隧道时车体结构响应分析
4.2.4 两车隧道交会时车体结构响应分析
4.3 机械载荷作用下车体动态响应
4.4 耦合载荷作用下车体动态响应
4.5 不同载荷施加方式车体应力成分分析
4.5.1 会车工况应力成分分析
4.5.2 隧道通过工况应力成分分析
4.5.3 隧道交会工况应力成分分析
4.6 本章小结
5 异构单元的子模型方法
5.1 子模型中壳、实体单元的应用分析
5.2 改进的壳-实体单元边界位移关系与传递
5.2.1 基于虚拟节点的子模型边界传递
5.2.2 基于径向基函数的边界插值
5.3 算例分析与讨论
5.3.1 带孔方板的有限元模型
5.3.2 插值核函数及参数选择
5.3.3 子模型节点均方根误差分析
5.3.4 局部等效应力的相对误差分析
5.4 本章小结
6 高速列车局部结构应力状态分析
6.1 单元类型对应力状态分析的影响
6.2 基于整体结构分析的局部结构分类
6.3 局部结构子模型的建立
6.3.1 司机室骨架结构边界条件
6.3.2 车门拐角结构边界条件
6.3.3 车窗含焊缝结构边界条件
6.3.4 切割区域对子模型的影响
6.4.1 司机室骨架结构应力状态分析
6.4.2 车门拐角结构应力状态分析
6.4.3 车窗含焊缝结构应力状态分析
6.5 缺陷、初始应力模型对含焊缝结构的影响
6.5.1 含焊接缺陷结构应力状态分析
6.5.2 含焊接残余应力结构应力状态分析
6.6 本章小结
7 结论与展望
7.1 本文结论
7.2 工作展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
独创性声明
学位论文数据集
北京交通大学;
