200km/h CRH动车组一等座车车体结构强度研究

摘要

高速客车车体是高速列车的主要部件之一，与列车的舒适性和安全可靠性密切相关，是高速列车的关键技术之一。 本文以四方机车车辆股份有限公司开发的200km/hCRH<,2>高速动车组一等座车车体为对象，依据JIS E 7106规范，采用ANSYS9.0有限元软件对车体的静强度、疲劳强度和刚度进行了分析和评价。结果表明：该车体结构的静强度、疲劳强度和刚度等指标均满足规范的要求。铝型材的断面设计是铝合金车体设计最关键的内容之一，本文提出了一种基于车体垂向弯曲模态的简便的铝型材断面刚度设计方法，在设计初期能直接根据断面形状，推算其垂向弯曲频率。与有限元方法计算结果对比表明，简化方法具有足够的精度，可直接应用于铝型材车体断面垂向弯曲刚度设计。结合车体动应力实测数据和有限元应力计算结果，分析了与我国各典型线路对应的车体垂向动荷系数及车钩载荷情况，编制了车钩载荷谱。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1引言

1.1高速铁路发展简史

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要工作

2强度理论分析与方法

2.1有限元法简介

2.2有限元建模仿真

2.3 Ansys中的CAE

2.4本章小结

3铝合金客车车体特点及强度分析

3.1铝合金客车车体设计

3.1.1材料介绍

3.1.2车体承载结构特点

3.1.3铝合金客车车体结构及主要技术参数

3.2结构分析与强度计算

3.2.1结构的有限元分析模型及单元划分

3.2.2基本载荷及计算工况

3.2.3载荷和约束设置

3.2.4评估标准

3.3计算结果分析

3.3.1变形计算结果

3.3.2结构相当弯曲刚度计算结果

3.3.3结构一阶弯曲固有频率计算结果

3.3.4应力计算结果

3.4强度与刚度评估

3.4.1刚度评估

3.4.2强度评估

3.5本章小结

4车体模念分析

4.1模念分析理论基础

4.2模态提取方法及分析步骤

4.2.1模态提取方法

4.2.2模态分析步骤

4.3车体模态计算结果

4.4本章小结

5铝型材车体断面垂向弯曲模态设计方法

5.1铝合金车体简化模型的建立与垂向弯曲频率计算

5.2简化模型与有限元计算结果对比

5.2.1简化模型计算结果

5.2.2有限元计算结果及与近似模型计算结果比较

5.3本章小结

6车体应力测试及分析

6.1应力的测试

6.1.1测点位置的确定

6.1.2信号的采集与处理

6.1.3动应力测试结果与分析

6.2载荷识别

6.3车钩力载荷谱

6.4垂向动荷系数的计算

6.5本章小结

7结论

参考文献

作者简历