高速客车车体钢结构模态分析探讨

有限元技术的日益成熟和发展,为高速客车车体钢结构的开发、设计提供了可靠的模态参数,为车身设计具有良好动态特性提供了保障。本文论述了有限元法在车体钢结构模态分析和车体动态特性研究中的应用;详细介绍有限元模态分析的理论基础和车体钢结构有限元模型的建立准则;通过对有限元模型计算结果的分析,解决模态分析中存在的问题参数,从而提高车体钢结构的动态性能。     

北京型内燃机车车体的试验模态分析

为了研究北京型内燃机车的动态特性，对车体进行了试验模态分析，车体是一个大型的钢结构，针对其特点用随机冲击激振方法和分区激振测试技术进行了试验，文中给出该车体前七阶主振动的所有模态参量，为进一步改进结构的动态性能，进行车体的优化设计提供了可靠的依据。     

SS9改进型机车车体钢结构弹性模态分析研究

采用大型有限元分析软件ANSYS对SS9改进型电力机车车体钢结构进行模态分析,描述了该车体在某一频率范围内的振动模态,分析了影响车体结构的主要因素,并就进一步改善车体动态特性提供了参考依据。     

车体模态仿真方法分析

文章根据测试结果建立符合车体理论模态和振动情况的有限元模型,并采用计算法对车体模态进行分析研究,获得车体结构的振动特性,进而评定车体在运行中的动态特性能否满足设计要求,为车体结构的优化设计,今后类似车体模型的有限元分析,以及模态测试布点和无样机条件下的车体设计提供依据。     

铁道客车关键系统的模态规划研究

针对铁道客车模态耦合引起的共振问题,提出包含转向架、车体及附属设备的模态规划方法。建立某铁道客车的车体有限元模型,基于Guyan缩减法对弹性车体进行自由度缩减,建立车辆的刚柔耦合分析模型。调整车体主要结构的材料属性改变车体的低阶弹性模态频率,分析弹性模态变化对车辆平稳性的影响及单个模态对平稳性的贡献量,基于动态响应特性对车体局部结构和车载设备进行模态匹配研究,给出了该铁道客车的关键模态规划推荐表。结果表明,该模态规划研究方法具有较好的合理性和适应性,能够应用于其他铁道客车的模态匹配分析。     

高速车体结构参数对车体模态频率的影响分析

合理的高速车体结构设计不仅能最大程度发挥车体结构的承载能力,也能减小车体振动,提高乘坐舒适度。为研究车体结构参数对车体模态频率的影响,建立了车体结构有限元分析模型,深入分析车体结构各部件主要尺寸的厚度变化对车体模态特性的影响,得到了内外地板、侧墙内壁及车顶等厚度尺寸对车体垂弯、扭转和菱形模态频率影响规律。结果表明,车顶厚度的变化对车体模态频率及车体弯扭频率比的影响最大,从而为车体结构的动态设计提供依据。     

机车车体车钢结构动态性能的模态试验方法及应用

文章主要介绍了一种比较常用的模态试验方法和某型电力机车车体钢结构模态试验。通过模态试验分析了机车结构模态特性对结构动态性能的影响。     

广深线准高速客车发电车车体的动力响应分析

应用试验模态分析方法和结构动力响应的实验研究，对带有强迫振振源的发电车车体的动力特性进行了研究分析。结果表明发电车车体的结构设计基本符合动态设计准则。各阶固有频率与机组运转产生的振动频率不相接近。车上于良好工作状态。     

基于有限元建模的敞车轻量化设计

以C76运煤敞车为原型,通过理论模态计算和试验模态分析,研究运煤敞车结构在整备状态下的动态特性,给出其空车和重载条件下的各阶模态频率和振型。研究车辆结构简化的原则和约束条件,运用ANSYS软件,建立敞车结构的有限元模型并予以试验校正。对车体结构进行轻量化设计,提出在车体侧墙中部和底部增加加强筋以增强车体主框架结构刚度,并适当降低面板厚度的轻量化设计方案。经对比分析表明,该轻量化方案可降低车体重量约0.77 t,并可有效提高车体结构的静、动态特性。该方案在载重80 t全钢运煤敞车设计中得到运用,并通过了线路测试。     

基于I—DEAS的高速客车谐响应分析

利用有限元分析软件I—DEAS建立了高速车体及转向架的有限元模型，通过对整车进行模态计算和响应分析，总结其振动特性，为车体的设计和改进提供参考依据。     

高速列车车体模态特性与结构尺寸敏度关系研究

针对高速列车运行过程中,由于车体自由模态不匹配导致的整车振动特性恶化问题,提出一种尺寸敏度分析方法改善车辆动态特性。具体内容包括:通过HyperMesh建立车体有限元模型,应用ANSYS计算车体自由模态频率并提取振型,研究单一部件尺寸敏度对车体主振型模态频率的影响。结果表明:对车体模态频率影响最小的是端部,对车体主振型菱形影响最大的是顶棚,达0.55 Hz;对垂弯影响最大的是底架,达1.14 Hz,对扭转影响较大的是顶棚和侧墙,达0.82Hz,为车体结构的优化设计提供参考。     

北京地铁房山线电动客车的车体结构

对北京轨道交通房山线电动客车不锈钢车体结构进行了介绍,着重对不锈钢车体所使用的材料特性及静强度和模态分析加以阐述。     

基于相对灵敏度分析的高速列车车体结构优化

针对某高速列车铝合金车体,对其进行静、动态特性的有限元分析,结果表明整备状态下的车体一阶垂弯频率较低。以提高车体的一阶垂弯频率为目的,利用灵敏度分析方法,计算车体的一阶垂弯频率灵敏度,质量灵敏度以及相对灵敏度。基于相对灵敏度的分析结果,确定对模态频率变化敏感的结构区域,并选取以车顶、边梁、端墙及底板等型材的厚度为设计变量的优化模型进行结构优化。优化后的车体一阶垂弯频率提升5.5%,达到11.14Hz,有效地提高了车体的动态刚度。     

铁道客车模态参数识别及车体支撑刚度研究

基于有限元和试验模态分析技术对某型铁道客车车体模态特性进行了对比研究。结果表明:结构车体和整备车体主要模态频率的计算与试验误差基本都在5%以内,其计算精度能够满足工程应用要求;整备车体一阶垂弯频率高于10Hz,能够满足标准的相关要求。同时,针对铁道客车车体模态试验时弹性支撑作用下的刚度选取尚无标准规定的情况,通过研究支撑刚度对车体模态频率的影响,给出了支撑刚度的确定方法。     

基于ABAQUS的车体强度分析

根据某型机车车体结构特点,采用Hypermesh软件建立了结构有限元模型;根据EN 12663-2010,参考UIC 566及JIS E 7106 2006,设计了车体计算载荷工况;采用ABAQUS软件对车体钢结构进行了静强度、疲劳强度及模态分析。强度分析结果表明,车体结构强度满足标准要求;模态分析提供了车体结构的前25阶模态频率和模态振型,为车体系统的故障诊断和优化设计提供建议。     

高速列车表面脉动压力流致振动响应研究

为研究高速列车表面脉动压力对车内噪声的影响原理,通过小波阈值去噪与相关性系数相结合的方法,提取某线路实测车厢外壁气压信号,得到脉动压力值;采用有限元方法建立中间车体结构、流场以及"结构-流场"流致振动耦合模型,分析耦合系统模态频率,并将提取的脉动压力对耦合模型进行冲击加载,分析车体结构位移及车内气压变化情况。结果表明,车窗处振动位移最大,车体结构振动位移与车体结构固有特性以及加载压力频谱特性有关;车内气压级主要集中在100 Hz以下的中低频段,车体两侧气压比车内中部气压大,靠近车壁处气压更易受车体结构模态影响,车内气压级、耦合系统模态频率与车体振动位移特性有关。     

B2型地铁车辆铝合金车体模态分析

随着对地铁列车舒适性、平稳性要求的提高,有必要运用模态分析技术了解其结构动力特性,为车体结构的合理设计提供依据。B2型地铁车鼓形铝合金车体由大型中空挤压型材焊接而成。分三种工况采用有限元软件计算了车体在某一频域内各阶模态振型及其频率。结果表明,该车体满足动态设计要求,但应加强车顶与侧墙、侧墙与地板的连接强度,保证该部位焊接质量,以提高其疲劳寿命。     

高速列车车体的灵敏度分析及轻量化设计

针对某高速列车铝合金车体,在静强度及模态特性的有限元分析基础上,分析车体关键部位应力及位移指标对车顶、上边梁、侧墙和底板等主要型材结构的厚度变化的灵敏度,并对灵敏度结果进行分析。基于灵敏度分析结果,确定以车顶、上边梁以及侧墙厚度为设计变量的车体轻量化模型,并进行优化设计。优化后的车体结构减重6.64%,且车体强度、刚度以及模态频率等指标均满足设计要求,达到良好的轻量化效果。     

DK20型地铁车体结构静,动态有限元分析

建立了ＤＫ２０型地铁车体结构整体有限元计算模型，对该车车体进行了静力计算，结构修改分析、结构动态特性计算和重量、重心及转动惯量计算，并对地铁车体结构强度和刚度评价标准进行了探讨。     

米轨内燃动车组车体有限元分析及试验验证

针对出口米轨内燃动车组头车车体,采用有限元分析法进行车体静强度仿真分析及模态分析,依据计算结果对车体结构进行优化,并在样车完成试制后开展了车体静强度、模态及平稳性测试,进一步验证了车体设计的安全、可靠及舒适性。