接触非线性分析及对车下吊装联接结构螺栓可靠性的校验

基于接触非线性理论,使用HyperMesh软件构建了城际动车车下吊装结构的接触有限元精细模型,通过ANSYS软件对吊装结构联接螺栓进行有限元接触分析.分析结果显示:工作工况下,最大螺栓应力出现在螺杆根部,预紧力对螺栓应力影响较大.通过对动车车下吊装结构的接触有限元分析,总结了若干影响接触非线性分析的因素,为铁路机车车辆接触非线性分析提供了若干有益的建模经验.     

动车组吊装结构及联接螺栓接触非线性有限元分析

以某动车组制动模块为研究对象,采用空间六面体单元和四节点壳单元混合建模的方式,对整体吊装结构进行8种工况的接触非线性有限元分析,得出制动模块各零部件静强度满足设计要求.利用子结构技术,对吊座螺栓进行不同预紧力情况下的应力强度对比研究,得出预紧力是影响螺栓强度的主要因素,随着预紧力的增加螺栓上的应力值逐渐增大.     

轨道客车车体联接螺栓强度的数值模拟

基于螺栓联接传力特点、有限元技术以及相关标准,归纳总结出轨道客车车体联接螺栓强度分析的两种建模及评价方法.利用这两种方法,分别创建了动车组枕梁与边梁接触非线性分析模型以及地铁车模块化司机室与车体有限元模型;基于EN12663-2010标准载荷,校核某动车组枕梁与边梁联接螺栓及其被联接件的强度,以及某地铁车模块化司机室与车体联接螺栓的静强度和疲劳强度.这两种联接螺栓强度分析方法可推广到轨道客车车体底架吊装节点的强度设计中.     

动车组关键部位螺栓应用分析

高速动车组车外部件吊装结构的可靠性直接影响行车安全.以CRH380B型动车组车下变压器吊装结构为基础,从螺栓强度及安装等方面进行了分析,总结出螺栓选型及强度分析、低温性能、防腐蚀及防松等因素均为动车组关键部位吊装设计的关键点.     

铁路罐车端部支座联接螺栓及车体接触非线性分析

在铁路罐车的运行过程中,为保证罐体的稳定状况,需要对封头端部支座与底架联接的螺栓施加合理的预紧力.利用有限元仿真方法计算得出铝合金支座与底架铁地板结合面的摩擦力大小,根据机械设计中螺栓组受横向载荷的情况,对封头支座螺栓拧紧力矩进行计算与螺栓校核.通过TB/T1335-1996标准对整车进行3种工况的接触非线性有限元分析,考核封头支座处螺栓及车体的强度,得出车体各部件静强度满足设计要求.     

基于ANSYSWorkbench的动车组水箱吊装结构强度分析

动车组车上吊装结构的设计是否合理将关系着动车组的安全运行，在对动车组车内水箱吊装结构模型合理简化的基础上，利用ANSYSWorkbench软件创建了其有限元模型，并依据标准EN12663，确定了其载荷工况，完成了对C型槽、滑块、联接螺栓的强度校核，其结果对水箱结构的设计及优化提供了参考．     

基于节点耦合技术的螺栓强度可靠性分析

针对基于非线性MPC接触方法的螺栓强度可靠性分析耗时长,效率低的问题,提出一种基于节点耦合技术和响应面法的螺栓强度可靠性分析方法.以某地铁司机室座椅连接螺栓为研究对象,首先根据节点耦合技术模拟接触行为建立其有限元模型并进行强度分析;其次将分析结果与螺栓强度的接触非线性分析结果进行对比;最后,参数化座椅连接螺栓节点耦合模型,对设计变量进行中心复合设计,拟合螺栓强度的多项式响应面函数,根据应力-强度干涉理论建立极限状态函数,采用拉丁超立方抽样方法对螺栓强度进行可靠性分析.实验结果表明:可以采用节点耦合技术模拟接触行为,同时,该可靠性分析方法能在极大程度上节省螺栓强度可靠性分析所用的时间.     

基于拓扑优化的抗蛇形减振器安装座的抗疲劳设计

利用拓扑优化与子模型技术相结合的方法,研究动车组车体的抗蛇形减振器安装座的疲劳问题.归纳总结出在整车有限元分析基础上开展动车组车体部件抗疲劳设计的技术流程;基于变密度法建立某城际动车组车体的抗蛇形减振器安装座的拓扑优化模型,并在静态载荷作用下对其开展结构优化设计;将安装座的优化结构工程化,利用整车有限元分析结果,建立基于子模型技术的、考虑部件与车体传力关系的安装座接触有限元模型,并在疲劳载荷作用下对其进行疲劳分析.结果表明:新抗蛇形减振器安装座满足疲劳设计要求,寿命次数大于107.     

带有碳粉收集功能的新型转向架接地轴端研究

为解决既有动车组接地轴端运用中碳粉污染轴端、导致轴温升高的问题,研究出一种带有碳粉收集功能的新型动车组转向架接地轴端结构,同时对该接地轴端结构的联接紧固件进行重新选型,提高螺栓联接可靠性.通过有限元仿真分析技术对新接地轴端结构进行计算,对载荷组合工况进行静强度和疲劳强度评估,本接地轴端结构设计合理,在动车组上批量应用,取得了良好效果.     

高速动车组制动盘螺栓断裂分析及优化方案

针对高速动车组运用中出现制动盘螺栓断裂问题,选取典型断裂螺栓进行失效分析,并在振动和热负荷环境下对制动盘紧固结构受力状态进行试验和分析.研究发现:制动盘螺栓断裂为低应力疲劳断裂,在高于50g的振动水平下,根据不同的振动频率,摩擦环相对盘毂产生微小相对位移,螺栓承受一定弯曲应力;在长大坡道等极端工况下运行时动车组采用摩擦制动,制动盘各部件由于长时间承受高热负荷及较大的温度梯度,使螺栓承受弯曲应力.针对制动盘螺栓受力情况,提出了变截面螺栓的改进方案,弯曲疲劳试验结果对比表明,新结构螺栓弯曲疲劳性能显著增强,可用于既有动车组轴盘螺栓的替换.     

吊装设备振动冲击下的铝合金车体C型槽疲劳强度分析

针对吊装设备振动冲击下的车体承载结构疲劳损伤问题,采用有限元法对某型动车组车顶净水箱吊装设备振动冲击下的车体C型槽疲劳强度进行仿真分析.根据EN 12663标准确定净水箱的工作载荷工况,计算出吊装组件连接螺栓承载力,作为C型槽疲劳强度计算载荷.假定各载荷工况出现频率相同的情况下,构造了工作载荷历程.采用有限元法分析了C型槽在工作载荷下的静强度与疲劳强度.计算结果表明:振动冲击下,C型槽最大值应力值为13.8 MPa,远小于材料的屈服强度,表明在正常运行工况下C型槽不会出现塑性破坏;在1.0×107设计寿命下,结构最小安全系数为13.625,表明在指定的设计寿命内C型槽不会发生疲劳破坏.     

基于Pro／E与ANSYS载重车辆轮胎有限元分析

在考虑载重车辆轮胎材料非线性、接触非线性以及大变形等复杂力学特性基础上,依据有限元理论,借助Pro／E与ANSYS软件,对载重车辆轮胎进行有限元研究,获得轮胎在多种工况条件下受力及工作性能状况,为进一步进行子午线轮胎动态接触分析和结构优化设计奠定了基础。     

轴瓦套张开位移的有限元计算

汽轮机在运行过程中,轴推压轴瓦套,使轴瓦套中产生应力和应变,在上下轴瓦套之间产生的一定的张开量.采用ABAQUS软件,建立有限元物理模型,对实际工况进行仿真,计算出上下轴瓦套之间的张开量,并进行应力分析,确定该工况下所产生的张开量是符合要求的.在建立有限元模型过程中,充分考虑轴瓦与轴、轴瓦与螺栓以及上下轴瓦套之间的接触效应,螺栓的联接和螺栓预紧力的作用.     

标准化动车组设备舱螺栓强度分析方法

以动车组设备舱底板滑道与吊梁处联接螺栓为研究对象,分别应用机械设计方法、《VDI 2230-2003》标准和基于子模型技术的非线性有限元方法对其进行了静强度及疲劳强度校核,并分析了三种评估方法的特点.     

钢管混凝土拱桥施工全过程稳定性分析

大跨度钢管混凝土拱桥常采用缆索吊装斜拉扣挂法施工。应用有限元软件,针对某中承式钢管混凝土拱桥建立了从拱肋吊装至成桥的全过程计算模型,并对该有限元模型进行了稳定性分析,得出各工况下结构的稳定安全系数,最后讨论了设置横向风缆对拱肋稳定性的影响。结果表明,该桥施工各阶段稳定性均满足规范要求。     

结构在不同基础嵌固条件下动力反应分析

运用大型有限元分析软件ANSYS对基础嵌固条件不同的结构建立三维有限元模型，在土与基础的接触面建立接触单元，对比分析结构在不同基础固结条件的动力特性以及非线性地震反应。结果表明，不同基础固结条件对结构动力特性和地震反应的影响是显著的，从而为结构抗震设计提供一定的指导。     

基于名义应力法的动车组车体净水箱吊装部件疲劳强度分析

针对高速运行动车组车体悬挂设备振动疲劳损伤问题,以某型动车组车顶净水箱吊装结构为研究对象,采用名义应力法对吊装结构的焊缝部位进行疲劳强度评估.根据EN 12663标准确定净水箱的工作载荷工况,采用有限元法计算了各工况下结构的振动响应,并基于BS标准计算了焊缝疲劳评估点的寿命.假定各载荷工况出现频率相同的情况下,构造了工作载荷历程,采用Fe-safe软件对焊缝的疲劳寿命进行了仿真分析.两种方法分析结果均表明:焊缝1与焊缝2寿命最低,是结构最易发生疲劳破坏的位置;焊缝位于筋板表面的焊趾寿命低于位于主支撑板表面的焊趾寿命.     

大直径塔筒纵向法兰连接中高强螺栓群受力情况研究

大型电视塔塔筒结构中,大直径圆筒一般用纵向法兰板和摩擦型高强螺栓拼接为受力整体,在工程当中一般不考虑连接的不连续性而仍把结构视为连续圆筒,先进性整体分析得出结构的应力然后再确定螺栓规格和尺寸,由于这种连接螺栓数量众多,接触复杂,因此确定摩擦面和高强螺栓的受力状况十分困难.所以对于这种连接的整体性和螺栓群的受力情况及其分布规律还没有确定性的结论,目前这方面的研究资料相对较少,借助有限元软件对这种连接形式作了分析,得出了法兰接触面上的剪应力分布特点和螺栓内力分布规律.     

双曲拱桥拆除施工稳定性分析

文章采用有限元理论分析双曲拱桥结构的非线性稳定问题,对双曲拱桥各拆除工况用Midas有限元分析软件建立了计算分析模型.计算结果表明：双曲拱桥拆除过程中,单拱拆除时稳定性最差,据此提出施加扣索等工程措施,以确保双曲拱桥拆除施工安全.     

垫片对摩擦型高强螺栓抗滑移性能影响分析

利用有限元分析软件ANSYS 9.0建立高强螺栓连接的简化模型,对垫片尺寸不同的M20摩擦型高强螺栓的抗滑移性能进行了非线性分析,并对各种垫片尺寸下的ANSYS计算结果进行了对比研究。分析表明,不同尺寸的垫片对摩擦型高强螺栓的抗滑移性能有一定的影响,对实际工程有一定参考意义。