常见机件损伤的成因及其人为因素

如传动轴螺栓、连杆螺栓断裂。传动轴螺栓断裂可使传动轴脱落,打坏储气筒或制动管道,造成制动失灵。连杆螺栓断裂可能打坏气缸体,造成较大经济损失。造成螺栓断裂的常见成因为螺栓强度不够,用普通螺栓代替专用螺栓（高强度螺栓）及疲劳裂损所致。     

120m下承式简支钢桁架桥设计分析

以新安京杭运河大桥主桥120m下承式简支钢桁架桥施工设计为例,设计中对主桥构造尺寸拟定(包含桁架高度、节间长度、斜杆倾角、主桁间距、各杆件及节点板厚度等),通过midas Civil 软件进行结构验算,发现原设计中部分杆件强度应力储备不足,通过深度分析,优化了构造尺寸。结果表明:钢桁架各构件强度、整体稳定性、杆件稳定性、刚度和疲劳验算均满足规范要求,结构设计经济、耐久、安全可靠。     

长大平车车体结构的拓扑优化设计

在对长大平车车体进行静强度和疲劳强度分析的基础上,分析关键部位的位移和应力指标对车体结构板材厚度的灵敏度,并基于灵敏度信息确定主要板材结构的拓扑优化模型,利用优化求解器进行拓扑优化.基于拓扑优化结果,给出车体结构的新设计方案并校核其静强度及疲劳强度.新设计方案在保证车体强度的同时,使车体减重1.3 t,较好地实现了车体轻量化的目的.优化结果为长大平车车体结构的创新设计提供了有价值的参考.     

边界层网格参数对汽车外流场模拟结果的影响

为了提高汽车外流场数值模拟计算的精度,对边界层网格特征尺寸参数进行优化设计,分析各参数对模拟结果的影响。在MIRA直背车型基础上,选取第一层边界层厚度、边界层总厚度和边界层层数为设计变量进行实验设计,以阻力系数Cd和升力系数Cl为优化目标进行多目标优化,依据响应值Cd和Cl的Pareto图探究各设计变量与响应值的效应影响,最后将风洞试验和优化后数值模拟计算的Cd、Cl及速度流场情况进行对比。结果表明:第一层边界层厚度与边界层总厚度的交互效应对Cd影响最大,边界层层数和边界层总厚度的单因素效应对Cl影响较大;优化后,Cd和Cl的计算误差减小,速度流场显示与PIV实验的一致性亦得到较大改善。     

基于响应面法的石质路基沥青路面结构优化研究

为了提高石质路基沥青路面结构的使用性能,应用响应面法对路面结构为沥青面层、级配碎石基层和石质路基的路面结构进行优化分析;按照公路沥青路面设计新规范的新设计指标来分析各个路面结构层厚度对新指标的影响,以各面层的厚度和基层的厚度作为约束条件,以沥青混合料疲劳开裂次数、沥青混合料层永久变形量和路基顶面竖向压应变作为响应因素建立响应面优化模型。研究表明:面层的厚度对永久变形量、疲劳开裂次数和路基顶面竖向压应变有显著的影响,而级配碎石基层厚度对三大指标影响较小。     

某越野车主减速器箱体强度优化分析

利用有限元方法,对某越野车新设计开发的主减速器箱体在爬坡、打滑和高速工况下进行强度分析,结果表明其在爬坡工况下不满足强度要求;对箱体结构进行优化改进并分析,优化后箱体强度满足要求。     

基于DFSS的汽车制动踏板感觉优化设计

基于DFSS方法,针对某车型开发过程中制动踏板感觉存在"偏软"的问题,对制动减速度低于0.3 g的制动工况下的制动踏板力和制动踏板行程进行优化设计。首先,通过用户新车性能调查数据及客户呼声,确定客户关注的性能指标;其次,通过制动性能试验获取上述性能指标与制动减速度的关系,并对试验结果进行分析确定目标值;然后,结合制动系统开发经验,通过普氏选择方法,确定制动系统配置的最优方案;最后,分析并确定控制因子和噪声因子,通过正交试验获得制动踏板力和制动踏板行程的优化值,并与目标值进行对比。结果表明,优化值和目标值有良好的吻合度,为后续优化提供了经济、有效的方法。     

多工况载荷下机车排障器拓扑和尺寸优化设计

为优化某内燃机车排障器的结构性能和轻量化设计,对其进行多工况载荷下的拓扑和尺寸优化设计.运用OptiStruct软件对排障器进行基于变密度法的结构拓扑优化设计,确定排障器加强肋板的分布.随后,在拓扑优化的基础上运用尺寸优化设计方法对其进行轻量化设计,并对优化后排障器的强度和质量进行分析比较.对比得出,优化后排障器在两工况下最大应力降幅明显,均超过20.00％,质量减轻9.29％,结构应力分布更加均匀、合理,轻量化效果明显,为某内燃机车排障器设计提供了可行方案.     

摆线针轮行星传动的计算机辅助设计

本文概述了所完成的摆线针轮行星传动的计算机辅助设计理论,内容包括:按已知条件选择机型;按专家经验选择齿形;参数优化与齿形优化;主要零件的几何尺寸计算,准确受力分析、强度验算和应力场有限元分析;计算机绘图;摆线轮齿形测量尺寸的计算,在此基础上已设计出一整套新系列的摆线针轮行星减速机.样机试验证明,新系列产品的承载能力显著高于我国 JB2982-81标准中的同尺寸产品,而且传动效率高,满载温升低.     

209型客车转向架制动梁的强度性能研究

对209型客车转向架的直板式制动梁,运用有限元法对其静强度进行了分析,利用常规疲劳设计方法估算了其疲劳寿命,并用全尺寸实物样件进行了试验验证.计算分析结果与试验结果基本一致,209型制动梁静强度与疲劳强度均满足相关使用要求.     

基于HyperWorks的车门外把手拓扑优化设计

拓扑优化技术的应用在汽车零部件结构优化和轻量化设计、车身结构设计中有着十分重要的现实意义。本文基于HyperWorks的拓扑优化技术探讨了车门外把手轻量化的可行性。根据外拉式车门外把手的受力与约束情况,对某轻型载货车门外把手原始结构进行了静力分析,并建立了外把手的拓扑优化概念模型;在外把手拓扑优化结果的基础上,对车门外把手进行了二次设计;将二次设计后的车门外把手新结构与原始结构进行了对比分析,结果表明:新结构在维持原有强度、刚度基本不变的情况下,质量较原始结构减轻了28.79%。     

静测重自动空重车调整装置研究

自动空重车调整装置是重载运输所需解决的一个难题．提出了静测重自动空重车调整装置的研究结果．它可与现行各种制动机匹配，实现自动、无级调整，其测重精度不会受车辆运行状态影响。     

复合材料在轨道交通车辆中的应用与展望

围绕玻璃纤维、碳纤维、铝基陶瓷等复合材料在轨道交通车辆中的应用展开了综述；介绍了针对上述复合材料开展的基础与应用研究历程及进展，分析了应用在大型复合材料构件的结构特点；针对头车/司机室、中间车车体、转向架、制动结构、其他结构，系统性地总结整理了复合材料种类、成型工艺、设计方法、优化方法等，全面阐述了复合材料在轨道交通车辆各个部件上的应用情况，并对目前应用存在的问题和未来应用发展方向进行了探讨。研究结果表明:复合材料的主要研究方法以理论研究为基础，在大型结构件中以有限元仿真研究为主，应用多尺度研究方法深入分析复合材料在微观、细观和宏观层面的性能；将复合材料应用到结构中时，在兼具刚度和轻量化的条件下，多采用三明治结构；复合材料之间、复合材料与金属材料的连接结构多采用胶接连接、螺栓连接、胶-螺混合连接等，其中混合连接结构强度大，稳定性高，在工程中应用最为广泛；复合材料已在轨道交通车辆中有一定的应用，纤维复合材料多用于头车/司机室、车体、转向架，而铝基陶瓷复合材料多用于制动结构；在未来应建立适用于轨道交通行业的复合材料相关标准与规范，研发新工艺，采用整体设计模式，扩大复合材料的使用范围，将更多高性能、低成本和轻质化的复合材料应用到轨道交通车辆中。      

Research on the Lightweight Design of Body-Side Structure Based on Crashworthiness Requirements

Crashworthiness is the most significant variable during lightweight design of vehicle structures.However,crashworthiness studies using the single substructure-based method are limited due to the negligence of interactions among substructures.Thus,a whole structure-based study was conducted for the lightweight design of a body-side structure.In this study,a full finite element model was firstly created and then modified into a simplified model for structural improvements,where the major load-carrying subassemblies were improved from the perspectives of crashworthiness and manufacturing costs.Finally,sensitivity analyses were conducted to further optimize the strength distribution,based on which an adaptive response surface method was employed for thickness optimization of the structure.It is found that through the structural improvements and optimizations,the weight of the structure was significantly reduced even when its crashworthiness was improved.This indicates that the whole structure-based method is effective for lightweight design of vehicle structures.     

电动物流车蓄电池支架优化设计

创建组合工况,采用加速度加载的仿真方法,基于变密度法和“包裹面”方案对电动物流车蓄电池支架进行结构拓扑优化,并通过尺寸优化对支架进行轻量化设计,得到符合性能和轻量化要求的结构设计方案。仿真结果表明,优化后的蓄电池支架整体刚度提高了10.5%,总质量降低了29.2%.     

制动特性对列车纵向冲动的影响

针对大秦线重载列车实际运用中出现的纵向冲动过大的问题,使用基于气体流动理论的空气制动特性仿真和基于刚体动力学的列车纵向动力学联合仿真方法,研究制动波传播的均匀性、制动波速、制动缸升压特性等制动系统特性对纵向冲动的影响.结果表明在制动波速不变条件下,制动波匀速传播与非匀速传播时列车纵向冲动水平基本一致;制动波速对列车车钩力影响显著,波速越高,车钩力越小;在列车制动能力不变的条件下,随着列车首尾车制动缸压强曲线开口度的收敛,纵向冲动明显降低,最大车钩力发生位置向列车后部移动.     

列车空气制动系统的数学模型

本文根据空气动力学原理,建立了列车空气制动系统的数学模型。该模型中包括列车主管、支管、缸间连接管、制动缸、副风缸、ＧＫ型三通阀。模型能反映所有制动（缓解）过程中主要现象。模拟了多种工况、模拟结果和实验结果具有较好的一致性。      

车辆通风式制动盘内部通道对流换热研究综述

总结了通风式制动盘内部通道对流换热的研究成果,从内部通道的质量流量、对流换热系数和有效散热表面积三方面,分析了不同结构设计对制动盘内部通道换热的影响;从解析法、数值分析法和试验测试法三方面,综述了国内外在对流换热分析和检测方法的研究概况。研究结果表明:在径向叶片制动盘通道内,主要存在2种流动方式,由紧邻叶片吸力侧气流分离引起的回流和在径向通道内部旋转的二次流,抑制回流区的形成可以提高泵送空气质量流量,使通道内的温度分布更加均匀,二次流将促进通道间的空气混合流动和湍流的发展,加强局部剪切应力,改善制动盘散热性能;综合应用射流冲击强化方式(多束流、旋流和多方向射流等)、高孔隙率和类柱状结构优化设计也能够改变流体在通道中的流动状态,这些措施都会使得通道内流体扰动增大,热边界层变薄,壁面附近的速度梯度增大,有效提高了制动盘的对流换热系数,增强了散热能力;采用解析法和数值分析法得到的结果具有很强的理论参考价值,而采用试验测试法所获得的结果更加接近制动盘实际内部温度和气体流速的变化,因此,若能将三者无缝结合,实现优势互补,则最具有科学研究价值;在对高速车辆制动盘结构进行优化设计时,为了获得最大的散热效率,往往忽略了通道内摩擦压降和流动阻力,因此,如何平衡散热与摩擦压降、流动阻力之间的关系,还需进一步深入探索与研究。      

基于模糊理论的车辆变刚度弹簧组可靠性优化设计

为提高变刚度弹簧组的设计质量,在传统优化设计方法的基础上,应用模糊设计理论和可靠性设计理论,建立了当弹簧应力和强度分别为随机变量和模糊变量时,综合考虑静强度、疲劳强度、稳定性、质量等因素的变刚度弹簧组的模糊可靠性优化设计模型.以货车某新型变刚度弹簧组为研究对象,利用建立的模型对其进行了优化设计分析,计算结果显示,空重车静挠度分别比原设计方案提高了5.4和3.2 mm,同时还使其总质量降低了约15.8%,表明所建立的模糊可靠性优化设计模型能满足设计要求.      

Topology optimization design and strength analysis of the hoist bracket for rescue helicopters

The hoist bracket links the rescue hoist with the helicopter cabin, and its structure design greatly affects the operation convenience and safety of the hoistman and lifeguard in the rescue process with a helicopter.This paper firstly builds the force model of the hoist and bracket, and gives five kinds of typical working conditions as the design ones of the bracket. Then this paper puts forward a design process of the hoist bracket based on the topology optimization and strength analysis with the 3D modeling and finite element analysis. This design process can make the bracket’s structure lightweight by achieving the optimal material layout under the conditions of maximizing the static stiffness or minimizing the compliance of the bracket. And this improves the dynamic performance of the helicopter, and reduces the fuel consumption and cost under the strength constraints. Finally,taking the design of the hoist bracket used in a rescue helicopter as an example, this paper illustrates the proposed model and method. The analysis results show that the mass of the hoist bracket decreases by 12.5% while the static stiffness of the hoist bracket is achieved. The optimization design results meet the strength requirements of the hoist.