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。     

出口埃及不锈钢客车车体

文章介绍了出口埃及不锈钢客车车体结构执行标准、总体方案、主要参数和车体断面设计原则;阐述了车顶、侧墙、底架和端墙的结构特点。对车体进行了静强度计算和模态分析,结果显示车体各部位计算应力值均低于所用材料的许用应力,最大垂向载荷下车体垂向变形小于两转向架支撑点间距值的1‰,整备车体一阶垂向弯曲自振频率与转向架自振频率比值符合标准要求。对首辆车进行了静强度试验,试验结果表明车体强度符合UIC 566标准。     

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。     

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。     

铁路客车车体结构振动模态提升研究

文章以某型铁路客车钢结构车体为例,建立了详细的车体结构有限元力学模型,研究了车体侧墙纵向梁结构、底架边梁结构、侧墙上弦梁结构,以及底架裙板结构对车体结构主要振动模态指标的影响;在此基础上,分析了侧墙立柱和车顶弯梁组成的圈梁结构对车体结构振动模态的影响。研究结果表明:提高车体底架边梁和侧墙上弦梁的刚度,如抗弯截面模量,可以在一定程度上提升主要振动模态指标;底架裙板对车体主要振动模态有较大影响;侧墙纵向梁以及圈梁方案对车体主要振动模态指标的影响有限。     

100%低地板有轨电车车体设计

100%低地板有轨电车车体作为整车的重要组成部分,设计技术尤为重要。首先阐述了100%低地板有轨电车车体底架、侧墙、端墙、车顶组成等结构设计及优化方案,然后按照EN 12663标准要求,利用有限元法对车体强度、刚度进行仿真计算,并进行车体静强度试验验证,结果表明车体结构应力均小于材料许用应力,满足使用需要。     

160 km/h动力集中电动车组拖车车体钢结构研制

在介绍160 km/h动力集中电动车组拖车研究背景的基础上,分别从侧墙、车顶、端墙、底架4个方面阐述160 km/h动力集中电动车组拖车的车体钢结构设计。重点分析该车体对原型车的主要改进,包括车体结构防腐蚀性提升、平面度提升及外观优化、车体设计更加模块化和轻量化、车体强度及模态提升。采用有限元方法,对所设计车体钢结构开展仿真验证,并对研制的车体样车开展强度、刚度方面的试验验证。     

100%低地板现代有轨电车车体设计研究

首先介绍100%低地板现代有轨电车车体的结构和材质,并对底架、侧墙、车顶及端墙4大部件在设计、生产、制造过程中的设计方案改进和技术难点突破进行详细阐述和说明;然后通过三维建模及有限元分析法在各工况下对车体强度进行分析计算;最后通过车体强度试验进行验证,结果证明此车体结构设计能够满足低地板现代有轨电车的运营需求。     

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。     

70%低地板轻轨列车车内声学计算与分析

通过对70%低地板车辆进行动力学建模,仿真得出车辆正常运行时二系结构与车体连接处的力和两处下铰力,以此作为激励对车体结构有限元模型进行频率响应计算。用计算得到的车体位移激励车体声学有限元模型,得到车内声学模态、声场分布和ISO标准场点响应。结果显示,车体在几个特定频率下的声压级超出了车内噪声指标。通过对几个特定频率下的各板件声场贡献量计算,得到车顶正贡献量较大,可提供给厂方进行结构优化。同时,根据结构模态、声学模态计算结果对车体下吊设备频率提出了建议。     

基于模态贡献量分析方法的地铁车辆结构降噪优化研究

地铁列车的运行过程中伴随着不同程度的车体板件振动,由此而引起的车体板件辐射噪声是地铁列车车内噪声的重要来源之一。应用模态贡献量分析方法,研究了车体板件的振动对车内场点声压级的影响特性,并通过修改局部板件等效厚度的方式改善车内声场。将地板等效厚度减少2 mm后,场点43 Hz、82 Hz频率处的线性声压级均降低了6 dB以上。通过模态贡献量分析找出对车内噪声贡献较大的模态,并结合其模态振型以及板件节点贡献量分析进行针对性结构优化,这种方法可以起到改善车内场点处声学响应的效果。     

铰接式动车组车体结构设计

为满足欧洲市场的需求，结合铰接式转向架的安装需求，全新研发了一种满足欧盟铁路互联互通技术规范（TSI）要求的铰接式动车组车体结构。通过优化力流传递路径，采用两级缓冲结构等措施降低了底架局部结构的应力集中，提高了底架承载能力。通过优化底架边梁型材断面，抗侧滚装置、抗蛇形装置通过螺栓直接与底架边梁连接，将以往项目由过渡安装座的焊缝承载优化为底架边梁母材承载，提高了连接可靠性。对车体进行了29个工况静强度计算，所有工况的计算应力均小于许用应力，在超载AW3工况下对车体施加1 500 kN纵向压缩载荷，最大应力出现在门洞下门角，计算应力为147.4 MPa，小于铝合金许用应力215 MPa。根据标准DVS 1608，对车体母材和所有焊缝进行了8种疲劳工况的评估，计算结果显示材料利用度均小于1，其中母材材料利用度最大为0.7，发生在侧墙上窗角，焊缝材料利用度最大为0.86，发生在端墙门槛与端墙立柱连接的焊缝处。对车体进行了16个工况静强度试验，所有测点的应力值均小于许用应力，且安全系数不小于1.24，留有较大的安全裕量。计算结果和试验结果说明该车体结构强度和疲劳性能满足设计要求，且有较大的安全裕...     

高速动车组铝合金车体加工工艺

介绍了高速动车组车体、底架、侧墙、地板、车顶、裙板等部件的加工艺及工装设计,按照该工艺,可以满足高速动车组车体制造需要,为同行业其他车体加工提供了借鉴作用.     

HXD2型交流传动电力机车车体

从对HXD2型交流传动重载货运电力机车车体的设计要求出发,阐述了车体结构,重点介绍了司机室、底架、侧墙、顶盖装置以及其他部件结构,分析了车体静强度、疲劳强度以及动力模态.试验表明,车体的强度和模态满足设计要求.     

中国标准动车组部件及车体合成组装技术

以中国标准动车组车体的生产制造为基础,系统论述动车组底架、侧墙、车顶、端墙、司机室等5大部件组装及车体总装技术的要求和注意事项。总结近10年的车体组装技术操作要领,展示铝合金车体制造从引进、消化、吸收及再创新的最新成果,进而为铝合金车体制造标准化的形成奠定基础。     

安卡拉地铁车辆不锈钢车体的研制

文章简要介绍安卡拉地铁不锈钢车体的主要结构特点,针对不利的限界条件,对车顶、侧墙进行结构优化,对底架进行加强设计,最终获得的车体结构满足技术规格书要求。     

底架边梁及上弦梁结构刚度对车体结构模态的影响

以25G型硬座车钢结构车体为例,在HyperMesh中利用CQUAD4、CTRIA3等单元建立该车体有限元模型,通过改变底架边梁及上弦梁单位质量的惯性矩来控制车体单位质量刚度的变化。计算结果表明:对于底架边梁,车体一阶垂弯和一阶横弯频率随着底架边梁垂向结构刚度的增加线性递增,初期斜率较高,后期斜率较低;车体一阶垂弯和一阶横弯频率则随底架边梁横向刚度增加全程以二次多项式形式递增。对于上弦梁,车体一阶垂弯频率随着其结构刚度的增加基本不变,而一阶横弯频率则呈二次多项式关系逐渐增加。利用上述模态变化规律,可辅助开展车体固有振动特性研究,有助于针对具体优化部位进行形状和厚度等参数选择,以避开外部激励引起的共振,提升车体钢结构整体模态性能。     

电阻焊在不锈钢车辆上的实际应用

简要介绍不锈钢车辆的3个发展阶段,论述了不锈钢车辆的材料变化及在底架、侧墙板、端墙板,车顶板等车体结合中使用的点焊技术和焊缝的品质管理技术。     

SS9型客运电力机车[10]--车体

1 概述SS9型电力机车车体采用框架式整体承载结构,由Q345A高强度低合金钢、09CuPCrNi耐候钢钢板和钢板压型件组焊构成.车体蒙皮使用耐候钢以加强车体承受大气腐蚀的能力. 如图1所示,底架位于车体下部,是车体的基础,也是主要的承载构架.车体两侧是侧墙结构(简称侧构),车体两端是司机室,它们都焊装在底架上.底架上面焊有设备安装骨架(简称台架),它是车内设备安装和电缆布线等的基础.车体组装时,用6根车顶连接横梁将两边侧构连接成箱形壳体.在车体顶部安装5个可拆卸的大顶盖.上述底架、司机室、侧构、台架和大顶盖装置,是车体的主要承载结构部分. SS9型机车的内层结构主要集中在司机室内.司机室前上部设有宽敞明亮的前窗,从入口门可直接进出司机室,通过走廊门可进入车内各设备室.车体两侧墙设有沿纵向排列的立式百叶窗,大气通过百叶窗经过过滤网滤尘进入车内,冷却除制动电阻柜外的各种设备.侧墙上部设有玻璃窗,可供车内自然采光.牵引缓冲装置设置在机车两端的标准高度上,机车通过牵引装置实现对列车的牵引.机车前端下部装有排障器,用来排除线路上的障碍物,保证机车运行安全.排障器上设有脚踏板,便于工作人员调车作业.