双层动车组车体结构灵敏度研究

车体结构灵敏度为车体结构修改提供依据,是现代车体结构设计过程中的重要内容之一。本文以某双层动车组车体为研究对象,建立车体有限元模型,计算车体模态、应力及变形。以车体底架、侧墙、顶板、端墙等不同部位板厚度参数为设计变量,用半分析灵敏度方法,以车体模态频率、静载荷作用下的应力和变形为设计响应,计算响应对各设计变量的灵敏度。计算结果表明,车体前3阶模态频率随底架、侧墙、车顶结构厚度的增加而增大,随端墙、牵枕缓部位板件厚度的增加而减小;车体底架变形对下底板、车顶、侧墙各板板件厚度灵敏度较大,为负值;关键位置应力灵敏度多为负值。通过灵敏度计算分析,揭示影响车体性能的主要因素,明确提高车体模态频率、减小变形及应力的措施。通过灵敏度分析对车体结构进行修改,在提高低阶模态频率并保证变形和应力满足要求的前提下,使车体质量减少410kg。     

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。     

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。     

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。     

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。     

电力机车车体结构优化分析

以新设计某型电力机车为例,利用ANSYS软件建立了电力机车车体结构的有限元模型,并针对机车车体设计中的强度、刚度考核工况,以合理化的车体结构钢板厚度为设计变量,以车体结构的应力、位移需满足的高速试验列车动力车强度及动力学规范等为状态变量,以车体质量最小为目标函数,对车体进行了全面的轻量化优化设计分析,并对优化设计后的车体结构进行了强度、刚度及模态的分析校核,结果表明各项计算结果均符合标准要求。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

基于复合材料应用和结构优化的车体轻量化关键技术

车体轻量化设计是实现高速动车组高水平轻量化的必然选择。通过对高速动车组车体质量占比、车体组成结构质量占比情况进行分析，明确了车体轻量化设计的必要性。对比6000系与7000系铝合金车体牵引梁的结构性能发现，7000系铝合金牵引梁在结构安全系数提升的情况下，牵引梁壁厚减少2.0～4.0 mm，质量减轻约7.5%。对比复合材料与传统金属材料的性能差异，系统介绍复合材料在高速动车组的应用情况、“积木式”试验验证及无损检测方法等，并阐述了复合材料面临的结构强度和适应性问题。以某型动车组车体为例进行结构优化设计，在满足车体结构静强度、疲劳强度、模态等性能要求的前提下，车体结构质量由10.35 t降至8.88 t，质量减轻约14.2%；并采用新技术实现车窗、座椅、电器柜、空调系统等车上设备设施的轻量化。     

出口巴基斯坦SDD22型电传动内燃机车车体

为了实现出口巴基斯坦的SDD22型电传动内燃机车轴重为17.5 t的轻量化设计目标,同时满足车体强度与刚度要求以及方便柴油发电机组的安装及拆检,车体采用了多方面的创新设计,如车体采用外悬式旁承梁、机车端部救援装置、罩式动力室模块、活动间壁、新结构车门等。采用有限元模型的计算分析方法对车架进行强度、刚度及模态计算分析表明,车体强度与刚度及模态满足要求。     

动车组车体菱形模态优化方案研究

随着动车组速度的提升,模态对车体的影响越来越显著。对某型号动车组车体进行结构优化并进行整车模态分析,提升整备状态下动车组车体一阶整体模态频率。提升目标为高于10 Hz,以减少动车组车体在服役环境下发生异常抖动问题的频次。研究表明,车体客室设置内端墙在车体轻量化设计和模态提升两方面均有明显优势,最终推荐的内端墙优化方案可以使整备车体一阶整体模态频率高于10 Hz。     

电力蓄电池牵引车车体轻量化设计

描述了轴重12.5t电力蓄电池牵引车车体轻量化设计及结构特点,介绍了轻量化设计原则,建立了车体静强度分析模型,采用EN 12663和UIC 566进行计算载荷和强度评估,运用ANSYS软件进行结构应力计算,车体疲劳强度计算、模态分析结果满足标准要求。     

"天梭"号交流传动电力机车车体

从“天梭”号高速电力机车车体的设计要求出发，阐述了车体结构，重点介绍了机车外形、司机室、底架、侧墙、顶盖装置以及其他部件结构，分析了车体强度。试验表明，车体的静强度和模态满足设计要求。     

高速客车车体钢结构静强度计算及优化设计

针对速度200km/h高速客车碳钢车体钢结构,采用有限元分析法,按照现行的《200km/h及以上速度级铁道车辆强度设计及试验鉴定暂行规定》的相关规定进行车体钢结构静强度计算及模态分析。并根据计算结果,初步筛选出待优化零部件,再通过质量灵敏度和模态灵敏度分析确定最佳优化零部件,有效提高了结构优化设计效率。     

中速磁浮列车复合材料车体设计验证

中速磁浮列车采用PMI夹层复合材料轻量化车体,文章介绍了车体的结构和材料性能特点,通过计算机仿真分析了车体结构强度、疲劳、模态和屈曲性能,并依据复合材料试验标准进行了材料性能检测.结果 表明,该轻量化车体的结构强度、疲劳性能和稳定性均满足设计要求.     

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。