基于子模型技术的复杂轨道车辆车体结构优化分析

为了考察某复杂轨道车辆车体底架中部纵向连杆结构承受纵向压缩载荷的能力,分别将纵向连杆离散成体单元和壳单元,对整车模型进行纵向压缩工况计算,分析2种常规建模方式的计算结果差异和缺陷。为了解决以上2种常规建模方式存在的问题,提出在子模型中对纵向连杆关注区域全部使用体单元建模的方法来得到纵向连杆区域精确的应力结果,并根据精确计算结果对该区域的局部结构进行优化。分析结果表明:在车体结构有限元强度分析过程中,为了解决常规建模方式存在的问题,在合理选择切割边界的情况下,采用子模型技术可以更加快速精确地获得关注区域的应力结果;在车体结构设计中,充分考虑结构刚度的协调性有利于提高车体结构强度。     

基于BIM技术的桥梁下部结构参数化建模与协同设计应用

为解决铁路桥梁下部结构建模过程中，参数化程度低、各专业协同数据传递不畅等问题，对铁路桥梁下部结构参数化建模与协同设计应用进行研究。本文为铁路桥梁应用较为广泛的桥墩、基础类型提供了参数化建模方法，提出下部结构协同设计功能的实现方式和流程，并从数据、建模、应用三个层面对开发工作展开论述。在数据层面，提出桥梁下部构件数据结构的定义思路，并基于Bentley平台EC框架建立参数化数据与三维模型间的联系，解决了设计信息的传递问题；在建模层面，基于平台图形接口与参数化模板技术，实现不同截面、不同类型实体的创建，提高了参数化建模功能的适用性；在应用层面，对软件界面及主要功能进行详细介绍，通过将三维参数化建模方法与协同设计数据融合，开发了基于协同接口的三维建模与下部结构计算功能，实现了协同数据的高效利用，保证了三维模型的准确性与设计数据的统一性。该参数化建模方法在通苏嘉甬铁路项目信息模型设计中进行了应用，实现了设计成果的三维可视化分析与各专业接口的快速核查。     

高速动车组用鼓形齿式联轴器强度分析

联轴器是高速动车组转向架驱动部分的关键部件.文章提出了350 km/h高速动车组用鼓形齿式联轴器结构方案,并利用ANSYS软件采用ANSYS/APDL语言的参数化建模方法对其形状复杂的关键部件进行了强度分析,分析过程按照启动时平衡及位移最大2种工况进行计算.结果表明,结构方案满足设计要求.     

铝合金车体搭接塞焊结构有限元建模方法研究

为了建立一种适用于铝合金车体搭接塞焊结构的简化FE模型,基于ANSYS平台,建立了6种搭接塞焊结构的简化FE分析模型,并与全实体单元FE模型进行了比较分析。在此基础上提出了点焊集对塞焊结构进行离散的方法,结合ANSYS的APDL语言,给出点焊集自动化建模的源代码,并将其成功运用于某铝合金车体强度分析中。研究表明:使用该方法对搭接塞焊结构进行离散时,塞焊区域及远离塞焊孔区域的应力与全实体单元模型略有偏差,但相对误差不超过15%;在对大型搭接塞焊结构进行强度分析时,在保证其计算精度的前提下,采用文中方法可显著提高FE建模和仿真分析效率。     

基于IGES的铝合金车体结构中性面抽取的研究

在铝合金车体结构有限元建模过程中,往往通过车体的三维设计图转换成有限元模型.在有限元模型中,需要对车体的壳体结构进行大量的抽取中性面处理,这种处理往往采用交互式操作,工作量大且易出错.本文以MATLAB为平台,研究了基于IGES文件的壳体结构批量抽取中性面问题,可对车体的壳体结构实现自动抽取中性面,提高了有限元建模的效率.     

基于车轮强度快速评价系统的动车组车轮强度评估

在动车组车轮设计优化过程中,往往需要反复对车轮进行强度评价。为了提高车轮设计及优化效率,采用Matlab、APDL和C#3种语言混合编程的方式开发了一套基于参数化建模的车轮强度快速评价系统,该系统能够自动进行车轮参数化建模以及强度评估。利用该系统,对动车组全磨耗车轮进行了强度计算,计算考虑了最大过盈量及离心力的影响,并对15.45t和16t两种不同轴重的车轮进行静强度及疲劳强度评估。结果表明,车轮轴重增加后载荷有所增加,车轮静强度最小安全系数、车轮辐板疲劳强度最小安全系数有所减小。因此在车轮设计过程中应将轴重控制在一定范围内。     

基于柔性单元的一维列车碰撞模型及参数校正

在传统弹簧质量模型的基础上,提出一种基于非线性杆元的列车碰撞过程中车体简化建模方法,并给出车体简化单元的参数校正方法,进行非线性杆元的刚度、阻尼参数识别,完成车体纵向力学特性表征。研究不同校正指标和不同算法对车体等效参数的影响,基于简化车体建立了用于纵向响应预测的一维四编组列车碰撞模型,并进行36 km/h四编组列车碰撞工况下一维模型和三维列车模型结果的对比验证。结果表明:校正指标中考虑车体自身响应可以得到较好的参数校正结果,在简化的一维列车碰撞模型中增加柔性杆元表征车体在受到冲击时的纵向力学行为,大幅降低求解机时,同时显著提高一维模型在编组列车碰撞响应预测准确度,可用于列车能量配置与管理的参数化研究。     

铁道车辆板梁结构多方案对比分析

为合理处理铁道车辆车体上的板梁组合结构,解决车体结构分析中典型的板梁偏心连接问题,构建了偏心节点的节点位移关系式,利用APDL语言实现了批量约束方程的施加;并根据ANSYS软件中梁单元、板单元、实体单元的基本特征构造了5种板梁组合结构模型,对它们进行了有限元分析及对比.研究结果表明:对于同一典型的板梁结构,用板梁偏心组合建模(单点约束)方案得到的模型与用实体建模方案得到的模型有限元分析结果比较接近,用全板壳建模的两种方案均相对实体单元模型约束稍强,而用板梁偏心组合建模(双点约束)方案得到的模型则约束过强;同时采用板梁组合建模的模型单元数和节点数相对较少,可以节省计算机时,降低计算费用.     

W型弹条参数化建模方法及应用

针对几何形状复杂的W型弹条提出了一种参数化建模方法.根据弹条的正视图与展开图中的几何参数推导出右肢轴线及中肢轴线方程,利用对称性可得到整个弹条的空间三维轴线方程,并确定方程中的10个弹条基本参数.为了简化弹条建模过程,利用MATLAB软件编制弹条空间轴线参数化建模程序TTCSH.通过将TTCSH程序计算的弹条轴线俯视图...     

基于贝叶斯网络推理的列车可靠性评估方法

基于复杂网络理论建立了城市轨道列车的系统可靠性网络模型,提出了一种基于贝叶斯网络推理的系统可靠性评估方法。其中,为解决计算时不可量化的参数问题,提出了去权去方向化处理方法。对列车受电弓系统建模和计算结果表明,基于贝叶斯网络理论的系统可靠性评估方法可作为实用的建模和分析方法应用于城市轨道列车机械系统的可靠性分析。     

基于ANSYS的无缝渡线道岔有限元分析研究

为能客观反映无缝道岔实际受力情况,通过坐标定位的方法建立无缝道岔的精确有限元模型,并在此基础上建立组合无缝道岔的有限元整体分析模型;应用有限元软件ANSYS的APDL参数化建模技术,对车站中存在的不同夹直线长度无缝渡线道岔进行分析,并通过与单开道岔的对比,得出无缝渡线道岔的受力和变形规律.     

基于ANSYS的350 km/h高速动车组用鼓形齿式联轴器的参数化建模

对350 km/h高速动车组用鼓形齿式联轴器的结构进行了分析,并采用ANSYS软件的APDL语言对其实现了参数化建模,大大方便了以后对该联轴器进行的相关分析,并且为复杂结构的建模提供了一个新的思路和方法.     

制动盘热机械耦合仿真系统的开发

为实现制动盘不同工况下热机械耦合仿真分析,采用APDL(ANSYS Parametric Design Language)语言编程实现仿真过程的参数化,同时通过UIDL(User Interface Development Language)语言及TCL/TK语言编写界面,开发了嵌入ANSYS系统内部的仿真集成系统。提出的方法可为制动盘及其他车辆制动部件的热机械耦合仿真工作提供有效的指导和依据,开发的仿真系统具有一定的实用价值。     

基于ANSYS二次开发的无缝道岔群参数化有限元分析

利用ANSYS的参数化设计语言APDL和用户界面设计语言UIDL，以铁路无缝道岔群为例，通过二次开发实现了无缝道岔参数输入，完成无缝道岔群钢轨温度力和位移的有限元计算分析，便于分析过程。     

明挖地铁车站结构计算影响因素分析

以某明挖地铁车站为例,运用ANSYS参数化设计语言APDL建立了多种主体结构计算模型。对比结构计算过程中各因素对计算结果的影响,包括主体结构形式、地层分层、围护结构、计算模型尺寸、混凝土强度等级5个方面的计算和其他影响因素的定性分析。结果表明,是否考虑围护结构受力对结构计算影响明显,尤其是侧墙内力值差异很大;地层差异明显时如继续按加权平均计算土压力,会使底板和下侧墙内力产生明显差异;混凝土等级对结构受力影响较小,局部会产生内力偏差,但影响有限。最后针对以上各因素的影响,提出结构设计处理建议。     

轨道交通桥梁预制盖梁结构力学行为研究

通过运用有限元程序ANSYS、MIDAS和规范理论算法,研究轨道交通桥梁预制盖梁的结构力学行为,在施工和运营两种荷载工况下,对接口连接构造的力学行为和计算建模方法进行较为详尽的论述,以及对不同边界条件下的计算结果进行对比分析。从接口部位的环形焊缝应力、钢板与混凝土连接的钢筋应力和接口部位的混凝土应力分析结果可知,该接口构造的连接方案具有一定的可靠性和安全性,同时该研究过程和理论分析成果为其他工程的设计分析工作具有一定的借鉴作用。     

桥上无缝线路纵向附加力计算软件研发与应用研究

为保证铁路轨道、桥梁在温度及列车荷载作用下满足强度和稳定性的要求，大跨度桥梁需进行无缝线路纵向附加力检算。针对桥上无缝线路纵向附加力计算模型建立难度大、耗时长、且建立的模型通用性不足的特点，根据桥梁轨相互作用理论，基于Windows系统采用VB.net及ANSYS APDL二次开发语言，研发了桥上无缝线路纵向附加力计算软件。软件拥有完善的前后处理模块，前处理模块可实现多种桥跨组合等参数的输入，内核采用梁轨相互作用有限元计算程序，后处理模块可实现数据可视化及计算报告自动输出。软件操作简便，界面友好，功能强大。以60 m+100 m+60 m连续梁为例，对无缝线路纵向附加力进行了计算及结果对比，结果误差在2.12%以内，验证了编制软件的正确性。     

基于ANSYS二次开发的车桥动力响应方法研究

以大型通用有限元计算软件ANSYS为计算与开发平台,利用其自有的APDL语言进行二次开发,采用移动质量和弹簧对车辆进行模拟,采用单元生死的方法对车桥耦合振动方法进行探讨,可建立不同类型车辆运行在桥上时整个车桥时变系统的质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵和外力荷载列阵.     

周边简支双向密肋楼盖非线性分析

选用通用有限元分析软件ANSYS中的混凝土实体单元。SOLID65对周边简支双向密肋楼盖进行了试验模拟。编写了钢筋混凝土楼板的APDL语言分析程序,并对密肋楼盖进行了非线性全过程分析。将数值解与试验结果中的极限荷载、最大应力值和荷载一位移曲线进行了比较分析。在权衡了计算精度与计算机时之间矛盾的基础上,总结了该有限元模型的数值模拟结果与试验结果吻合较好,从而验证了钢筋混凝土楼盖结构应用实体单元进行非线性有限元分析的合理性。     

轮轨作用力计算分析及其校核

文章对文献[1]中的车辆-轨道的计算模型以及轮轨接触力迭代求解方法进行了改进。算例分析表明:改进后的数值计算结果与文献[2、3]给出的测试和仿真分析结果具有较好的一致性。此外,利用有限元分析软件ANSYS进行了建模、分析和验证。