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.     

钢铝混合车体铆接结构有限元建模方法研究

为建立一种适用于钢铝混合车体铆接结构的简化有限元模型,基于ANSYS平台,采用壳单元与MPC184刚性梁单元在3种不同的复杂程度下分别建立了双排单搭板铆接结构和双排双搭板铆接结构的简化有限元分析模型,并与全实体有限元模型进行了比较分析。在此基础上提出了铆接结构采用壳单元与MPC184刚性梁单元进行离散化的工程方法,并将其成功运用于某钢铝混合车体强度分析中。研究表明:采用该方法对铆接结构进行离散化时,在距离铆钉距离大于10倍的铆钉名义直径区域,铆接结构的von_Mises应力计算相对误差在5%以下,且随着距离的增加逐渐减小;在对大型铆接结构进行强度分析时,综合采用该方法与子模型技术在保证其计算精度的前提下提高了计算效率。     

高速动车组KK端多道焊焊接残余应力仿真研究

为降低动车组车体加工中的焊接残余应力,开展了动车组KK端多道焊焊接残余应力仿真研究。研究中基于热弹塑性有限元理论,利用实体-壳单元混合模型以有效减小计算规模,通过壳单元实现实体与壳单元连接的方法,建立了高速动车组KK端多道焊焊接残余应力仿真有限元模型。在试验的基础上,利用双椭球模型校核焊接热源,通过提取和简化各道焊平均热循环曲线,实现热源加载,分析了KK端焊接残余应力的分布规律。在此基础上,提出采用2种分段焊的优化方案,最终的计算结果表明,分段焊可有效的减小KK端的焊接残余应力。     

某车型铝合金车体过渡边梁焊接裂纹分析

针对某车型铝合金车体底架组成过渡边梁焊接过程中的裂纹问题,从焊接顺序调整、焊接参数优化、焊接过程应力模拟测试三个方面进行分析.试验表明,现有结构及材质是导致接头区域出现裂纹的主要原因.试验通过更换过渡边梁两端堵板材质消除了裂纹问题.     

铝合金车辆车体的焊接接头疲劳设计线

[日本]以制作铝合金车辆车体的疲劳设计线为目的实施了疲劳试验。作为具有代表性的焊接接头,选定了双壳车体的空心挤压型材焊接部,单壳车体中的车顶椽子,与长横梁的补强焊接部及侧柱、侧梁的2种补强焊接部(见图1)。图1双壳车体的小型疲劳试样及实物大小的试件利用模拟空心挤压型材焊接接头实物大小的试件,进行的疲劳试验结果,与小型试样的S-N曲线基本一致,根据该S-N曲线,实施了统计处理,制作了疲劳设计线。此外,模拟了2种补强焊接接头实物大小试样的疲劳试验,由于其结果基本一致,与空心挤压型材焊接接头一样,根据所得到的S-N曲线,制作两…     

底架模式对运煤专用敞车车体结构强度和刚度的影响

以载重100t运煤专用敞车车体为研究对象,对比分析了底架结构分别为平底、双浴盆和单浴盆模式时对车体结构强度和刚度的影响。分析结果表明:纵向载荷作用下,平底、双浴盆结构车体的中梁与枕梁连接处和单浴盆结构车体的斜向梁与边梁连接处的应力较高,浴盆结构有利于降低由地板压力和侧墙压力引起的立柱根部弯曲应力。3种结构的车体中梁挠度相当,单浴盆结构车体的纵向刚度最小,扭转刚度最大。     

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。     

高速动车牵引梁与缓冲梁连接处MIG焊接工艺改进

CRH_2型动车组上,牵引梁与缓冲梁连接均采用中厚板型材框型结构,插接组合型材较为复杂的焊接接头,形成连续焊缝,从而存在多处直角应力端点.牵引梁与缓冲梁连接处三角补强板应力端点焊接缺陷问题是影响产品质量和制约生产的重要环节。通过对该应力端点焊接缺陷研究和分析,改进焊接工艺,总结出一套有效控制解决方案。     

摩擦搅拌焊接在铝制双壳车体上的应用

介绍用FSW接合铝中空挤压型材作为双壳车体,在左右两侧车体上分别采用了6条FSW接头。探讨了接头的形状,通过静态拉伸试验、疲劳强度试验、FEM解析,掌握了FSW接头的热影响区、断裂位置、结构强度特性、车体变形和应力等,论证了铁道车辆双壳车体采用FSW技术的安全性。     

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。