面向轻量化的高速列车制动控制箱机械性能研究

高速列车用制动控制箱不仅需要满足在复杂载荷下的刚度和强度储备要求,还应尽量的做到轻量化和紧凑化。以高速列车用的轻量化铝合金制动控制箱体为研究对象,使用有限元的方法对制动控制箱的机械性能进行研究。对箱体的三维实体模型及内部各功能模块和相互作用进行了简化,对边界条件进行了定义,从而建立制动控制箱的有限元分析模型。以此模型为基础分别对箱体进行了模态分析、静强度分析、抗冲击强度分析和疲劳分析,计算结果表明铝合金轻量化箱体能够满足铁路车辆的刚度和强度要求。     

高速动车组制动控制装置箱体结构优化研究

随着动车组列车智能化、高速化进程的不断推进,对车下安装设备提出了更为严格的紧凑化和轻量化的要求.文中以高速动车组制动控制装置箱体为研究对象,通过采用有限元分析的方法对开发过程的设计方案进行分析对比,分析结果表明新型结构的制动控制装置箱体不仅具有较好的强度、刚度及焊接性能,强度安全系数满足标准,同时还能够有效地减轻质量、...     

制动模块总成局部断裂原因分析及改进

针对制动模块总成在进行冲击振动试验时出现局部断裂问题,建立了制动模块总成的有限元仿真模型,并进行了动态特性分析。结果表明:制动模块总成的一阶固有频率偏低,试验时在外界激励的作用下,制动控制箱体发生较大的振动使制动控制箱体安装吊耳处承受较大的交变应力。结构在交变应力的作用下出现裂纹而断裂。从调整制动模块总成刚度入手,在保证制动模块总成总质量不增加的前提下通过对框架进行改进,提高其抗弯刚度,改进后的制动模块总成经试验验证满足技术要求。     

高速动力车转向架焊接构架优化设计

以高速动力车转向架焊接构架的质量为目标函数,以16Mn钢母材和焊缝的疲劳强度为约束条件,根据UIC615-4所规定的构架强度试验载荷,对高速动力车转向架焊接构架进行结构优化,提出了降低结构弯曲和扭转刚度的设计方法,以提高轻量化焊接构架的疲劳强度。优化方案构架的最大等效应力较原方案降低15.33%,结构刚度和应力分布趋于均匀,构架疲劳强度满足设计要求。     

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。     

标准地铁车辆用新型制动摩擦副设计与试验研究

结合标准地铁摩擦副安装接口要求和车辆制动参数，通过方案设计、计算校核和试验验证等方式开展新型轻量化制动摩擦副的设计与试验研究，论证新型轻量化制动摩擦副在标准地铁车辆上的适用性和制动匹配性。新型轻量化制动摩擦副中的闸片采用合成材料，制动盘采用铝基复合材料，并利用搅拌摩擦成型技术制备。通过仿真分析对制动盘热容量进行计算校核，同时基于VDI 2230标准对制动盘紧固件安全系数进行计算校核，结果显示铝基复合材料制动盘热容量与紧固件连接安全系数均满足相关标准要求。通过对新型制动摩擦副开展相关试验，铝基复合材料制动盘和合成闸片的物理和力学性能均能满足标准地铁规定要求；铝基复合材料制动盘与紧固件连接安全可靠，满足振动冲击试验标准要求。已完成的制动摩擦副全尺寸制动动力台架试验结果显示，摩擦副的平均摩擦因数稳定、闸片磨耗量小、制动盘温升小、制动噪声低，摩擦副具有良好的匹配性。根据校核分析和试验结果，新型制动摩擦副满足标准地铁车辆制动需求，可进行推广使用。     

制动控制箱结构特性分析

高速列车用制动控制箱必须满足在复杂载荷作用下的强度及刚度储备要求。以高速列车用制动控制箱箱体为研究对象,使用有限元的方法计算了制动控制箱箱体的结构特性。首先建立箱体结构的三维实体有限元模型,其中对箱体内各功能模块之间复杂的接触条件和部件形状进行简化处理。分别进行了箱体的模态分析,在所有外挂件和自身重量作用下的箱体静强度分析,抗冲击强度分析以及组合载荷作用下的疲劳分析。仿真分析结果表明箱体具有较高的强度储备,能够满足铁路车辆结构强度的要求。     

城际动车组车体研制

基于城际动车组运营特点分析了其车体结构疲劳强度,并以此优化车体结构设计。仿真和试验表明,采用上述优化措施的系列城际动车组车体既实现了轻量化目标,又满足强度、刚度等安全指标要求。     

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。     

有轨电车车体轻量化优化分析

基于Ansys参数化模型研究设计变量和优化目标间关系,探索不同板材厚度的有效组合,获取全局性最优解以实现车体轻量化。针对有轨电车车体的轻量化案例,提出车体轻量化方案流程,通过DOE计算和敏度分析确定优化变量,探索优化变量的设计空间,为车体改进提供参考依据。优化结果表明:依据上述方法对车体进行轻量化设计能取得显著的减重效果,整个优化流程可重复使用。     

铝合金车体预埋连接结构介绍

与碳钢和不绣钢车体相比,铝合金车体由于基材较软,不能像碳钢车一样在基材上加工螺纹,使之与电气、内饰、制动、给水等系统部件通过螺栓简单可靠地连接起来,而需要在铝合金车体上提前预埋连接结构.预埋连接结构形式多样,文中介绍几种常用预埋连接结构,并分析其使用特点,为铝合金车体连接结构设计提供参考.     

25t轴重煤炭漏斗车车体结构强度与优化设计分析

车体是铁路货车重要的承载结构,必须确保有足够的刚度与强度;货车的轻量化设计可以减少能耗和原材料使用,提高使用寿命增加运量,具有重要的经济和技术意义。通过研究计算为车体系统的优化设计提出建议。对漏斗车车体建立有限元模型;根据TB/T1335-1996标准,针对漏斗车车体静强度分析,确定了相应组合工况;运用abaqus计算车体静强度、刚度和模态;对底门进行轻量化结构设计与计算。对计算结果进行研究分析得出车体强度刚度满足要求;车体模态满足动态要求;通过轻量化研究计算,实现底门减重42%,效果较好。     

动车组变压器柜体的结构强度仿真分析

为评价某动车组变压器柜体的结构强度,文章详细介绍了车辆设备的结构强度评价方法,并基于EN 12663-1:2014标准规定的静载荷工况和疲劳载荷工况进行了仿真计算。采用材料利用系数评价变压器柜体的静强度安全裕量,利用VDI 2230-1:2014标准提供的7个安全系数指标评价螺栓连接安全性,利用DVS 1612:2014标准提供的许用疲劳强度值和焊缝疲劳强度利用系数评价变压器柜体的焊接疲劳性能,采用模态分析得出的固有频率和模态振型特征评价变压器柜体的刚度。结果表明,变压器柜体的结构强度满足标准要求,且具有较高的固有频率,可以规避车体低频振动带来的影响。     

跨坐式单轨车辆转向架构架的轻量化研究

以跨坐式单轨车辆转向架构架为例,以构架厚度为设计变量,应力为约束条件,质量最小为目标函数,利用结构优化设计方法,对其进行了尺寸优化设计。利用Hypermesh软件中的Opstruct模块进行尺寸优化求解。优化后的构架部分部件厚度变化明显,其自重降低22%,得到了同时满足静强度、刚度和疲劳寿命要求的构架轻量化设计优化方案。     

速度200km/h动车组牵引辅助变流器机箱结构设计研究

速度200km/h动车组牵引辅助变流器进行机箱结构设计时,为了达到变流器箱体轻量化的设计要求,需要对变流器箱体结构进行优化,并对优化后的变流器箱体结构强度进行有限元分析,文中主要是在相关标准要求下,运用ANSYS/hypermesh软件来对牵引辅助变流器箱体结构进行静强度和模态分析,得到静强度和模态结果均满足箱体结构设计的要求。     

某A型地铁车体结构轻量化研究

文章介绍了基于有限元分析的一种结构轻量化设计方法,对某A型地铁铝合金车体结构进行了优化研究,结果显示其在达到轻量化目标的同时保证了车辆应有的强度、刚度。     

深圳地铁1号线(续建)车体结构

介绍了深圳地铁1号线(续建)铝合金车体的主要结构和主要技术参数,并对车体结构进行有限元分析和静强度试验.计算和试验结果均表明,轻量化设计后的车体结构强度和刚度满足相关标准和技术规格书的要求.     

基于参数优化的动车组铝合金车体轻量化设计

采用参数优化的方法，对某型动车组的铝合金车体进行轻量化设计，先通过结构优化提升车体的一阶垂弯模态频率和一阶菱形模态频率，再通过合理分配型材的蒙皮厚度、优化型材内部筋板的形式及调整型材宽度等参数优化手段，降低车体质量，满足优化目标的要求。     

自主化制动控制电磁阀设计与试验验证

文章介绍了针对标准地铁列车研制的自主化制动控制电磁阀,阐述了其结构组成和工作原理、主要参数要求、关键部件设计及计算仿真,并通过试验研究验证了自主化产品的性能与参数。试验结果表明自主化产品与进口产品性能相当,可以满足标准地铁列车制动系统的使用需求。     

160km/h电力机车车体轻量化研究

以某型160 km/h电力机车车体为轻量化目标,建立整车车体有限元模型,对车体结构进行静强度校核,以此为基础,以车体总重量最小化为目标,以车体结构板厚参数为设计变量,在保证车体结构强度与刚度满足要求的情况下优化设计变量。通过灵敏度分析,更新设计变量,对车体结构轻量化进行深入的优化。通过仿真优化设计,车体总重减轻7.44%,满足设计目标要求。