地铁B型车车体静强度及模态计算

应用有限元方法及ANSYS软件建立了地铁车辆车体结构有限元分析模型, 根据地铁车辆受力分析和危险程度, 选择拖车(头车) 作为计算、分析对象, 确定了有限元模型的计算载荷、常见计算工况和评定标准, 计算了车体在整备状态下的车体静强度, 分析了整备状态和超常状态下的固有频率和振型。结果表明, 地铁车体静强度在常见计算工况下皆能满足相关标准的要求, 车体一阶扭转和一阶垂向弯曲自振频率偏低, 一般要求车体在整备状态下的自振一阶垂弯频率应大于10 Hz, 以避开转向架的点头频率; 减小结构质量的同时增大结构刚度, 在满足车体强度要求下, 可以实现以降低次要的振型频率来提高主要的振型频率的目的, 并可进一步地减轻车体质量。     

地铁车辆Mp车车体刚度及静强度分析

针对西安地铁一号线Mp车车体在各种工况下的刚度和静强度进行计算分析,并根据计算结果对该车车体结构进行了几处结构改进及相应的分析计算,确定了最终的Mp车车体结构.并应用有限元法对改进后的Mp车车体结构进行刚度和静强度的仿真计算分析,结果表明:该车体刚度和静强度均满足设计要求,各个工况下车体的最大应力值均未超过该点处材料的许用应力,并通过结果分析确定车体高应力区.     

不锈钢点焊地铁车车体结构稳定性分析

以不锈钢点焊地铁车为载体,应用HYPERMESH软件和有限元分析软件ANSYS进行有限元建模和稳定性计算,得到不锈钢点焊车发生屈曲的部位以及屈曲因子λ.发现该车局部结构失稳现象严重,不能满足设计要求,并提出改进意见,为不锈钢点焊车的在生产和研发提供必要的理论依据.     

不锈钢地铁车辆车体结构设计的要点研究

从多方面分析,结合了不锈钢地铁车辆车体结构的特点及注意事项等方面提出了不锈钢地铁车辆车体结构设计时需要注意的要点,望有所帮助。     

高速动力车车体静强度计算安全系数的可靠性评价

结合概率设计理论，对高速动力车车体静强度计算安全系数的取用进行了可靠性评价。认为在某些工况下的安全系数不能有效地保证结构的安全，提出了保证结构安全的安全系数取用的下限值。     

轨道车辆不锈钢车体焊点强度评估方法研究

结合国际标准和接头疲劳试验及有限元模型,研究在设计阶段不锈钢车体焊点强度的快速评估.首先,对比分析英国标准EN 15085-3:2007和美国AWS C1.1M/C1.1-2000标准中基本金属的强度、板厚及焊核直径对焊点最小剪切力的影响;然后,对某出口不锈钢超载状态车体承受纵向压缩时,考虑到车体结构复杂与焊点数量庞大,借助梁单元模拟点焊连接,利用美国标准中的焊点最小剪切力对车体焊点的静强度进行评估.指出该车体底架焊点设计存在问题,需要进一步进行改进焊点设计.接着,分析焊点疲劳强度评估各类方法的特点及适用范围,基于焊点接头疲劳试验数据和利用梁单元的合成剪力变化范围,在超载状态车体承受107次垂向加速度为±0.3 g的循环载荷作用下,对该不锈钢车体焊点进行疲劳评估,车体焊点满足设计要求.     

地铁B型车不锈钢点焊车体有限元建模方法对比分析

以某B型不锈钢地铁车体为对象,研究建模方法对车体有限元分析的影响,包括静强度、刚度和模态分析。首先采用CAD建模软件建立了车体的精细几何模型,然后基于厚度叠加原理,建立了无点焊等效厚度的车体板壳模型,同时建立了采用CWELD焊点单元精确模拟点焊的车体板壳模型。在此基础上,依据BS EN 12663-1:2010标准,确定了车体强度评价载荷工况,对比分析了两种建模方法的有限元分析结果,验证了简化建模方法的有效性。对两种模型车体理行计算,模态分析结果表明,有点焊模型模态频率较高,刚度结果表明有点焊模型刚度较大,静强度结果表明有点焊模型强度较高。采用等厚度叠加原理的车体建模计算结果偏于保守,在工程设计和分析中采用是可行的。     

轨道客车车体静强度试验测试系统准确性研究

在轨道客车整车车体静强度试验测试前,需要首先保证整个试验测试系统的准确性.通过使用两种不同目标质量和悬臂长度的样件,进行两种试验方案的弯曲试验及分析计算,将实测应变与理论计算和有限元计算得到的应变预测值分别进行比较,并通过定义局部坐标系对不同方向应变片进行计算分析,最终通过分析与试验对比的结果,对不同方向应变片的测量进行校核及确认,具有较强的实用性及理论依据.     

地铁齿轮箱组件的静强度分析与试验研究

针对某型地铁齿轮箱组件,分析了齿轮箱组件实际工况,利用ANSYS对其进行静强度分析,根据有限元结果,对其静强度在试验台上进行了测试.有限元结果和试验台测试均表明齿轮箱组件满足设计要求,为后续装车提供了理论和实际依据,也为齿轮箱组件设计与试验提供了一种方法.经分析,大多数点的仿真结果与试验数据很接近,误差大多数在10%以内,表明仿真结果可靠,同时发现个别误差较大点所在位置,分析误差产生的原因.     

高速客车车体钢结构弹性模态分析研究

采用ANSYS对长春客车厂CCK159型高速客车车体钢结构进行模态分析,预测车体在某一频域内的振动模态,以便评定车体的动态特性是否满足设计要求,并就进一步改善车体动态特性提出看法。     

轨道车车体强度分析的工程方法

分析国内外车体强度规范中的计算方法,以国内最新研制的某型轨道车车体为例,研究车体有限元模型生成方法和车体强度计算方法,并提出了一套关于车体强度评定的工程方法,为车体结构设计和强度分析提供了可靠的理论依据.并根据计算结果对轨道车车体进行了结构优化,保证了轨道车最大轴重满足设计要求.     

车体结构振动模态仿真与试验一致性分析

通过对比分析车体钢结构和整备两种车体状态中的仿真和试验数据,利用试验数据,采用尺寸优化的方式,调整弹性支撑刚度系数来修改车体的边界约束条件,使得仿真数据与试验数据达到很好的相关度,为以后的车体模态计算分析提供强有力的支持.     

高速列车整备车体工作模态测试与分析

与实验室模态相比,工作模态不但对试验对象的体积要求没有限制,而且试验采用的激励力更为接近实际。通过对在兰新第二双线上往返运行的CRH2G新型高寒抗风沙动车组进行工作模态试验,获取车体模态参数,可进一步了解车体的动力性能,为车体改进设计提供参考依据。同时把试验结果、仿真结果和LMS识别结果三者作了对比,其结果一致性很好,证明了该试验方案可行,为今后车体振动性能的研究提供了一条有效途径。     

基于动车组车体结构改进的低阶模态分析

车体前三阶模态特别是一阶垂向弯曲模态是车体设计中需要控制的一个重要参数.车体结构的改进设计,必然会使引起车体的振动模态数改变.因此分析出车体各大部件的结构变化对于车体低阶模态的影响因素及其规律,为车体创新性设计提供了一个可参考的设计原则.     

高速动车组车体模态分析建模方法及试验验证

基于"刚度等效"原则,建立某自主研发的高速动车组车体刚结构有限元模型,车体一阶垂向弯曲和一阶扭转的振动频率的数值解与模态试验值的误差分别为2.75%和7.90%;在此基础上,以整备状态车体有限元模型重心与实际重心一致为质量分布原则,创建五种整备状态车体模态分析模型.模态分析结果表明:与实际重心最接近的模型5的计算结果与试验结果最为接近,误差分别为0.03%和6.85%;建议车体方案设计阶段采用模型2的建模方法估算整备状态车体模态.     

铰接式轻轨客车车体结构强度的精细分析

为设计满足EN12663-2010标准性能要求的铰接式轻轨客车车体,提出了车体结构静强度精细分析方法和车体焊接接头应力集中分析与疲劳寿命预测方法.以某出口铰接式轻轨客车铝合金车体为研究对象,首先建立了铰接车体整体结构的一级薄壳单元有限元模型;并在车体一级有限元模型分析的基础上,采用子模型技术与非线性接触技术相结合的方法构建了车体铰接模块的二级有限元模型,经接触非线性数值试验,优选出合理的铰接模块设计方案.采用美国ASME-2007标准的主S-N曲线法,对铰接车体焊缝进行了应力集中分析与疲劳寿命预测,识别出了焊接接头疲劳寿命的薄弱部位.借助焊缝结构应力的分析,提出的改进方案焊缝寿命比原始方案提高了2.49倍.     

铰接式轻轨客车车体结构强度的精细分析

为设计满足EN12663-2010标准性能要求的铰接式轻轨客车车体,提出了车体结构静强度精细分析方法和车体焊接接头应力集中分析与疲劳寿命预测方法.以某出口铰接式轻轨客车铝合金车体为研究对象,首先建立了铰接车体整体结构的一级薄壳单元有限元模型;并在车体一级有限元模型分析的基础上,采用子模型技术与非线性接触技术相结合的方法构建了车体铰接模块的二级有限元模型,经接触非线性数值试验,优选出合理的铰接模块设计方案.采用美国ASME-2007标准的主S-N曲线法,对铰接车体焊缝进行了应力集中分析与疲劳寿命预测,识别出了焊接接头疲劳寿命的薄弱部位.借助焊缝结构应力的分析,提出的改进方案焊缝寿命比原始方案提高了2.49倍.     

不锈钢点焊车体结构稳定性分析及局部焊点布局优化

为研究不锈钢点焊车体结构的失稳性问题,首先创建某不锈钢点焊地铁车车体结构有限元模型;在EN12663-2010标准提供的压缩载荷作用下,对车体结构进行稳定性分析,指出车体发生屈曲失稳的部位;然后,对车体失稳部位进行局部结构改进并利用子结构技术和变密度法对车体局部焊点进行布局优化;最后,基于焊点优化结果更新车体模型中的焊点布置,并重新进行稳定性分析,结果表明:车体失稳部位的屈曲因子大于1.5.     

高速磁浮列车复合材料车体部件强度分析及结构优化

利用有限元分析与结构优化技术,研究高速磁浮列车复合材料车体部件强度问题。依据复合材料结构和力学特征,建立某高速磁浮列车复合材料车体强度分析模型;基于系统动力学和空气动力学分析结果,确定车体与走行机构之间的接口载荷及车体表面承受的气动载荷;运用BS EN 12663:2010标准和Tsai-Wu失效准则对车体结构进行强度分析。结果表明：车体结构强度满足设计要求,其中碳纤维头罩结构的最大Tsai-Wu失效因子仅为0.154;为充分挖掘复合材料的潜能,分别以柔度、质量和铺层顺序为目标函数,对碳纤维头罩进行自由尺寸优化、尺寸优化以及层叠次序优化,最终获得最佳铺层顺序为45°/-45°/0°/90°/90°/0°/45°/-45°/45°/-45°;优化后碳纤维头罩比与优化前质量减轻了28.9%;将优化后的头罩映射到整车车体并进行强度分析,碳纤维头罩的最大Tsai-Wu失效因子为0.163。