不锈钢车体仿真与试验对比方法研究

基于某国外出口的不锈钢车体结构,采用壳单元及实体单元建立不锈钢车体结构有限元模型,应用梁单元模拟点焊、激光焊焊缝,运用ANSYS软件进行强度分析,依据美国ASME-RT-2:2014标准加载边界条件,输出测点的坐标、位移及应力信息,与车体样件试验结果做对比分析,并基于车体垂向工况对车体结构进行对比分析,结果表明:车体结构测点的计算数值与测试值的整体变化趋势一致,刚度、强度结果满足要求,验证了模拟方法的可靠性,对利用率超过25%,误差超过30%的测点进行了解释说明,最终满足技术要求.     

大尺寸薄壁加筋钢结构承载板试验评估及数值仿真

对一种采用薄壁加筋钢结构的大尺寸承载板进行了试验评估和数值仿真,比较分析了其加筋前后的力学性能。对承载板进行了结构特点、力学环境和载荷分析,以及承载板结构刚度和强度的试验评估,并对薄弱部位提出了改进方案;应用ANSYS中的SHELL63单元建立了加筋前后的两种物理模型,对加筋前仿真和试验结果进行了对比验证,并对加筋前后的承载板力学性能进行了有限元比较分析。结果表明,所建立的物理模型能够较好的模拟承载板钢结构受力状态,采用的加筋方案有效提升了钢结构刚度和强度,达到了极限载荷指标要求。     

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。     

无粘结预应力混凝土结构计算的接触分析方法

为能够较真实模拟无粘结预应力结构的受力状态,建立了基于接触单元法的无粘结预应力结构分析模型.通过三维点对点接触来模拟实际结构中无粘结筋与混凝土侧壁的面对面接触,同时为验证此方法的准确性,依据相关试验参考文献资料数据,建立对应的有限元结构分析模型,采用接触单元法和原文献的自由度耦合法,分别对试验梁进行数值模拟计算,再与试验结果进行对比分析.结果表明,在混凝土开裂前,接触单元法可较好地模拟实际结构,混凝土开裂后虽其压应力及挠度变形计算值较实际偏低,但相较其它方法仍具有更好的计算精度和准确性.     

提高车辆安全带锚固点强度的方法研究

按照国家标准要求,对某型汽车座椅安全带进行强度试验,发现后排座椅安全带锚点处的后地板破裂.针对该问题,在ANSYS软件中建立了座椅安全带的有限元模型,通过有限元分析结果与试验结果的对比,证明有限元模型的可靠性.利用非线性有限元法对安全带锚固点的强度进行了研究,提出了一些可以提高安全带锚固点强度的方法.     

不锈钢地铁车辆侧墙焊缝缺陷率分析

由于非熔透型激光叠焊工艺的局限性,侧墙焊缝处会产生内外钢板局部未焊透的现象即焊缝缺陷.为研究这种焊缝在不同缺陷率下的拉剪强度及其对车体静强度的影响,结合某不锈钢地铁车辆激光焊车体,通过建立不同焊缝缺陷率的车体有限元模型,分析各个工况下不同焊缝缺陷率的车体侧墙焊缝剪应力的变化,以此确定在静载工况下不锈钢激光焊车体侧墙焊缝缺陷率的限值.     

压弯复杂应力下焊趾局部应力-应变研究

通过对模拟结合壳典型部位的焊接试件进行加载试验,分析了压应力对局部应力应变特征的影响,结果显示,焊趾处名义应力相同条件下,局部应力应变值与施加的载荷形式有关.同时,对此试件进行的弹塑性有限元分析,得到了与试验结果基本吻合的规律.由此得出,压应力与弯曲应力的比值较小时,对焊趾处局部应力应变产生的影响可忽略;比值较大时,产生的影响不可忽略.     

下拉式机架三维有限元分析

在充分考虑下拉式机架的受力及结构特点的基础上,依据设计图纸利用三维CAD软件建立了机架的三维实体模型. 为了确保计算的精确性,每个部件采用三维实体单元模拟,利用ANSYS软件对下拉式机架进行了有限元分析.分别讨论了预紧力单独作用和预紧力及工作载荷共同作用下机架的变形和应力,并进行了静强度校核, 计算结果可作为改进设计的依据.     

钢结构桥梁中特厚钢板焊接应力动态数值模拟分析

钢结构中特厚钢板焊接应力的理论分析一直为人们所关注。基于有限元软件ANSYS,采用高斯热源模型加热,利用生死单元,动态模拟分析80 mm特厚钢板对接焊过程中,对多层、多道焊的温度场进行加热模拟,实现焊缝的动态生成,跟踪应力场的变化情况。分析结果与重庆观音岩长江大桥构件焊接试验结果基本一致,为特厚钢板构件的设计和制作提供有实用价值的参考依据。