基于APDL的转向架构架有限元分析后处理系统的研究

分析了转向架构架有限元分析后处理的通用过程,并建立了一套基于APDL的构架通用有限元分析后处理系统,实现了构架有限元计算结果的快速处理。     

基于APDL的高速电力机车转向架构架有限元优化

基于APDL的有限无忧化设计方法．对高速电力机车转向架构架进行优化设计分析．得到的轻量化构架的结构受力更加合理、应力分布更加均匀．实现减重4．4％．可以满足静强度、疲劳强度和振动模态的要求。     

X型转向架焊接构架的强度分析及结构优化

通过有限元计算，并结合正交试验法对X型转向架焊接构架进行了多方案的比较分析，优化了其补强方案，并提出了构架的整体优化方案。     

转向架构架局部结构优化与轻量化研究

降低结构的应力集中效应、改变结构几何形状和减小结构几何尺寸是实现转向架焊接构架轻量化和提高疲劳强度的有效途径。文章以某转向架构架结构为例,基于DVS 1612标准的结构疲劳强度评估方法和规定的焊接接头质量等级,采用对结构高应力集中效应区域进行局部焊接接头优化和局部结构形状优化,将焊接构架抗侧滚扭杆安装座与侧梁下盖板连接焊缝的疲劳强度材料利用度由大于1.773分别降低到0.704和0.871,同时实现了侧梁下盖板、辅助纵梁内外立板板厚的减小以及横梁钢管壁厚的减小,满足疲劳强度的前提下,实现了构架轻量化与局部结构优化的目标。     

SS4改进型电力机车转向架构架仿真分析及局部结构优化

对改进设计后的SS4改进型电力机车构架整体结构进行了静强度、疲劳强度计算和模态分析,计算结果均满足相关的标准规定和运营要求;对在段运营中出现裂纹的砂箱安装支座和摩擦减振器座进行了局部结构优化及强度计算,优化后,新结构的计算应力值大幅降低,满足了长期在线运营的要求。     

B型地铁转向架构架结构优化及对比分析

针对某项目转向架构架使用寿命无法满足运营要求的情况,通过对线路动应力测试数据的时域图和频域图对比分析,提出优化结构方案,并运用理论计算、有限元分析以及实际运行线路的测试,对优化结构方案进行验证。优化结构关键部位测点应力大幅降低,所有测点等效应力均小于标准限度70 MPa,满足了车辆正常使用寿命的要求。     

基于APDL语言的车轮参数化形状优化

针对高速列车车轮轻量化问题,采用APDL语言建立动车组拖车车轮的参数化优化设计模型,对车轮结构几何形状进行优化,进行车轮的参数化优化设计及结构强度优化归一分析.分析结果表明:优化后车轮的辐板厚度减薄,车轮质量减少22.89 kg,其结构强度满足UIC510—5标准的要求;与原始车轮相比,优化车轮径向应力最大和最小值的绝...     

基于响应面法的三轴转向架构架抗疲劳可靠性优化

以三轴转向架构架为研究对象,对其进行了结构强度与关键焊缝疲劳寿命可靠性分析,在此基础上以主要壁板厚度为变量,考虑强度和疲劳寿命可靠度约束建立转向架构架抗疲劳轻量化模型,并采用缩小空间响应面近似优化法进行求解.优化后构架减重约4.3％,将不确定性因素考虑进结构优化过程中,优化结果更加合理.     

悬挂式个人快速运输车辆转向架构架结构轻量化优化研究

在悬挂式PRT(个人快速运输)系统已有结构的基础上,对该系统转向架构架进行结构轻量化优化研究.运用拓扑优化相对密度法中的SIMP(固体各向同性材料惩罚模型)方法进行走行轮安装座拓扑优化及构架主要板梁厚度优化,并对优化前后的仿真结果进行对比分析.根据构架不同区域优化后的应力、应变结果对构架参数进行调整,并在考虑构架实际结构及功能性结构的前提下控制优化参数以得到构架整体优化结果.结果 显示,构架优化区域体积大幅减少,轻量化结果明显,且整体结构强度良好,能满足列车在最恶劣工况下安全运行.     

基于Workbench的B型转向架构架结构优化设计与试验验证

为了使转向架构架的结构强度在设计阶段满足标准要求,将有限单元法和优化设计理论相结合对其进行结构优化设计。首先,建立B型转向架构架的有限元模型,依据UIC 515-4及EN 13749标准对其进行结构强度分析,确定不满足标准要求的工况和位置。其次,利用APDL语言对模型进行参数化,基于Workbench的优化设计模块,采用遗传算法对其进行结构优化,得到新的结构方案,并对优化设计后的构架进行结构强度分析。最后,根据TB/T 2368—2005标准对构架进行试验,并与优化后的分析结果进行对比验证。研究结果表明,优化后的静强度、疲劳强度满足标准要求,并且与试验结果保持一致,说明转向架构架满足强度设计要求。同时,相比于按照经验进行方案优化设计,该方法效率较高,准确性更好,能够为其他轨道车辆结构的优化设计提供参考。     

基于CATIA二次开发的转向架构架参数化建模

转向架构架结构复杂,对其参数化设计分侧梁和横梁两个模块进行。以某型车转向架构架为基体,提取构架的控制参数,基于这些参数,应用VB环境下CATIA二次开发的自动化技术,搭建构架的参数化建模平台。平台中参数可由人工输入,构架模型自动生成,缩短了设计阶段的建模周期。     

铁道车辆转向架构架可靠性参数灵敏度分析

运用概率分析方法建立某转向架构架的参数化有限元模型。选取构架的材料属性、几何参数和载荷等作为随机变量,通过统计分析得到其分布参数。用构架母材和焊缝部位疲劳薄弱处的最大主应力和其许用疲劳强度建立疲劳强度可靠性失效状态函数。基于蒙特卡罗数值模拟方法,计算转向架构架的可靠度及参数灵敏度。分析结果表明:在所选择的随机变量中,空气弹簧部位的载荷变量和材料的许用疲劳强度变量对构架的疲劳强度可靠性影响较灵敏,而板厚变量和局部的载荷变量对构架的疲劳强度可靠性影响不显著。提出了转向架构架可靠性优化设计的建议。     

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。     

基于热点应力的转向架铝合金构架焊接结构疲劳问题研究

基于热点应力法对转向架构架加强筋板的焊接处进行疲劳强度分析,通过建立疲劳热点位置结构的有限元模型,采用最有可能发生疲劳破坏部位处的应力幅值作为疲劳评定依据,采取不同的工艺设计方案,选取最有可能发生破坏的热点位置进行分析,其分析方法对运用热点应力法进行转向架结构的疲劳强度分析具有一定的参考价值.     

基于CAE的转K6型转向架摇枕结构优化

为实现铁路货车转向架摇枕结构最优的目的,在Pro/E三维建模基础上,采用铸造模拟软件ProCAST对转K6型转向架摇枕的凝固过程进行了数值模拟,数值模拟计算结果显示铸件的凝固顺序。通过温度场分析,找出铸造热节,对产品结构设计不合理的区域进行改进。运用有限元软件ANSYS对改进后的摇枕结构进行静强度分析,确保满足铁道部相关标准的使用要求。     

转K7型转向架副构架优化设计

以转K7型转向架副构架质量为目标函数,以C级铸钢的静强度为约束条件,根据.TB/T1335-1996所规定的货车转向架部件强度的试验载荷,对副构架进行结构优化设计,采用降低弯矩和变形量的设计方法,以提高副构架结构的静强度.优化方案副构架最大等效应力较原方案降低13.96%～34.69%,结构刚度和应力趋于均匀,副构架静强度满足设计要求.     

基于APDL语言的套组弹簧参数优化设计

弹簧悬挂系统是机车车辆转向架的重要组成部分,对机车车辆运行是否平稳、能否顺利通过曲线并保证车辆安全运行,起着重要的作用。相对于单卷螺旋圆弹簧,双卷弹簧组在承载相同的载荷时,能在保证与单卷弹簧同样弹性性能的同时大大节省悬挂系统所占的空间,降低应力,提高悬挂系统的可靠性。圆柱螺旋弹簧传统设计采用试凑法,其设计过程费事繁琐,很难得出最有效的设计方案,现建立两级刚度弹簧优化模型的同时,运用了有限元分析软件ANSYS自带的优化单元APDL,通过一阶迭代优化计算弹簧相关参数的最优解,并在强度分析软件ANSYS中,对结果进行了验证。验证结果证明推荐的方法简单有效,能简化套组弹簧的设计过程,提高悬挂系统设计效率。