基于有限元法的动车组行李架优化分析

为解决现有高速动车组行李架玻璃承载面板易破损的安全隐患,利用有限元方法对玻璃承载面板和聚碳酸酯承载面板这两种行李架的应力和位移进行比较分析,寻找聚碳酸酯承载面板位移变化的原因和优化措施。结合动车组行李架内部结构分析,提出了行李架结构优化建议,为承载面板由玻璃板更改为聚碳酸酯板的优化措施提供技术论证。     

动车组行李架耐撞性分析及优化设计

现有列车行李架仅考虑静载荷要求,为了提升动车组列车行李架耐撞性,降低碰撞事故中乘员二次损伤的风险,开展250 km/h标准动车组列车行李架的碰撞特性研究和耐撞性优化设计。首先,基于LS-DYNA显式非线性有限元程序,建立动车组列车行李架有限元模型,仿真分析现有动车组列车行李架结构碰撞响应;其次,采用加宽安装座并在行李架端部加装蜂窝吸能结构和调整螺栓预紧力的方法对行李架耐撞性进行设计,对改进后行李架的碰撞响应进行参数分析;最后,以螺栓预紧力、蜂窝吸能结构压缩强度和托架拉杆厚度作为设计变量,以比吸能、位移和冲击峰值力作为设计目标,采用优化拉丁超立方试验设计获取样本空间,构建设计变量和设计目标的响应面近似模型,选用NSGA-II遗传算法对行李架进行耐撞性多目标优化设计。研究结果表明：现有动车组行李架结构碰撞后安装螺栓失效,行李和行李架掉落,存在对乘员造成损伤的风险;改进后的行李架在碰撞时沿安装座滑动并压缩蜂窝吸能结构,通过行李架与安装座的摩擦和蜂窝材料塑性变形耗散行李碰撞动能,行李未发生掉落;多目标优化设计后得到行李架耐撞性Pareto前沿,行李架在平衡解处具有更优异的耐撞性能,且优化与仿真...     

动车组行李架的受力及试验研究

动车组行李架是在动车内部起着重要作用的一种结构,利用Creo3.0软件对行李架整体结构模型进行三维设计。通过ANSYS Workbench17.0对行李架模型的结构静力学分析,得到行李架的总变形云图。对行李架进行实际的静加载试验,验证行李架静力学分析的可靠性。利用电动振动试验系统对行李架进行一系列的振动测试试验,验证行李架的试验可靠性及投入生产的可行性。     

动车组行李架组装问题的分析与建议

对动车组行李架组装过程中出现的共性问题进行了分析,并提出了解决措施与建议。     

200km/h动车组行李架模块化设计探讨

介绍200km/h动车组内装行李架的设计原则以及设计方法。从行李架的分类到材料的选择再到零部件的结构设计,阐述动车组行李架模块化设计的优点,为今后模块化设计在铁路客车内装中推广提供借鉴。     

CRH1A 型动车组新型行李架设计

文章通过结构分析介绍了CRH1A型动车组行李架的关键创新技术以及行李架的研发过程,阐述如何将轻量化、模块化、经济性、维护性综合地运用到动车组产品设计中,通过产品生产制造安装、静强度试验、振动冲击试验证明了优化设计的合理性和有效性。     

京八线内燃动车组内装设计

针对京八线内燃动车组一、二等座车的内装结构,着重介绍了侧墙、车项和平顶间壁、行李架、座椅、塞拉门和车窗的设计特点与风格.     

基于概率分布函数的动车组车轴应力谱试验分析

根据EN 13103标准分析计算车轴表面应力分布规律,据此在车轴应力较大的距车轮内端面113和163 mm处的动车组车轴表面各布置2个测点,由此得到京津城际铁路和既有线路动车组的车轴应力时间历程,然后进行数据处理后得到车轴弯曲应力谱子样,再由估计的最大应力幅值得到动车组车轴8级程序应力谱.结果表明:动车组车轴应力幅值的分布符合三参数威布尔分布,并且既有线路动车组的车轴应力变化幅度比较大,而京津城际铁路的则比较平缓;在相同速度下,既有线路动车组的车轴应力最大值比京津城际铁路的大1倍左右;动车组以240km· h-1速度运行时其车轴应力幅值最小,在其他速度级下,车轴应力除最大值稍微有差别外,其他应力水平基本一致.     

设备舱支架裂纹原因分析及改进措施

分析了高速动车组设备舱支架产生裂纹的原因,提出了改进方案.通过空气动力学分析、应力测试和有限元仿真计算,对改进方案进行了验证,改进后的设备舱支架可以满足动车组寿命周期要求.     

高速动车组角焊缝应力集中的识别方法

针对高速动车组焊接构架角焊缝处应力集中无法采用名义应力法识别的问题,基于结构应力法,将角焊缝焊趾处的非线性应力分解为满足外载荷平衡的结构应力和自平衡的缺口应力,然后根据力的平衡方程得到各节点力及其力矩与线力及其线力矩间的对应关系,进而推导出结构应力的计算公式,并给出角焊缝应力集中识别流程;基于所给出的算法和识别流程,采用C/C++以及ANSYS软件提供的APDL语言开发出焊接结构应力识别专用软件WSS,对某高速动车组焊接构架上诸多角焊缝应力集中进行识别,验证了基于结构应力的角焊缝应力集中识别方法不仅能给出应力集中的具体位置,还能给出具体的应力峰值及其对应的疲劳寿命,可用于优化高速动车组焊接构架的抗疲劳设计。     

动车组铝合金车体残余应力分布及调控

采用X射线衍射法对不同形式铝合金焊接接头、不同速度等级车体及不同工艺调控处理的铝合金接头进行残余应力测量。结果表明:动车组型材和板材原材料表面已经存在一定数值大小的残余应力;对接接头的残余应力峰值要大于搭接接头和角接接头;超声冲击法、喷砂法和自然时效法均可改善动车组焊接接头残余应力的大小,但喷砂法和超声冲击法更适合现场使用。     

基于ANSYS/FE-SAFE的高速动车组非动力车轴疲劳寿命分析

以CRH380B型高速动车组的非动力车轴为研究对象,开展高速动车组非动力车轴的疲劳寿命预测分析。采用有限元分析软件ANSYS建立轮对有限元模型,进行车轴危险截面处的应力分析;采用动力学仿真软件SIMPACK建立高速动车组整车模型,分析车轴垂向和横向载荷随时间的变化情况;采用疲劳累计损伤理论,以车轴的应力和载荷谱为输入,基于疲劳寿命专用仿真软件FE-SAFE对车轴进行疲劳寿命分析。结果表明:非动力车轴轮座内侧的过渡圆弧处为最大应力部位和危险部位,最大应力为122.01 MPa,疲劳寿命约为28.6a,均满足车轴静强度和设计寿命的要求。     

试验动车组受电弓弓体及安装强度研究

为了解受电弓在我国高速试验动车组上的性能,对其机械、结构强度进行预判,构建了试验动车组受电弓弓体、底座的有限元分析模型,分析了600 km/h速度工况下,弓体各部件的机械结构强度参数、底座及焊缝关键部位的应力分布,并对弓体结构强度、底座焊缝结构强度、固定螺栓结构强度进行了校核。分析结果表明:试验动车组受电弓的弓体及安装结构强度均在安全系数范围内,能够满足试验列车高速运行的要求。     

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。     

铰接式牵引装置的研制

铰接式牵引装置是铰接式动车组车辆的关键技术之一。文中介绍了一种铰接式牵引装置的结构与部件,并从载荷工况、应力评估的角度对该铰接式牵引装置的主要结构部件进行了仿真分析。     

动车组设备舱结构有限元分析及优化

采用有限元方法分析动车组设备舱结构在典型受载条件下的静强度,揭示典型动车组设备舱结构的薄弱部位;对比裙板弯钩过渡段加筋式与加厚式优化方案应力分布,提出提升裙板结构强度的更优设计形式;对比骨架结构腹板增厚前后应力分布特征,提出设备舱骨架结构改进方案;评定优化后设备舱结构静强度结果,为动车组设备舱结构分析与设计提供参考。     

基于有限元法的动车组地坑式架车机结构分析

对动车组地坑式架车机车体举升装置结构系统各主要承载构件进行了有限元分析,得到各构件的应力分布云图及整机变形情况,计算结果与试验结果表明各构件的强度、刚度均满足设计要求。     

CRH380A型动车组焊接构架侧梁残余应力分析

利用Sysweld有限元计算软件,分析了CRH380A型动车组焊接构架侧梁残余应力的分布规律,将焊缝附近区域典型部位焊接模拟分析值与试验测试值进行比较,结果表明,焊缝区域的残余应力分析值与测试值的偏差在合理范围之内.     

高速动车组制动横梁裂纹故障分析及改进措施

为解决高速动车组原设计结构的制动横梁裂纹故障,对故障发生位置及数量进行统计,并对裂纹断口进行宏观、微观分析,分析表明断口为应力导致的疲劳断裂。对原设计结构的制动横梁进行线路制动载荷识别并将结果应用于有限元仿真计算,结果表明原结构制动横梁支撑座管卡安装孔边缘处存在应力集中,在承受交变载荷下易产生疲劳裂纹。结合有限元强度仿真结果,提出制动横梁结构改进方案并进行强度计算和线路实测动应力,结果表明改进方案制动横梁结构应力水平较原方案明显降低,改进结构可满足高速动车组运用要求。     

基于标准载荷工况与高频振动工况的高速动车组转向架构架疲劳强度对比分析

我国某型高速动车组运用维护数据统计分析显示,在特定运用条件下,车轮出现显著多边形磨耗。分析了高速动车组转向架的构架在不同运用工况下的疲劳强度。结果显示,在常规运用工况下,基于标准载荷的疲劳强度评估与实际运用情况较为吻合,但在车轮多边形磨耗导致的高频激扰作用下,构架疲劳等效应力显著高于基于标准的评估结果。基于既有标准的构架疲劳强度评估对模态应力的影响存在一定局限性。