多工况载荷下机车排障器拓扑和尺寸优化设计

为优化某内燃机车排障器的结构性能和轻量化设计,对其进行多工况载荷下的拓扑和尺寸优化设计.运用OptiStruct软件对排障器进行基于变密度法的结构拓扑优化设计,确定排障器加强肋板的分布.随后,在拓扑优化的基础上运用尺寸优化设计方法对其进行轻量化设计,并对优化后排障器的强度和质量进行分析比较.对比得出,优化后排障器在两工...     

HXD2机车排障器结构设计和静强度分析与试验

介绍HXD2大功率交流传动电力机车排障器的结构设计，根据它是由压型弯板与筋板组焊而成的特点，采用有限元软件建立结构计算模型，进行静强度分析，并对其进行集中载荷的静强度试验，为排障器的合理设计提供依据，对存在应力集中部位，可采取相应结构进行改善。     

长大平车车体结构的拓扑优化设计

在对长大平车车体进行静强度和疲劳强度分析的基础上,分析关键部位的位移和应力指标对车体结构板材厚度的灵敏度,并基于灵敏度信息确定主要板材结构的拓扑优化模型,利用优化求解器进行拓扑优化.基于拓扑优化结果,给出车体结构的新设计方案并校核其静强度及疲劳强度.新设计方案在保证车体强度的同时,使车体减重1.3 t,较好地实现了车体轻量化的目的.优化结果为长大平车车体结构的创新设计提供了有价值的参考.     

不同排障器导流罩对高速列车阻力及升力的影响

利用风洞试验与CFD方法,比较分析某型高速动车组在四种不同排障器导流罩型式下气动特性,发现排障器导流罩以及不同型式的排障器导流罩能明显影响到列车的整车阻力及尾车升力性能.排障器导流罩可以阻止来自列车前方的气流进入转向架区域,并能够将车头前方的气流导向两侧,阻止车头前方死水区的形成.不同型式排障器导流罩对整车的阻力性能的影响最大可以到4%左右,并在大侧风条件下明显影响尾车升力性能,当侧偏角大于18°后不同型式的排障器对尾车升力性能的影响明显增加.因此合理的设计排障器导流罩至关重要.     

高速列车底部结构参数对气动噪声影响规律

为更好地开展高速列车气动降噪设计，建立了高速列车头车第一组转向架区域的6参数模型，采用计算气动声学和拉丁超立方抽样实验所设计的方法，得到了13个参数化模型的远场气动噪声、转向架舱内湍流脉动功率级和声功率级，并分析了底部结构参数对远场和近场气动噪声的影响规律.结果表明：底部结构参数对远场噪声影响范围为75.4～78.9 dB(A)，裙板高度、排障器厚度、转向架舱后缘倒角和舱长度与远场噪声为负相关，舱前缘倒角、排障器前缘夹角与远场噪声为正相关，底部结构参数的变化主要影响中心频带315～1 250 Hz间的噪声能量；排障器厚度和前缘夹角与远场噪声、舱内湍流脉动功率、声功率均为负相关；裙板高度和远场噪声、舱内湍流脉动功率级为负相关，与舱内声功率为正相关.     

基于等效结构应力法的制动梁疲劳寿命预测

焊接疲劳直接影响车辆行车安全,为评估外转39型转向架焊接制动梁的结构强度性能,运用有限元法对其进行了静强度分析,运用等效结构应力法对其焊接结构进行了疲劳寿命预测.并且对全尺寸实物进行了静载荷试验和疲劳试验,计算结果与试验结果基本一致,研究结果表明:外转39型制动梁强度设计满足相关标准要求;等效结构应力法具有工程应用推广价值.     

某跨座式单轨车冲击座轻量化研究

通过HyperMesh软件Optistruct求解器对某跨座式单轨车底架冲击座进行了静强度分析,在超载拉伸工况和超载压缩工况下,冲击座的最大应力均小于许用应力,符合规范要求;在满足规范的情况下,对冲击座进行了拓扑优化和尺寸优化,确定了最佳的材料分布和最佳板厚,最终使冲击座质量减少了31.1％.优化效果可观,为以后机车车...     

碳纤维复合材料车体结构强度仿真分析与结构优化

利用子模型和结构优化技术相结合的方法,对碳纤维复合材料司机室的地铁车体结构进行强度研究.基于复合材料力学特点,建立地铁车车体有限元模型;在EN12663-2010标准中静态载荷作用下,对其车体结构进行静强度有限元分析,运用Tsai-Wu失效准则对碳纤维复合材料司机室进行评价,找出其薄弱部位出现在司机室骨架上,并提出改进...     

基于俄罗斯车辆计算与设计规范的棚车车体强度分析

将俄罗斯设计规范与我国TB/T 1335-1996标准进行了对比分析,总结出基于俄罗斯规范的棚车车体强度分析的载荷工况;依据棚车部件结构的传力特点,创建了某棚车车体强度分析的仿真模型,并在俄罗斯规范提供的载荷作用下,对其车体结构进行静强度有限元分析与结构优化,使车体结构设计满足俄罗斯设计规范的要求.     

基于等效结构应力法的电机机座焊接结构疲劳寿命预测

采用有限元法对牵引电机机座进行静强度计算,并在此基础上利用美国ASME标准中采用的等效结构应力法对牵引电机机座的主焊缝进行疲劳寿命预测,分析计算了该机座8条主焊缝的应力集中和疲劳寿命.计算结果表明:静强度结果满足没计要求,并且牵引电机机座的主焊缝具有良好的抗疲劳性能.     

地铁车冲击座的拓扑优化

依据某B型不锈钢地铁车冲击座静强度分析结果,以冲击座为研究对象,利用Opti Struct软件对两种工况下的冲击座结构进行拓扑优化.依据拓扑优化结果,同时考虑制造加工工艺及装配等因素,提出了两种冲击座改进方案.对比分析两种改进方案,确定了最优方案.最终结果表明:与冲击座原结构比较,最优方案的冲击座结构应力分布均匀,质量减少了33.0%,取得了良好的轻量化效果.为今后地铁车冲击座的设计和改进提供了有价值的参考.     

基于Isight平台的某动车组车体牵引梁焊缝应力的灵敏度分析

为确保高速列车的安全运行,提高车体静强度.首先建立动车组车体有限元模型,将运营条件叠加并施加在动车组车体上.在ANSYS软件中进行整车计算,找到模型在恶劣工况下的薄弱位置,采用子模型技术,提取车体底架部分结构,通过对比计算结果验证子模型的可信性.最后通过优化平台Isight整合ANSYS,引入参数化后的子模型,对薄弱部位进行应力灵敏度分析.根据灵敏度分析结果修改设计变量,对如何降低薄弱位置应力提出合理的建议,以此提高车体底架结构强度的安全系数.     

铁路货车转向架摇枕结构拓扑优化设计

利用HyperWorks/OptiStruct软件,采用密度法在应力约束条件下对铁路货车转向架摇枕进行结构拓扑优化,以拓扑优化得到的密度云图作为参考完成新模型的构建,并验证优化方案的可行性,在满足各种计算载荷工况静强度、刚度要求的基础上,摇枕质量减轻8.6%.为进一步对整车及零部件应用结构拓扑优化设计提供参考.     

低边耐候钢敞车车体的轻量化

利用I-DEAS软件,对低边耐候钢敞车车体钢结构进行有限元静强度分析.根据有限元分析结果,利用I-DEAS软件的优化模块,对车体进行敏度分析和优化设计,给出车体轻量化方案.经过优化设计车体减重1328kg,相对减重率达到了14.2%.     

全自动驾驶地铁不锈钢车体静强度和模态分析

根据全自动驾驶地铁不锈钢车体结构特点,简化该车体几何模型,建立相应的有限元模型.基于车体静强度计算标准,确定10种车体结构静强度的计算工况.在这些计算工况作用下,计算车体结构的静强度.计算在最大垂直载荷作用下车体结构刚度,以及车体钢结构模态与整备状态下车体结构模态.计算结果表明全自动驾驶车辆不锈钢车车体结构的刚度、静强度和模态均满足车体结构设计要求.     

动车组车轮强度标准与分析方法

在分析了国内外车轮相关标准的基础上,提出了一套具有结构静强度计算、评定及疲劳强度分析的高速动车组车轮强度的分析方法,应用UIC510-5标准,对CRH5型动车组新车轮和磨耗车轮进行了全面的强度分析,并对计算结果进行了后处理及强度评价.     

金属箔式电阻应变计在静强度测试中的应用

介绍了自制金属箔式应变计荷重传感器的原理、结构及布片方案,并对其所组成的测试系统进行了标定.通过对测量数据的处理和误差分析,得出了比较准确的测量结果.该结果有利于指导实际构件的静强度测试.     

汽车驱动桥壳的有限元分析与轻量化

利用CATIA软件建立驱动桥壳的三维模型,选取桥壳的最大垂向力、最大牵引力、最大制动力、最大侧向力和最大静应力典型工况,并施加相应的约束和边界条件,在Hyperworks中对桥壳进行有限元结构分析。分析结果表明,桥壳的强度及刚度性能满足要求。在最大静应力工况下,运用Optistruct优化模块对驱动桥壳的盘面和板簧座进行结构优化,优化后桥壳的应力集中位置得到转移和分散,桥壳应力分布较均匀,实现了桥壳的轻量化。     

基于Hypermesh的立式加工中心立柱结构的拓扑优化

立柱是立式加工中心影响加工精度和结构特性的关键部位,它的固有频率等动力学特性对整机特性影响非常大。通过有限元分析软件HyperWorks中优化模块OptiStruct对GSVM6540L2机床立柱进行单目标拓扑优化和多目标拓扑优化,并根据优化结果和经验对立柱进行了改进,提高了立柱的静动态特性和整机的静动态特性。     

复杂焊接结构焊缝强度评估方法及应用

通过分析复杂焊缝受力,利用有限元分析方法输出焊缝位置的应力,求出焊缝局部单位长度的真实载荷.结合德国FKM规范并参考国内外相关研究,提出评估焊缝静强度方法.为高效评估整车级大量复杂焊缝,基于ANSYS软件编制快速分析程序,建立某出口地铁车体的有限元强度分析模型,在防撞柱载荷作用下,利用该程序评估司机室关键焊接结构焊缝的静强度;通过优化焊缝参数,使关键焊缝1和焊缝2最大利用度分别由1.09和1.41降为0.90和0.77,满足焊缝强度设计要求.