底架边梁及上弦梁结构刚度对车体结构模态的影响

以25G型硬座车钢结构车体为例,在HyperMesh中利用CQUAD4、CTRIA3等单元建立该车体有限元模型,通过改变底架边梁及上弦梁单位质量的惯性矩来控制车体单位质量刚度的变化。计算结果表明:对于底架边梁,车体一阶垂弯和一阶横弯频率随着底架边梁垂向结构刚度的增加线性递增,初期斜率较高,后期斜率较低;车体一阶垂弯和一阶横弯频率则随底架边梁横向刚度增加全程以二次多项式形式递增。对于上弦梁,车体一阶垂弯频率随着其结构刚度的增加基本不变,而一阶横弯频率则呈二次多项式关系逐渐增加。利用上述模态变化规律,可辅助开展车体固有振动特性研究,有助于针对具体优化部位进行形状和厚度等参数选择,以避开外部激励引起的共振,提升车体钢结构整体模态性能。     

双层动车组车体结构灵敏度研究

车体结构灵敏度为车体结构修改提供依据,是现代车体结构设计过程中的重要内容之一。本文以某双层动车组车体为研究对象,建立车体有限元模型,计算车体模态、应力及变形。以车体底架、侧墙、顶板、端墙等不同部位板厚度参数为设计变量,用半分析灵敏度方法,以车体模态频率、静载荷作用下的应力和变形为设计响应,计算响应对各设计变量的灵敏度。计算结果表明,车体前3阶模态频率随底架、侧墙、车顶结构厚度的增加而增大,随端墙、牵枕缓部位板件厚度的增加而减小;车体底架变形对下底板、车顶、侧墙各板板件厚度灵敏度较大,为负值;关键位置应力灵敏度多为负值。通过灵敏度计算分析,揭示影响车体性能的主要因素,明确提高车体模态频率、减小变形及应力的措施。通过灵敏度分析对车体结构进行修改,在提高低阶模态频率并保证变形和应力满足要求的前提下,使车体质量减少410kg。     

电力机车车体顶盖对车体固有频率的影响

分析了电力机车车体顶盖对车体垂向弯曲振动频率、侧墙横向弯曲振动频率、车体绕纵向轴扭转振动频率的影响,指出车体顶盖对车体垂向弯曲振动频率的影响是很小的,并且通过实例验证了这一点.根据有关标准,只要求车体的垂向弯曲振动频率大于10 Hz,对侧墙横向弯曲振动频率、车体绕纵向轴扭转振动频率没有具体要求,因此在进行车体模态分析时,把顶盖看成设备,而不必考虑顶盖结构的影响.     

底架模式对运煤专用敞车车体结构强度和刚度的影响

以载重100t运煤专用敞车车体为研究对象,对比分析了底架结构分别为平底、双浴盆和单浴盆模式时对车体结构强度和刚度的影响。分析结果表明:纵向载荷作用下,平底、双浴盆结构车体的中梁与枕梁连接处和单浴盆结构车体的斜向梁与边梁连接处的应力较高,浴盆结构有利于降低由地板压力和侧墙压力引起的立柱根部弯曲应力。3种结构的车体中梁挠度相当,单浴盆结构车体的纵向刚度最小,扭转刚度最大。     

高速列车车体的灵敏度分析及轻量化设计

针对某高速列车铝合金车体,在静强度及模态特性的有限元分析基础上,分析车体关键部位应力及位移指标对车顶、上边梁、侧墙和底板等主要型材结构的厚度变化的灵敏度,并对灵敏度结果进行分析。基于灵敏度分析结果,确定以车顶、上边梁以及侧墙厚度为设计变量的车体轻量化模型,并进行优化设计。优化后的车体结构减重6.64%,且车体强度、刚度以及模态频率等指标均满足设计要求,达到良好的轻量化效果。     

HXD2型交流传动电力机车车体

从对HXD2型交流传动重载货运电力机车车体的设计要求出发,阐述了车体结构,重点介绍了司机室、底架、侧墙、顶盖装置以及其他部件结构,分析了车体静强度、疲劳强度以及动力模态.试验表明,车体的强度和模态满足设计要求.     

铰接式动车组车体结构设计

为满足欧洲市场的需求，结合铰接式转向架的安装需求，全新研发了一种满足欧盟铁路互联互通技术规范（TSI）要求的铰接式动车组车体结构。通过优化力流传递路径，采用两级缓冲结构等措施降低了底架局部结构的应力集中，提高了底架承载能力。通过优化底架边梁型材断面，抗侧滚装置、抗蛇形装置通过螺栓直接与底架边梁连接，将以往项目由过渡安装座的焊缝承载优化为底架边梁母材承载，提高了连接可靠性。对车体进行了29个工况静强度计算，所有工况的计算应力均小于许用应力，在超载AW3工况下对车体施加1 500 kN纵向压缩载荷，最大应力出现在门洞下门角，计算应力为147.4 MPa，小于铝合金许用应力215 MPa。根据标准DVS 1608，对车体母材和所有焊缝进行了8种疲劳工况的评估，计算结果显示材料利用度均小于1，其中母材材料利用度最大为0.7，发生在侧墙上窗角，焊缝材料利用度最大为0.86，发生在端墙门槛与端墙立柱连接的焊缝处。对车体进行了16个工况静强度试验，所有测点的应力值均小于许用应力，且安全系数不小于1.24，留有较大的安全裕量。计算结果和试验结果说明该车体结构强度和疲劳性能满足设计要求，且有较大的安全裕...     

高速列车车体模态特性与结构尺寸敏度关系研究

针对高速列车运行过程中,由于车体自由模态不匹配导致的整车振动特性恶化问题,提出一种尺寸敏度分析方法改善车辆动态特性。具体内容包括:通过HyperMesh建立车体有限元模型,应用ANSYS计算车体自由模态频率并提取振型,研究单一部件尺寸敏度对车体主振型模态频率的影响。结果表明:对车体模态频率影响最小的是端部,对车体主振型菱形影响最大的是顶棚,达0.55 Hz;对垂弯影响最大的是底架,达1.14 Hz,对扭转影响较大的是顶棚和侧墙,达0.82Hz,为车体结构的优化设计提供参考。     

铝合金车体长直焊缝的焊接缺陷及防止措施

铝合金车体侧墙与底架边梁长直焊缝在车体焊缝组成中尤为重要,此处的焊缝采取横焊姿势,极易产生焊接缺陷,又因大部件侧墙采用大型中空挤压型材,需强行拉出挠度,焊接后还要再进行门框组装,因此很难达到理想状态,造成侧墙与底架组装时焊缝的根部间隙极不均匀,更对焊接造成了相当大的困难。本文结合铝合金车体焊接试验及现车生产中实际经验对此焊缝的焊接缺陷及防止措施进行了分析研究。     

高速动车组铝合金车体加工工艺

介绍了高速动车组车体、底架、侧墙、地板、车顶、裙板等部件的加工艺及工装设计,按照该工艺,可以满足高速动车组车体制造需要,为同行业其他车体加工提供了借鉴作用.     

"天梭"号交流传动电力机车车体

从“天梭”号高速电力机车车体的设计要求出发，阐述了车体结构，重点介绍了机车外形、司机室、底架、侧墙、顶盖装置以及其他部件结构，分析了车体强度。试验表明，车体的静强度和模态满足设计要求。     

高速车体结构参数对车体模态频率的影响分析

合理的高速车体结构设计不仅能最大程度发挥车体结构的承载能力,也能减小车体振动,提高乘坐舒适度。为研究车体结构参数对车体模态频率的影响,建立了车体结构有限元分析模型,深入分析车体结构各部件主要尺寸的厚度变化对车体模态特性的影响,得到了内外地板、侧墙内壁及车顶等厚度尺寸对车体垂弯、扭转和菱形模态频率影响规律。结果表明,车顶厚度的变化对车体模态频率及车体弯扭频率比的影响最大,从而为车体结构的动态设计提供依据。     

车下设备激励对车体模态匹配的影响

为系统有效地指导地铁车辆的设计和生产,尽可能减少车辆组装下线后出现振动剧烈等问题,提出了适用于地铁车辆的模态匹配策略和模态设计原则,并对车体典型吊挂设备激励下车体底架振动响应情况进行了研究,对比分析了有、无车下设备激励下车体各部分的振动舒适性指标。研究结果表明:不同车下设备激励引发的车体底架振动响应不同;与有、无车下设备激励条件相比,当考虑车下设备激励时,车体的振动舒适性指标有所增大。     

上弦梁结构刚度对车体结构模态的影响

为研究车辆上弦梁结构刚度对整车模态的影响规律,建立了200 km/h的客车不锈钢车体结构精细有限元模型,以车体上弦梁为研究对象,通过改变其单位质量惯性矩实现单位质量刚度的变更。结果表明:整车一阶垂弯频率随上弦梁结构刚度增加最初以对数函数形式递增,随后进入平缓阶段保持不变,最后呈线性关系递增;整车一阶横弯频率随上弦梁结构刚度增加最初以对数函数形式递增,随后呈线性关系递增。将这一变化规律应用到工程设计中能改善车体模态性能,进而有效地避开外部激励频率,达到防止共振的效果。     

160 km/h动力集中电动车组拖车车体钢结构研制

在介绍160 km/h动力集中电动车组拖车研究背景的基础上,分别从侧墙、车顶、端墙、底架4个方面阐述160 km/h动力集中电动车组拖车的车体钢结构设计。重点分析该车体对原型车的主要改进,包括车体结构防腐蚀性提升、平面度提升及外观优化、车体设计更加模块化和轻量化、车体强度及模态提升。采用有限元方法,对所设计车体钢结构开展仿真验证,并对研制的车体样车开展强度、刚度方面的试验验证。     

高速动车组铝合金车体加工工艺创新

介绍高速动车组在车体总成、底架、侧墙、地板、车顶、裙板等部件加工过程中所采取的工艺和方法,从加工工艺制定、工装设计、刀具选型等方面结合我国铁路实际情况进行创新,满足了高速动车组车体制造的需要,为同行业车体加工提供借鉴。     

SS9型客运电力机车[10]--车体

1 概述SS9型电力机车车体采用框架式整体承载结构,由Q345A高强度低合金钢、09CuPCrNi耐候钢钢板和钢板压型件组焊构成.车体蒙皮使用耐候钢以加强车体承受大气腐蚀的能力. 如图1所示,底架位于车体下部,是车体的基础,也是主要的承载构架.车体两侧是侧墙结构(简称侧构),车体两端是司机室,它们都焊装在底架上.底架上面焊有设备安装骨架(简称台架),它是车内设备安装和电缆布线等的基础.车体组装时,用6根车顶连接横梁将两边侧构连接成箱形壳体.在车体顶部安装5个可拆卸的大顶盖.上述底架、司机室、侧构、台架和大顶盖装置,是车体的主要承载结构部分. SS9型机车的内层结构主要集中在司机室内.司机室前上部设有宽敞明亮的前窗,从入口门可直接进出司机室,通过走廊门可进入车内各设备室.车体两侧墙设有沿纵向排列的立式百叶窗,大气通过百叶窗经过过滤网滤尘进入车内,冷却除制动电阻柜外的各种设备.侧墙上部设有玻璃窗,可供车内自然采光.牵引缓冲装置设置在机车两端的标准高度上,机车通过牵引装置实现对列车的牵引.机车前端下部装有排障器,用来排除线路上的障碍物,保证机车运行安全.排障器上设有脚踏板,便于工作人员调车作业.     

出口埃及不锈钢客车车体

文章介绍了出口埃及不锈钢客车车体结构执行标准、总体方案、主要参数和车体断面设计原则;阐述了车顶、侧墙、底架和端墙的结构特点。对车体进行了静强度计算和模态分析,结果显示车体各部位计算应力值均低于所用材料的许用应力,最大垂向载荷下车体垂向变形小于两转向架支撑点间距值的1‰,整备车体一阶垂向弯曲自振频率与转向架自振频率比值符合标准要求。对首辆车进行了静强度试验,试验结果表明车体强度符合UIC 566标准。     

广州机场线地铁车辆车体设计

文章从车体方案,底架、侧墙和顶盖结构,以及静强度分析和车体试验方面,介绍了广州机场线时速120 km铝合金B型车辆车体的特殊结构.     

跨坐式单轨车辆头车车体的模态分析

建立了跨坐式单轨车辆头车车体的三维几何模型和有限元模型,并对其进行模态分析,得到了该车体的固有频率和相应的振型.通过对计算结果的分析,指出了设计中可能存在的问题,提出了改进的建议.在低频段的外界激励下,车体的整体振动并不强烈,主要是裙板部分产生较大的振动;为抑制其振动,可采用前、中、后裙板之间进行连接并在后裙板与铝地板...