铁路检修轨道车车体结构仿真分析

论文摘要

随着我国铁路运输的发展,对铁路检修施工用轨道车运行速度和施工能力的要求在不断提高。为此,我国设计研制了新型铁路检修用轨道车。该轨道车运行工况复杂,自身携带电气设备较多,所以车体钢结构需要有足够的刚度和强度来保证其运行的安全性。因此,在车体结构设计时,需要运用有限元仿真方法对其钢结构的刚度、强度和模态进行分析。在深入了解该轨道车车体钢结构特点的基础上,建立了车体有限元模型。通过计算分析,该轨道车车体钢结构的刚度、强度和模态均满足要求,但是其强度储备过于充分。因此,在此基础上对该轨道车车体钢结构进行了改进设计,简化了局部钢结构并且减少了部分钢板的厚度,经过改进设计后的车体钢结构减重1320kg。本文对改进后车体钢结构进行了分析计算,得到了改进后车体钢结构的应力和变形分布,并与原始计算结果进行了对比。通过对比发现,改进后车体钢结构应力和变形分布与原计算结果相差不大,结构的刚度、强度和模态满足要求。本文对轨道车车体钢结构进行了有限元分析,并对车体结构进行了改进设计,在保证车体结构刚度和强度满足要求的前提下减轻了车体自重,为轨道车车体结构设计提供了参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 绪论
• 第一章 仿真分析基本理论
• 1.1 有限元基本理论
• 1.2 模态分析基本理论
• 1.3 有限元分析软件简介
• 1.3.1 I-DEAS软件简介
• 1.3.2 ANSYS软件简介
• 1.3.3 ANSYS模态分析的一般过程
• 1.3.4 ANSYS模态分析的提取方法
• 本章小结
• 第二章 轨道车简介
• 2.1 轨道车简介
• 2.2 轨道车主要技术参数
• 2.3 车体钢结构简介
• 2.3.1 底架钢结构
• 2.3.2 侧墙钢结构
• 2.3.3 车顶钢结构
• 2.3.4 司机室钢结构
• 本章小结
• 第三章 有限元模型的建立
• 3.1 车体钢结构有限元分析意义
• 3.2 车体钢结构有限元分析内容
• 3.2.1 静强度评定
• 3.2.2 模态计算
• 3.2.3 结构改进和优化设计
• 3.3 车体钢结构有限元网格划分
• 3.4 基本载荷
• 3.4.1 垂向载荷
• 3.4.2 纵向载荷
• 3.4.3 其它载荷
• 3.5 计算载荷工况
• 本章小结
• 第四章 有限元计算结果与分析
• 4.1 评定标准
• 4.1.1 刚度评定标准
• 4.1.2 强度评定标准
• 4.1.3 模态评定标准
• 4.2 计算结果分析
• 4.2.1 刚度计算结果
• 4.2.2 强度计算结果
• 4.2.3 模态计算结果分析
• 本章小结
• 第五章 轨道车改进设计
• 5.1 轨道车改进设计意义
• 5.2 改进设计方法
• 5.3 轨道车钢结构改进设计
• 5.3.1 牵引梁简化设计
• 5.3.2 司机室结构简化设计
• 5.3.3 车顶结构简化设计
• 5.3.4 局部加强筋板设计
• 5.4 轨道车钢板厚度优化
• 5.4.1 钢板厚度优化的意义
• 5.4.2 厚度优化方案
• 本章小结
• 第六章 改进后车体结构计算结果
• 6.1 刚度计算结果比较
• 6.1.1 垂向总载荷工况
• 6.1.2 垂向总载荷+1125kN的纵向拉伸载荷工况
• 6.1.3 垂向总载荷+1400kN的纵向压缩载荷工况
• 6.2 强度计算结果比较
• 6.2.1 垂向总载荷工况
• 6.2.2 垂向总载荷+1125kN的纵向拉伸载荷工况
• 6.2.3 垂向总载荷+1400kN的纵向压缩载荷工况
• 6.2.4 救援载荷工况
• 6.2.5 司机室安全压力载荷工况
• 6.3 模态计算结果比较
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢