论文摘要
基于我国铁路既有棚车现状，通过采用新技术和新的设计方法、试验手段，进行结构优化，研究新型载重70t的通用棚车，以达到车辆自重不变、载重由60t提高到70t、商业运营速度从80km／h提高到120km／h的设计目标、满足当前我国铁路跨越式发展要求。论文首先阐述了我国铁路棚车从建国到本世纪初的发展现状，介绍了不同年代主型棚车的结构和参数。随着铁路货车新材料的发展，加之车辆配件技术不断提升，铁路棚车升级换代势在必行。从设计参数和结构的选取入手，通过对既有棚车的调研和分析、结构优化、冷弯型钢的开发等，确定了该车的设计方案。论文认为，铁路货车的设计已从单一满足强度要求发展到进行疲劳寿命预测，以提高车辆运用可靠性。论文讨论了疲劳破坏是铁路车辆主要失效形式之一，以及设计阶段进行抗疲劳设计意义。论文在车体静强度计算、车辆动力学分析计算的基础上，基于AAR标准铁路货车疲劳寿命预测系统，利用有限元数值分析技术，以AAR标准中各类载荷谱为依据，获得时间历程动态应力，然后以AAR标准中S-N曲线，基于Miner损伤理论计算疲劳寿命，对该车应力状态和使用寿命进行了分析与研究。并由此获得一个可靠性理想的设计方案。最后，论文详细介绍了车体静强度试验及车辆动力试验的方法、试验过程及试验结果，并与计算结果进行了对比。从计算和试验两个方面保证了该车的设计科学、合理。从而提高车辆性能和运用可靠性，上述研究对满足我国铁路货运对新型棚车的发展要求有显著的推动作用。