基于Workbench的B型转向架构架结构优化设计与试验验证

为了使转向架构架的结构强度在设计阶段满足标准要求,将有限单元法和优化设计理论相结合对其进行结构优化设计。首先,建立B型转向架构架的有限元模型,依据UIC 515-4及EN 13749标准对其进行结构强度分析,确定不满足标准要求的工况和位置。其次,利用APDL语言对模型进行参数化,基于Workbench的优化设计模块,采用遗传算法对其进行结构优化,得到新的结构方案,并对优化设计后的构架进行结构强度分析。最后,根据TB/T 2368—2005标准对构架进行试验,并与优化后的分析结果进行对比验证。研究结果表明,优化后的静强度、疲劳强度满足标准要求,并且与试验结果保持一致,说明转向架构架满足强度设计要求。同时,相比于按照经验进行方案优化设计,该方法效率较高,准确性更好,能够为其他轨道车辆结构的优化设计提供参考。     

基于车轮强度快速评价系统的动车组车轮强度评估

在动车组车轮设计优化过程中,往往需要反复对车轮进行强度评价。为了提高车轮设计及优化效率,采用Matlab、APDL和C#3种语言混合编程的方式开发了一套基于参数化建模的车轮强度快速评价系统,该系统能够自动进行车轮参数化建模以及强度评估。利用该系统,对动车组全磨耗车轮进行了强度计算,计算考虑了最大过盈量及离心力的影响,并对15.45t和16t两种不同轴重的车轮进行静强度及疲劳强度评估。结果表明,车轮轴重增加后载荷有所增加,车轮静强度最小安全系数、车轮辐板疲劳强度最小安全系数有所减小。因此在车轮设计过程中应将轴重控制在一定范围内。     

公铁两用车转向架车轮结构优化设计

根据我国铁路车辆车轮的相关标准,设计出满足强度要求的公铁两用车转向架车轮的初始尺寸,利用APDL语言建立了初始车轮的参数化模型,采用ISIGHT软件集成ANSYS的方法,以车轮的最大Von Mises等效应力和相应的几何尺寸为约束条件,以车轮的质量为目标函数,采用ISIGHT中的粒子群算法对初始车轮进行了优化,优化结果令人满意。该方法对转向架其他结构优化具有一定参考价值。     

基于AutoLISP的S型辐板车轮交互式参数化设计

基于轨道车辆S型辐板车轮结构的几何形状特点,在AutoCAD平台上利用其二次开发环境Visual LISP,使用AutoLISP和DCL语言设计出2种S型辐板车轮的交互式参数化模型对话框,实现在S型辐板车轮结构几何形状优化设计过程中,改变所需参数即可自动生成S型辐板车轮的二维截面图,避免了因车轮结构几何形状改变导致重复绘制截面二维CAD图的缺点,显著提高了S型辐板车轮的绘图效率,为车轮结构三维建模和结构FE应力分析提供了基础几何模型。     

高速客车车轮优化设计

本文采用大连理工大学编制的ＭＣＡＤＳ优化设计软件，对高速客车车轮进行了以减轻车轮自重为目标，车轮强度刚度为约束条件的优化设计，其结果取得最佳效果。     

预应力混凝土简支T梁的优化设计及参数分析

文章以24 m简支T梁为例,采用参数化建模,以体积为目标函数,强度和挠度为约束条件,用大型通用有限元软件ANSYS进行优化设计得到优化截面,并用乘子法对优化变量进行分析。     

轨道交通弹性车轮轮箍承载特性研究

针对轮箍在运用过程中的疲劳失效问题，结合弹性车轮结构特点和承载原理，对轮箍的承载特性及相关影响因素进行系统研究，以提高轮箍的承载强度和弹性车轮运用安全性。为了精确分析弹性车轮轮箍在弹性支撑下的应力特性，基于有限元理论，建立了考虑橡胶块弹性离散支撑的轮箍承载特性参数化计算模型，对不同车轮刚度、轮箍厚度和车轮直径等结构参数下的轮箍应力状态分布、动态变形量、应力幅值等进行了研究。研究结果表明，在车轮运行过程中，轮箍内表面和外表面应力分布均呈“W”形变化趋势，其中内表面以拉应力为主，外表面以压应力为主；随着轮箍厚度、车轮刚度的增大，轮箍承载性能和安全性得到改善；但随着车轮直径的增大，轮箍的承载强度呈降低趋势，因此对于直径较大的弹性车轮应当适当增大车轮刚度及轮箍厚度，以确保轮箍的安全性能。文章的研究方法和结果为弹性车轮结构及性能优化提供了可靠的设计依据，为提高弹性车轮的运用安全可靠性提供了极强的指导作用和参考价值。     

轻轨车辆用弹性车轮的设计

文章从弹性车轮结构选择、部件设计、刚度参数选择等方面阐述了某型轻轨车辆用弹性车轮的设计,并对该弹性车轮的结构强度及降噪试验进行了简要分析和总结。     

美国重载车轮

为满足ＡＡＲ重载运输的要求，ＡＢＣ公司通过计算机仿真优化设计，提高了车轮承载能力。本文介绍了优化设计的要点、参数和有限元分析结果，并对几种车轮进行评定和比较，确定了最佳方案。     

基于ANSYS的车轮参数化设计与疲劳后处理研究

为了快速设计及分析车轮的疲劳强度,基于VC++与APDL对车轮进行参数化设计,建立了友好的参数化设计界面;利用VC++与MATLAB混合编程法编制了专业的车轮疲劳后处理软件,程序的移植性好,可脱离MATLAB环境运行。根据UIC510-5标准对车轮进行了强度分析,利用4种多轴疲劳评定方法对车轮疲劳强度进行评定。比较研究表明,各种多轴疲劳方法评定的车轮辐板区域的安全系数分布趋势基本一致,最小安全系数存在一定差异,在车轮的疲劳强度评定中,认为UIC法应为最优选择。     

传统T型轨检小车走行轮结构的改进设计

针对传统T型轨检小车走行轮采用外圆环贴合轨道侧面的设计,存在制造与后期维护繁琐、单双轮组件的走行轮不能互换、长时间使用磨损大的问题,提出一种新型的走行轮改进机构,该机构采用3个规格完全一样的走行轮,并设计一定位轮装置代替双轮组件走行轮外圆环的设计,显著提升走行轮在制造与后期维护的简便性以及耐磨性能。通过对定位轮装置中心轴的ANSYS Workbench有限元分析,验证该装置结构设计的合理性。     

上海轨道交通8号线车辆车轮踏面设计优化及测试

针对上海轨道交通8号线车轮踏面异常磨耗情况,根据轮轨间的几何接触特性关系,采用了基于轮径差函数的方法,优化设计了新的车轮踏面外形;运用MATLAB/SUM LINK软件来搭建车辆模型,通过仿真模拟,比较了装有新、旧设计踏面的整车性能差异,得出新踏面外形具有明显减磨性能优势的结论。通过实际装车试验,分析了装有新、旧踏面车轮的磨耗情况,从而验证了新踏面外形具有明显减少钢轨和车轮之间的相互磨耗的特性的结论。     

低噪声车轮研究和应用的进展

轮轨噪声是城市轨道交通中的主要噪声源,因此,低噪声车轮的研究是降低轨道交通噪声研究的重点。文章对包括弹性车轮、消声车轮、声学优化车轮和复合材料车轮研究和应用的最新进展进行了总结。     

快捷货车车轮辐板疲劳强度研究

基于结构有限元法,分别按欧洲铁路和日本铁路提出的车轮机械设计载荷和载荷工况,对快捷货车车轮辐板的疲劳强度进行分析。计算结果表明车轮辐板疲劳性能满足无限寿命设计准则要求,其疲劳薄弱区域位于辐板内侧面与轮毂圆弧过渡部位。     

端齿盘的载荷分布对其接触状态的影响

基于ANASYS软件对不同载荷分布下的端齿盘有限元模型进行了分析,通过端齿盘圆周方向的应力变化规律,得出齿的接触状态与载荷分布密切相关的结论。对端齿盘结构设计和载荷布置提出了建议。     

跨坐式单轨车辆走行轮轮辋优化设计

跨坐式单轨车辆的转向架结构与其他轨道交通车辆不同,其转向架走行机理差异是关键。为此,从单轨列车轮辋与轮芯的摩擦连接行为、摩擦特性研究入手,将走行轮轮辋圆锥斜面椎角由28°优化为27°。通过静扭试验,验证了优化后的27°轮辋传动性能优于28°轮辋。运用Hyperwoks有限元软件计算分析,结果表明优化过后的轮辋刚度与强度均满足设计要求。     

"天梭"号交流传动电力机车车轮强度研究

阐述了“天梭”号交流传动电力机车转向架车轮的结构及受力情况,用ANSYS有限元软件进行了分析计算,验证了车轮设计的可靠性。     

一种变轨距轮对用轴套设计

文章针对变轨转向架运用中对轮轴的功能需求,从结构设计、技术参数及强度计算等方面介绍了一种变轨距轮对用轴套。这种轴套安装在车轮上,用于实现车轮的轴向移动和锁紧,从而实现转向架的变轨距功能。     

列车轮轨噪声研究及其控制措施

简要分析了轮轨噪声产生的原因,并利用TWINS软件对轮轨系统进行了仿真分析,根据车轮产生的不同模态形式分析了噪声产生的趋势,给出了车轮的断面结构及轮轨接触表面的光洁度等对轮轨噪声的影响。研究表明,增加轨道的阻尼、优化选择直辐板车轮、提高接触表面光洁度等都可有效降低轮轨噪声。     

铁道车辆车轮强度设计方法探讨

鉴于目前国内尚无车轮强度的设计计算标准,本文对车轮强度设计方法进行探讨。提出了主动轮和从动轮车轮强度计算的载荷工况和当量静应力及当量疲劳应力计算方法。依据实验数据提出了4种车轮材料的许用应力。根据本文方法编制处理程序并以中国铁路在役客车的KKD型车轮和蓝箭动车主动轮为例,对静强度及疲劳强度进行了计算分析。分析结果表明:本文论述的车轮强度设计方法,计算结果符合实际,具有可操作性。