轻型不锈钢车体结构研究

介绍了不锈钢车体的性能,分析了不锈钢车体结构设计的关键技术,讨论了轻型不锈钢车体结构.我国应首先解决不锈钢型材的配套问题,并制定相应的技术规范,发展不锈钢车体的生产.     

板梁组合结构的I—dras软件有限元建模研究

应用Ｉ－ｄｅａｓ结构分析软件对同一板梁组合结构采取３种不同方式的建模，通过分析３种建模方式的建模情况及计算结果，研究在计算机容量、结构特点、边界条件、载荷方式等的不同情况下如何建立行之有效的有限元模型。     

高速磁浮列车车体国产化

分析了由德国进口的上海磁浮列车车体结构静力学性能，结合中国铝合金挤压型材的生产工艺水平，提出了大型整体铝合金挤压型材拼装的磁浮列车车体设计方案。根据磁浮列车空气动力性能研究结果，参照轮轨系统列车车体结构设计规范，分析了作用于高速磁浮列车车体结构上的八种载荷组合工况。对两种车体结构静力分析结果的比较表明车体应力与振动频率均满足规范要求，车体实现国产化是可行的。     

载液铁路罐车超速连挂冲击过程研究

为了研究载液铁路罐车超速连挂的冲击过程,采用拉格朗日算法和任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法建立起载液罐车的有限元模型,采用罚函数约束算法实现罐体结构与液体的流固耦合作用,完成了对载液罐车超速连挂过程的数值模拟,分析了冲击过程中罐内液体的晃动以及罐体结构的力学响应。结果表明:以8km/h超速连挂时,罐车撞击端第2个人孔附近发生微小变形,但其整体结构未受到破坏;冲击过程引起了罐内液体的剧烈晃动,罐体局部应力较大是液体晃动与纵向冲击力共同作用的结果;人孔附近以及上、下罐板连接处属于罐体结构的薄弱部位;为减缓冲击过程中罐内液体的剧烈晃动,有必要在罐体内部加装防波板结构。     

驾驶拖车车体结构分析

采用I－DEAS软件，对四方机车车辆厂研制的出口斯里兰卡的驾驶拖车车体结构进行了强度、刚度及模态计算、分析。根据计算结果，对原结构进行了局部改进，以充分发挥结构的整体承载能力，使车体结构受力更趋合理。     

新材料在高速客车上的应用

以210km/h铝合金动车为实例，阐述了在铁路客车高速化的情况下，轻量化研究中新材料的采用和发展对车体结构优化设计的重要性。     

国产磁浮列车外形气动性能分析

基于上海TR08磁浮列车的头部外形,设计了4种国产流线型磁浮列车头部外形。采用大型流场计算软件CFX对5种不同头部外形列车的空气阻力、升力进行计算,并对5种外形的列车交会压力波进行了数值分析。通过对不同外形磁浮列车空气动力性能的分析,提出了国产化磁浮列车气动外形的流线型头部长度取6～7 m,采用单拱,并适当提高纵剖面轮廓线高度的设计原则。     

流线型列车头部设计制造一体化方法

为了确保流线型列车头部结构与外形一致,分析了流线型头部外形与结构特点,在Auto-CAD的ARX、Ⅰ-deas的OpenⅠ-deas平台上,提出了流线型列车头部外形与结构设计制造一体化方法。它包含三个模块:一是应用非均匀有理B样条(NURBS)曲线曲面造型原理进行外形设计;二是应用NURBS曲面的求交理论和三维几何造型技术进行结构设计;三是采用NURBS曲线的线段拟合理论编制结构平面曲梁数控加工模块。实验表明该方法能按照人们的意志自由、快速地设计复杂的流线型列车头部外形,自动生成以平面曲梁构成的网格状头部结构,并针对不同的数控切割设备,生成相应的平面板梁数控加工文件;将过去传统的由设计、工艺、加工等多部门协作耗时的工作,集中由计算机自动完成,实现了列车头部设计制造一体化的重大变革。     

带隔板单锥薄壁方管结构吸能特性研究和多目标优化

研究轴向静载荷工况下带隔板单锥薄壁方管的能量吸收特性和耐撞性优化设计。试验和数值仿真结果证明该结构的变形模式具有规律性和稳定性,并通过静载荷试验验证有限元模型。在此基础上建立响应面模型,探究该结构不同部位壁厚对其吸能特性的影响。研究结果表明:比吸能和初始峰值力受到外管壁厚的影响比隔板厚度的影响要大。为进一步优化带隔板单锥薄壁方管的吸能性能,以外管和隔板的厚度为设计变量,以比吸能和初始峰值力为优化函数进行多目标结构优化。结果表明,优化目标比吸能和初始峰值力相互冲突,吸能比的增加会导致初始峰值力的增加。优化结果可为地铁车辆的耐撞性提供良好的设计矩阵,以获得性能更好的吸能结构。     

砾石冲击下动车组裙板的变形影响因素分析

为分析砾石冲击动车组裙板过程中的砾石粒子粒径、冲击速度和冲击角度这三个影响冲击变形的因素,得到对变形的影响规律,本文采用空气炮砾石冲击试验装置和非线性瞬时动力学软件LS-DYNA,研究砾石的粒径等级、冲击速度、冲击角度对动车组裙板的冲击变形规律。研究结果表明:裙板的变形程度与粒径、冲击速度和冲击角度之间有着不同的函数关系。裙板冲击点最大位移以及凹坑深度与砾石粒径之间存在幂函数关系,与冲击速度之间存在一次线性关系,与冲击角度之间存在二次线性关系。本文研究为高速动车组设备舱裙板结构后续设计提供了理论依据。