蜂窝式列车吸能器诱导槽结构仿真分析及试验研究

针对列车用填充型蜂窝吸能器峰值载荷较高、载荷不稳定的问题,提出在金属蒙皮上开设诱导槽的结构方案。利用hypermesh软件对各类型诱导槽结构进行建模,并导入ANSYS中进行计算,通过仿真分析,得出合理的诱导槽结构,并通过试验验证确定了诱导槽结构的合理性。     

列车用排障器静动态特性分析及结构改进

为解决某货运列车用排障器支座出现开裂问题,开展了排障器静动态特性分析,并提出结构优化方案。首先,针对排障器几何模型进行合理简化,通过rigid单元模拟焊缝,建立排障器三维有限元模型并依据标准计算准静态力学响应,发现应力结果远低于材料许用值;进而开展排障器动态特性分析,得到前六阶固有模态振动频率及振型,结合单位载荷频率响应分析结果发现一阶固有频率与载荷激励频率接近,初步判断排障器失效属于振动失效。基于此,提出结构优化设计方案,优化后的排障器最大位移量减少了20.5%,最大等效应力降低了21.8%,一阶模态频率提高了61.3%,有效改善了排障器的结构性能,也为工程实际结构进行优化设计提供一定参考。     

电机车排障器设计及分析

文章基于PRO/E软件对电机车排障器进行了结构设计,分析指出其结构特点,并通过ANSYS软件对其结构的两种受载情况做受力分析计算,证明结构合理性。     

汽车模拟碰撞吸能器的仿真分析

介绍一种新型汽车模拟碰撞用液气缓冲吸能器。应用小孔节流理论,建立液气缓冲器的力学模型,同时对各主要参数对缓冲器吸能特性的影响进行讨论。结果表明:经过参数优化后,该液气缓冲器能够复现不同碰撞车速下的加速度波形要求,可广泛用于汽车安全部件的设计开发和试验验证。     

平头汽车碰撞吸能器的结构设计与试验

为平头汽车设计的碰撞吸能装置由正面弧形缓冲板、纵向吸能器等部件组成，对核心部件纵向吸能器的两种结构设计方案进行了实物碰撞试验。通过分析碰撞试验取得的影像及加速度曲线等数据，掌握了纵向吸能器的有关技术参数。试验表明：由于特殊的结构设计，在发生碰撞时，内部填充阻尼材料的吸能器能够有效吸收碰撞能量、延长碰撞冲击时间。     

圆孔拉刀式吸能器吸能特性的研究

根据轨道车辆吸能器的吸能要求和金属切削过程吸收能量的原理,提出一种用于轨道车辆的新型切屑式吸能装置-圆孔拉刀式吸能器。在此基础上对圆孔拉刀式吸能器进行初步的结构设计。并利用ANSYS/LS-DYNA对该切削式吸能装置不同的结构和材料以及切削厚度进行了仿真分析,得到了该装置在撞击过程中切削力的时程曲线。并对圆孔拉刀吸能器的吸能效率进行评估,指出了圆孔拉刀式吸能器的可行性,为进一步探索圆孔拉刀式吸能装置的吸能特性提供指导作用。     

功能梯度材料吸能盒结构设计及优化

传统的吸能盒结构,碰撞过程无法实现稳定有序折叠溃缩,同时存在单位质量吸能效果差的缺点,限制了汽车安全性能的提高。引入一种功能梯度材料(Functionally Graded Material, FGM)结构吸能盒,即在传统316L不锈钢基体上添加铝合金成分形成梯度材料结构,同时仿照竹节虫胫骨截面结构对其横截面形状进行优化,并基于优化拉丁超立方体试验设计和响应面模型对竹节虫胫骨横截面的具体结构进行多目标优化。仿真结果表明,优化后的仿生功能梯度材料吸能盒能够实现稳定的从头部至尾部的折叠溃缩。和传统吸能盒相比,仿生结构功能梯度吸能盒单位质量吸能效果提升,能够有效削弱碰撞对车身的损伤。     

基于Tcl语言的铁道车辆排障器流程化分析系统

针对铁道车辆CAE分析中前处理工作量大、软件操作界面不友好以及分析人员存在客观水平差异等问题,设计了适用于铁道车辆排障器的流程化分析系统.首先研究了流程化分析系统所需关键技术,并基于Tcl语言开发出能够识别铁道车辆排障器焊接结构板厚和焊接接头位置的信息模块,最终借助HWTK GUI Toolkit等开发工具基于Hype...     

地铁转向架排障器的结构改进及疲劳性能评估

针对某线路地铁列车在服役过程出现的转向架排障器断裂和边缘裂纹萌生现象,分析其故障原因,提出一种有限元分析与动应力试验相结合的疲劳性能评估方法,以验证改进排障器结构设计的合理性.首先,对出现断裂或边缘裂纹的排障器结构从设计及结构、制造和原材料方面进行综合分析,提出相应的结构改进方案.其次,依据EN13749标准对新型排障...     

切削式吸能结构的仿真分析

利用显示有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对切削式吸能结构进行了仿真分析,并与同样工况下的方管、圆管压溃吸能结构做了比较。分析了切削深度、刀具前角、工件材料对吸能过程的影响。仿真结果表明:切削式吸能结构吸收的能量与压溃式吸能相当,并且吸能过程稳定,力峰值远小于压溃管力峰值;切削式吸能结构吸收的能量、撞击力与切削深度成正比,与刀具前角成反比,工件的材料对切削吸能过程有一定的影响。     

防冲液压支架点阵吸能结构设计及其性能分析

为提高防冲液压支架的让位吸能大小,提高防冲液压支架的安全性,设计一种点阵让位吸能装置。采用有限元仿真的方式分别研究3种典型点阵胞体的比吸能及单位质量支撑力,确定金字塔结构为最佳拓扑胞体结构。采用三因素五水平的正交实验分析胞体高度,胞体立足倾斜宽度及胞体立足直径对点阵芯体的吸能大小及支撑力的影响规律,确定最佳的胞体结构参数。通过仿真分析得到最佳结构参数的金字塔点阵吸能装置的总吸能为1 470 kJ,支撑力为4 679.76 kN,且支撑力较平稳。证明金字塔结构点阵吸能装置具有优越的吸能性,能够提高防冲液压支架的安全性。     

直接式火药固钉器消声结构设计及仿真分析

针对直接式火药固钉器射钉过程中膛口噪声过大问题,在其内部设计了开孔式消声结构。基于LS-DYNA与Fluent联合仿真,分析消声结构的孔径和孔距对射钉威力和膛口噪声的影响。在LS-DYNA中基于爆轰理论选用ALE流固耦合算法,对炸药在膛内爆炸射钉侵彻靶板过程进行仿真分析,分析孔径和孔距对射钉威力的影响。提取炸药爆炸瞬间膛内压力值作为膛口噪声分析的初始压力值,以射钉侵彻靶板的速度作为边界条件,基于动网格技术,采用Fluent软件分析了射钉过程中的流场和噪声,并与噪声试验结果进行了对比。结果显示,随着孔径的增加,射钉侵彻深度近似呈线性下降;随着孔距增加,越靠近爆炸中心位置,侵彻深度呈非线性下降。在保证满足射钉威力的前提下,孔径和孔距最佳设计值分别为1.75 mm和23 mm,相对无消声结构可降低噪声约10%。     

基于损失模型的动车组排障器稳健优化设计

以损失模型为理论基础,利用正交表对排障器型材板厚和外力等内外界影响因素进行参数组合设计,通过计算信噪比方差确定影响排障器静强度稳健性的显著因素,结合排障器质量等因素得到排障器型材板厚最佳的参数组合。利用蒙特卡洛法进行抽样模拟计算,得到结构优化前后目标响应的平均值与均方差。研究结果表明,进行稳健优化后的动车组排障器强度提高、质量减小,质量特性得到改善,提高了动车组排障器抗外界影响因素干扰的能力。     

高速列车车体结构设计及强度分析

根据高速客车车体结构的特点,设计出二等车的拖车车体。为降低车体的重量和提高车体的抗压能力,车体的钢结构采用大型中空挤压铝型材;通过刚度等效法建立车体等效模型,并对其进行有限元分析,详细分析其主要结构的应力;通过对垂向载荷工况、纵向拉伸载荷工况、纵向压缩载荷工况、气动载荷工况的分析计算,得到了车体钢结构满足强度和刚度的要求、强度薄弱部位主要表现为局部应力集中的结论。解决应力集中问题不应通过加大构件断面尺寸,而应采用降低应力集中的结构措施或局部补强,并提出了设计改进意见。     

自重式划船器的结构设计与仿真分析

为了提高自重式划船器的运动特性与力学性能,采用解析法建立了划船器的运动方程,获得了扶手、脚蹬、尾座的轨迹、速度和加速度等运动特性,并优化了划船器各杆件的长度尺寸,通过SolidWorks Motion软件对划船器进行运动学仿真。结果表明：仿真值与解析值高度吻合,验证了运动方程的准确性。经过对长度尺寸进行优化后,得到了划船器各杆件的最优长度L₁=225 mm,L₂=1 012 mm,L₃=820 mm,L₄=400 mm和L₅=1 010 mm。通过SolidWorks Simulation软件对划船器进行静力学仿真,获得往复周期内划船器最大应力存在的部位与出现的时刻,并优化了各杆件的截面尺寸。结果表明：整个往复周期内,最大应力的部位始终出现在扶手连架杆上;无论是后拉还是前推,扶手连架杆最大应力始终在距胸部最远位置时达到最大。经过对截面尺寸优化后,划船器整体自身质量减小到149.9 kg,最大应力为139.5 MPa,仍低于材料的屈服强度。     

列车蜂窝式防爬器耐撞性仿真分析

根据要求针对轨道列车蜂窝式防爬器进行设计,并基于Workbench及LS-DYNA有限元仿真分析软件,对防爬器吸能性能进行分析,包括峰值缓冲力、平均缓冲力、缓冲行程及吸能量等,最后通过台车冲击实验进行了验证.仿真分析及台车冲击实验均对防爬器应用中的两种工况进行了研究,单个防爬器碰撞及两个防爬器垂向错位40mm对撞.结果表明,仿真分析结果与实验结果吻合度较高,所设计防爬器满足吸能及防爬要求.     

不同波纹梁结构吸能特性仿真分析

运用LS-DYNA有限元软件对方形、三角形、正弦形和梯形4种金属波纹梁结构进行了准静态加载和动态冲击加载试验仿真分析。从其变形模式和吸能特性两个方面,对仿真结果的数据进行对比分析。仿真结果表明:正弦波纹梁和梯形波纹梁形状保持较好;正弦波纹梁比吸能最大,且其初始峰值载荷和平均压溃载荷明显最小。所以选取正弦波纹梁作为机身货舱地板以下吸能结构能够取得良好的吸能特性和缓冲效果。     

动车组排障器结构非线性强度计算和试验验证

针对某动车组排障器的结构特点及材料的力学性能,建立排障器三维有限元分析模型,定义接触关系,考虑摩擦系数,进行预紧力及纵向压缩工况的接触非线性强度计算,给出了排障器的应力分布,计算得出各部件及焊缝安全系数均大于1.2,并进行试验验证,将仿真结果与试验数据进行对比分析,发现应力较大点发生在纵向螺栓连接件附近的焊缝处,其它部位焊缝应力值不大,两者整体的的变化趋势基本一直,误差范围在10%以内,表明计算建模的可靠性,为今后模型的优化改进方案提供参考依据。     

基于Solidworks的新型采摘器结构设计及运动仿真

运用SolidWorksTop-Down建模技术,结合传统设计方式,对高空采摘器进行结构设计,并对机构进行干涉检查、运动仿真分析以及核心杆件有限元分析校核。通过实践证明,该高空采摘器设计方法切实有效,极大地提高了工作效率,具有一定的推广意义,为简单机械产品设计与分析提供了一套完成的分析思路。     

功能梯度材料吸能盒碰撞仿真及优化

通过在铝合金成分中添加316L不锈钢制作功能梯度材料吸能盒,同时对其横截面形状进行优化形成五边形截面结构,并基于试验设计和响应面模型对五边形横截面的具体结构进行多目标优化设计.仿真结果表明:五边形功能梯度材料吸能盒能够实现稳定的从头部至尾部的折叠溃缩.和传统吸能盒相比,单位位移吸能效果提升,能够有效削弱碰撞对车身的损伤...