国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

閉口型材磁浮車輛車體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化*

2015-06-28 11:41:34丁旺才李國芳張學(xué)山
城市軌道交通研究 2015年2期
關(guān)鍵詞:中梁型材車體

張 文 丁旺才 李國芳 張學(xué)山

(1.南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院動力工程學(xué)院,210031,南京;2.蘭州交通大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,730070,蘭州;3.北京控股磁懸浮技術(shù)發(fā)展有限公司,100029,北京∥第一作者,助教)

城市軌道交通的發(fā)展為現(xiàn)代城市緊張的交通提供了很多便利,磁浮車輛作為城市軌道交通方式的一種,也受到了一定程度的重視。我國從20 世紀(jì)80年代起就開始了對磁浮技術(shù)的研究,如今,我國已經(jīng)開始自主研發(fā)磁浮車輛。

北京控股磁懸浮技術(shù)發(fā)展有限公司是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的中低速磁浮交通系統(tǒng)供應(yīng)商。公司以技術(shù)研發(fā)、工程管理、車輛制造、服務(wù)體系為基礎(chǔ),依托工程化體系合作單位,實現(xiàn)了交鑰匙工程的磁浮交通系統(tǒng)建設(shè)模式。

本文以北控磁懸浮公司的車輛為研究對象,對其進(jìn)行有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

目前城市軌道交通車輛的車體主要由大型中空鋁型材組成,又稱為閉口型材或者雙殼結(jié)構(gòu)。中空材料根據(jù)材料本身所具有的面外剛度高的特性,可以省略在單殼結(jié)構(gòu)中必須使用的加強(qiáng)材料,從而能夠減少零部件數(shù)量,簡化工藝。因此,在進(jìn)行磁浮車輛車體結(jié)構(gòu)設(shè)計時亦采用閉口型材。

1 閉口型材車體強(qiáng)度分析

1.1 閉口型材車體有限元模型

根據(jù)磁浮車輛車體的實際設(shè)計參數(shù),建立了閉口型材車體有限元模型,參見圖1。

圖1 整車模型

1.2 載荷加載

根據(jù)磁浮車輛運行時的受力情況,本文設(shè)計了14 種靜強(qiáng)度計算工況,如表1所示。

表1 靜強(qiáng)度計算工況

1.3 靜強(qiáng)度計算

將經(jīng)Hypermesh 軟件處理完成的有限元模型導(dǎo)入Ansys 軟件中進(jìn)行計算。通過Ansys 軟件的靜強(qiáng)度分析,得到了14 種工況下應(yīng)力及應(yīng)變的云圖,下面僅列出車體模型部分部位最大應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度的云圖。

在第1 種靜強(qiáng)度計算工況中,中梁與端梁的連接處(如圖2所示)最大應(yīng)力為459.222 MPa,超過了此處的材料屈服強(qiáng)度(215 MPa)。

在第2 種靜強(qiáng)度計算工況中,中梁與端梁連接處的最大應(yīng)力為371.888 MPa,超過了此處的材料屈服強(qiáng)度(215 MPa),如圖3所示。

在第6 種靜強(qiáng)度計算工況中,即提升整個車輛的強(qiáng)度與變形情況,司機(jī)室門柱下角(如圖4所示),最大應(yīng)力為319.663 MPa,超過了此處的材料屈服強(qiáng)度(215 MPa)。

在第12 種靜強(qiáng)度計算工況中,中梁與端梁連接處的最大應(yīng)力為460.248 MPa,超過了此處的材料屈服強(qiáng)度(215 MPa),如圖5所示。

圖2 第1 種靜強(qiáng)度計算工況應(yīng)力云圖

圖3 第2 種靜強(qiáng)度計算工況應(yīng)力云圖

圖4 第6 種靜強(qiáng)度計算工況應(yīng)力云圖

圖5 第12 種靜強(qiáng)度計算工況應(yīng)力云圖

2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

由上述強(qiáng)度計算結(jié)果可知,工況1、2 和12 中出現(xiàn)應(yīng)力過大,而且應(yīng)力集中部位發(fā)生在中梁與端梁連接處。經(jīng)分析認(rèn)為,中梁C 形槽的游離邊的尖點與端梁相接處發(fā)生了應(yīng)力集中現(xiàn)象。

工程上經(jīng)常有以下3 種處理方法:一是切除C 槽游離邊;二是切斷中梁與端梁的聯(lián)系;三是加截面均勻變化的筋板來消除應(yīng)力集中??紤]到切除C 槽游離邊只是將應(yīng)力集中點轉(zhuǎn)移,而中梁是車體上傳遞縱向力的重要部件,所以做了部件結(jié)構(gòu)上的改動,改進(jìn)前、后中梁端連接處的結(jié)構(gòu)如圖6、圖7所示。

圖6 改進(jìn)前中梁端梁連接處的結(jié)構(gòu)

圖7 改進(jìn)后中梁端梁連接處的結(jié)構(gòu)

在第6 種工況中司機(jī)室門柱的下角也發(fā)生了應(yīng)力超標(biāo)的情況。經(jīng)分析,由于結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要,此處是在邊梁端部進(jìn)行局部切除后截面突然變小的部位。為了消除應(yīng)力集中在此部位增加了過渡圓角。改進(jìn)前、后司機(jī)門柱結(jié)構(gòu)如圖8、圖9所示。

圖8 改進(jìn)前的司機(jī)室門柱結(jié)構(gòu)

圖9 改進(jìn)后的司機(jī)室門柱結(jié)構(gòu)

3 優(yōu)化后車體的強(qiáng)度分析

將優(yōu)化后的車體模型導(dǎo)入Ansys 軟件中進(jìn)行計算,發(fā)現(xiàn)所有部位的應(yīng)力值都降到了材料屈服應(yīng)力值以下。

現(xiàn)將優(yōu)化后車體的強(qiáng)度分析結(jié)果列出,僅列出之前應(yīng)力超標(biāo)的第1、2、6、12 種工況下應(yīng)力云圖如圖 10~圖 13所示。

4 結(jié)語

在研究過程中,車體強(qiáng)度計算是車輛設(shè)計過程中最為重要的一部分,因此,本文通過Ansys 軟件對磁浮車輛有限元模型進(jìn)行了靜強(qiáng)度分析。

圖10 第1 種靜強(qiáng)度計算工況應(yīng)力云圖

圖11 第2 種靜強(qiáng)度計算工況應(yīng)力云圖

圖12 第6 種靜強(qiáng)度計算工況應(yīng)力云圖

圖13 第12 種靜強(qiáng)度計算工況應(yīng)力云圖

(1)根據(jù)磁浮車輛的受力情況,本文設(shè)計了14種靜強(qiáng)度分析的工況,計算了閉口型材車體的應(yīng)力云圖。結(jié)果表明,在工況1、2、6、12 中出現(xiàn)了車體部位應(yīng)力過大的情況。

(2)根據(jù)計算所得的應(yīng)力值,對出現(xiàn)最大應(yīng)力的部位進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的改進(jìn),并將改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜強(qiáng)度分析。結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的車體消除了之前出現(xiàn)的應(yīng)力過大的情況。

車體結(jié)構(gòu)設(shè)計要以滿足強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的條件為基礎(chǔ),本文作為基礎(chǔ)設(shè)計部分為磁浮車輛的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了參考數(shù)據(jù)。

[1]韓志仁,陶華,黃赟.機(jī)械設(shè)計中有限元分析的幾個關(guān)鍵問題[J].機(jī)械設(shè)計與制造,2004,(2):58.

[2]戶取征二郎(日).日本鋁合金車輛的最新技術(shù)與發(fā)展趨勢[J].國外鐵道車輛,2002,39(2):7.

[3]程祖國,李莉,朱劍月,等.地鐵鼓形鋁合金車體承載結(jié)構(gòu)設(shè)計要點及限界校核[J].電力機(jī)車與城軌車輛,2003,26(4):25.

猜你喜歡
中梁型材車體
朗盛推出空心型材混合技術(shù)
上海建材(2021年5期)2021-02-12 03:19:12
禮縣冬小麥品比試驗初報
被動房用四密封多斷橋隔熱鋁塑共擠型材
特種車魚腹中梁的制作工藝介紹
裝載機(jī)中梁架新結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用
一種用于低壓開關(guān)柜“S”形型材的設(shè)計與運用
動車組過分相的車體最佳接地技術(shù)分析
淺談出口鐵路貨車箱型中梁扭曲控制方法
高速列車6N01鋁合金型材焊接接頭疲勞性能
焊接(2016年9期)2016-02-27 13:05:21
滲透檢測在鋁合金車體中的實際應(yīng)用
焊接(2015年1期)2015-07-18 11:07:33
图们市| 离岛区| 孟州市| 六安市| 贵南县| 湟中县| 子长县| 惠东县| 南充市| 闻喜县| 肥东县| 和平县| 千阳县| 宁乡县| 东兰县| 金沙县| 绵竹市| 湛江市| 枣阳市| 耒阳市| 南陵县| 土默特左旗| 安阳县| 友谊县| 陆良县| 蚌埠市| 宁南县| 抚顺县| 乌兰县| 饶河县| 报价| 松阳县| 绥德县| 洞头县| 卢氏县| 米脂县| 宁河县| 西乌珠穆沁旗| 成武县| 通河县| 清苑县|