王晨，朱大鵬，余珍

20ft敞頂箱卷鋼通用運(yùn)輸座架設(shè)計(jì)及強(qiáng)度檢驗(yàn)

王晨，朱大鵬，余珍

（蘭州交通大學(xué)，蘭州 730070）

在國家大力發(fā)展集裝箱多式聯(lián)運(yùn)的背景下，研究20 ft（1 ft=304.8 mm）35 t敞頂集裝箱的卷鋼運(yùn)輸方式，根據(jù)卷鋼的不同規(guī)格設(shè)計(jì)2類卷鋼座架并分析驗(yàn)證其強(qiáng)度性能。利用SolidWorks軟件建立座架三維模型，利用Ansys Workbench軟件分析座架在靜載與沖擊條件下的位移與應(yīng)力變化，然后進(jìn)行靜載與沖擊試驗(yàn)，依據(jù)《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》與《機(jī)車車輛強(qiáng)度設(shè)計(jì)及試驗(yàn)鑒定規(guī)范車體第2部分：貨車車體》規(guī)定，對仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析。在靜載與沖擊工況下，仿真分析結(jié)果的位移與應(yīng)力均不超過結(jié)構(gòu)材料的最大許用值；試驗(yàn)結(jié)果前后座架狀態(tài)完好，未發(fā)生明顯損傷變形等情況；2類座架仿真分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的最大絕對偏差僅為20.19 MPa和22.23 MPa，表明仿真分析結(jié)果具有較大精度。設(shè)計(jì)的20 ft 35 t敞頂箱卷鋼運(yùn)輸座架模型設(shè)計(jì)合理，強(qiáng)度符合規(guī)范要求，能夠滿足卷鋼安全高效的運(yùn)輸需求。

卷鋼；敞頂箱；座架；有限元分析；沖擊試驗(yàn)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長，各行各業(yè)對卷鋼的需求逐漸增加，這也進(jìn)一步推動了卷鋼運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展。然而受地域條件和環(huán)境因素的限制，在我國鋼材運(yùn)輸格局呈現(xiàn)自北向南、自西向東的分布。卷鋼具有規(guī)格種類多、外形特殊、重量大、易滾動、不宜加固等特點(diǎn)[1]，傳統(tǒng)鐵路運(yùn)輸方式主要以平車和敞車為主。隨著運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的不斷改革，在全面融入多式聯(lián)運(yùn)體系的背景下，卷鋼集裝箱化運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展趨勢愈發(fā)明顯[2]。

目前國內(nèi)外集裝箱裝載卷鋼運(yùn)輸?shù)姆绞街饕ㄊ褂糜操|(zhì)木材對卷鋼進(jìn)行加固、使用卷鋼座架或生產(chǎn)卷鋼專用集裝箱來進(jìn)行卷鋼裝載運(yùn)輸，其中使用硬質(zhì)木材加固時(shí)存在安全隱患，并且容易造成浪費(fèi)與污染，存在較多問題[3]；而使用卷鋼座架與卷鋼專用箱運(yùn)輸雖然具有一定的便捷性，但是存在適運(yùn)卷鋼范圍有限、制造成本高、有效載荷低等缺點(diǎn)，難以進(jìn)行推廣應(yīng)用。在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)鐵路總公司新推出的20 ft（1 ft=304.8 mm）35 t敞頂集裝箱[4]（以下簡稱敞頂箱）內(nèi)部結(jié)構(gòu)與《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[5]，設(shè)計(jì)出能夠適應(yīng)多種卷鋼規(guī)格運(yùn)輸?shù)淖?，利用SolidWorks對座架進(jìn)行建模，并利用有限元分析軟件Ansys對座架的強(qiáng)度進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證構(gòu)建模型的合理性。

1 20 ft敞頂箱座架設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

首先對現(xiàn)有鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的卷鋼的尺寸與敞頂箱的技術(shù)參數(shù)[6]進(jìn)行獲取，根據(jù)調(diào)研的數(shù)據(jù)可得卷鋼參數(shù)：質(zhì)量為3～30.5 t，外卷徑為800～2 100 mm，板寬為800～1 800 mm，敞頂箱額定質(zhì)量為35 000 kg，自身質(zhì)量為2 730 kg，最大允許載質(zhì)量為32 280 kg，外部尺寸為6 058 mm×2 550 mm×2 896 mm，內(nèi)部尺寸為5 879 mm×2 438 mm×2 713 mm。

為了保證運(yùn)輸安全，根據(jù)《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》[7]與《系列1 集裝箱分類、尺寸和額定質(zhì)量》[8]規(guī)定，研究設(shè)計(jì)的卷鋼座架運(yùn)輸方式為卷鋼臥裝。為了滿足單個(gè)敞頂箱能夠承運(yùn)一件重型卷鋼或多件較輕卷鋼的需求，在滿足運(yùn)輸卷鋼最大板寬的前提下，設(shè)計(jì)了2種規(guī)格型號的運(yùn)輸座架，以便于敞頂箱進(jìn)行承運(yùn)。

1.2 設(shè)計(jì)原則

1）安全性。設(shè)計(jì)強(qiáng)度保證運(yùn)輸過程中在受到各種沖擊、振動時(shí)不易變形，不會發(fā)生位移和傾覆，始終保持座架與卷鋼和集裝箱的相對位置不變，座架各部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠滿足負(fù)重運(yùn)輸、重復(fù)使用的要求。

2）便捷性。座架自身質(zhì)量小，材料消耗少，制造成本低，運(yùn)輸收益高，維修費(fèi)用低，能夠滿足不同規(guī)格種類的卷鋼運(yùn)輸需求。

3）高效性。座架制造過程簡單，能夠與卷鋼生產(chǎn)線緊密結(jié)合，通過吊具或叉車即可進(jìn)出箱進(jìn)行作業(yè)，方便快捷，在裝載后不必采取額外的加固措施，裝車即走，能夠有效縮短裝卸時(shí)間。

1.3 主要結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)對比

設(shè)計(jì)的一類與二類座架結(jié)構(gòu)類似，主要結(jié)構(gòu)與功能如下：

1）2類座架主要由底架結(jié)構(gòu)與上部“V”型結(jié)構(gòu)組成。底架結(jié)構(gòu)包括端梁、橫梁、內(nèi)縱梁、內(nèi)橫梁、輔助梁、系環(huán)組成，“V”型結(jié)構(gòu)主要用于阻擋卷鋼在運(yùn)輸過程中，可能會因?yàn)閱?、加速、制動等過程造成卷鋼加速度發(fā)生改變導(dǎo)致滾動造成事故，在“V”型斜擋上方布置了對中線，在進(jìn)行吊裝作業(yè)時(shí)方便卷鋼中部與座架中部對齊，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)。

2）為了方便叉車進(jìn)出箱作業(yè)還在座架底架上設(shè)置了叉孔；防擠壓擋塊的設(shè)計(jì)是為了避免座架在運(yùn)輸過程中發(fā)生沖撞疊壓現(xiàn)象；為了防止貨物丟失，還在每類座架上布置了GPS定位裝置。

一類座架與二類座架的主要區(qū)別如下：

1）一類座架的承重墊板連接在一側(cè)兩端最遠(yuǎn)處的斜擋處，在兩端底部結(jié)構(gòu)中部設(shè)計(jì)了橫擋裝置，防止卷鋼在運(yùn)輸過程中發(fā)生較大移動影響行車安全，同時(shí)將一類座架外觀尺寸設(shè)計(jì)為正方形，可以根據(jù)運(yùn)輸需要自由選擇采用座架橫向臥裝或順向臥裝。

2）二類座架的承重墊板在一側(cè)相鄰處的兩斜擋間進(jìn)行連接。此外二類座架還設(shè)計(jì)出了能夠適應(yīng)卷鋼卷徑變化的翻塊，可以根據(jù)所承運(yùn)的卷鋼卷徑大小自由調(diào)節(jié)，同時(shí)為了便于二類座架在敞頂箱內(nèi)部的固定，還在座架的端部設(shè)置了角件裝置，通過與敞頂箱角件部位的固定，可以使座架固定在敞頂箱內(nèi)。

2 座架有限元仿真

Ansys軟件是一款廣泛應(yīng)用的有限元分析軟件[9-10]，但是它三維建模功能較差，因此，先用建模功能強(qiáng)大的SolidWorks軟件創(chuàng)建座架模型，然后將模型導(dǎo)入Ansys中進(jìn)行有限元分析。

2.1 座架有限元模型建立與簡化

利用SolidWorks軟件建立的20 ft敞頂箱2類卷鋼座架如圖1、圖2所示，主要參數(shù)見表1。

圖1 一類座架三維立體仿真

圖2 二類座架三維立體仿真

表1 座架參數(shù)

Tab.1 Parameters of frames

在對模型進(jìn)行分析時(shí)，為了得到正確的結(jié)果，刪除不承重的零件并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，保留座架主要的承重結(jié)構(gòu)，簡化導(dǎo)入Ansys中的2類模型結(jié)構(gòu)見圖3、4。

圖3 一類座架模型簡化

圖4 二類座架模型簡化

2.2 材料參數(shù)

根據(jù)卷鋼座架實(shí)際工作環(huán)境與承重能力要求，選取的制作材料為Q345鋼，材料主要性能參數(shù)為最大屈服強(qiáng)度為345 MPa，密度為7 850 kg/m3。

2.3 模型仿真求解

座架在使用過程中會受到各種外力的沖擊，在座架承受最大載荷的工況下，分別選取靜載工況與沖擊工況2個(gè)典型情況對座架進(jìn)行有限元分析[11]，以驗(yàn)證座架的強(qiáng)度是否合理。

2.3.1 靜強(qiáng)度有限元分析

靜載工況時(shí)車輛處于靜止或勻速運(yùn)動狀態(tài)，此時(shí)座架只受到卷鋼重力的作用[12]，靜載工況下座架的受力情況如圖5所示。

圖5 座架靜載受力分析

由于設(shè)計(jì)的斜擋與水平夾角=40°，此時(shí)卷鋼對座架的作用力1和2為：

式中：1和2為卷鋼對單側(cè)墊板壓力，kN；為卷鋼所受重力，kN；為斜擋與水平夾角。

將2類座架最大載重帶入后求得1和2的結(jié)果為195.1 kN與95.9 kN，分別施加上述載荷后，得到的座架靜載分析結(jié)果如圖6和圖7所示。此時(shí)一類座架最大變形值發(fā)生在中間墊板上下兩側(cè)端部，二類座架最大變形值發(fā)生在墊板上表面中部，位移變形量分別為0.227 mm與0.084 mm，小于2 mm，一類座架與二類座架的最大應(yīng)力值分別為113.77 MPa與80.479 MPa，只出現(xiàn)在個(gè)別部件之間的連接處，小于Q345材料的屈服極限345 MPa，滿足規(guī)定。

圖6 一類座架靜載分析云圖

圖7 二類座架靜載分析云圖

2.3.2 沖擊工況下有限元分析

在車輛受到?jīng)_擊時(shí)，分布在座架上的載荷主要包括卷鋼在運(yùn)輸過程中在垂向、縱向與橫向?qū)ψ艿淖饔昧εc敞頂箱固定連結(jié)處對座架的反作用力[13]。因?yàn)樽芘c敞頂箱通過角件連結(jié)，因而座架的加固方式屬于剛性加固，因此按照《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》規(guī)定，全部以座架滿載為不利工況進(jìn)行計(jì)算后，受力結(jié)果見表2。

表2 車輛沖擊狀態(tài)下座架受力

Tab.2 Force of frame under impact state of vehicle kN

分別對座架施加上述載荷后，一類座架位移與應(yīng)力分布如圖8所示，二類座架位移與應(yīng)力分布如圖9所示?？傻迷跊_擊載荷狀態(tài)下，一類座架最大變形值發(fā)生在中間墊板上下兩側(cè)端部，二類座架最大變形值發(fā)生在墊板上表面中部，位移變形量分別為0.419 mm與0.179 mm，小于2 mm；一類座架和二類座架的最大應(yīng)力值分別為331.85 MPa與185.58 MPa，出現(xiàn)在個(gè)別部件之間的連接處，小于Q345材料的屈服極限345 MPa，滿足規(guī)定。

圖8 一類座架沖擊分析云圖

圖9 二類座架沖擊分析云圖

3 座架強(qiáng)度試驗(yàn)檢測

為了檢驗(yàn)所構(gòu)建模型強(qiáng)度大小，還需要進(jìn)行實(shí)際的強(qiáng)度試驗(yàn)[14-15]。主要包括靜載試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)。試驗(yàn)主要采用應(yīng)力、應(yīng)變電測法來獲取各測點(diǎn)在不同的工況下的應(yīng)力。

3.1 應(yīng)力測點(diǎn)布置

由于座架是對稱結(jié)構(gòu)，因此在運(yùn)輸卷鋼時(shí)兩側(cè)都會承重，結(jié)合理論分析與實(shí)際的試驗(yàn)條件，選擇座架可能出現(xiàn)應(yīng)力較大的點(diǎn)，分別對2類座架各選取了28個(gè)和26個(gè)測點(diǎn)。測點(diǎn)布置如圖10、11所示。

3.2 靜態(tài)測試

在座架上進(jìn)行靜態(tài)載荷加載，考慮到運(yùn)輸?shù)谋憬菪约艾F(xiàn)場試驗(yàn)的實(shí)際情況，為了保證靜態(tài)試驗(yàn)與動態(tài)試驗(yàn)變量的一致性，分別對2類座架選用30.5 t和15 t的卷鋼首先進(jìn)行一次預(yù)加載后記錄結(jié)果，確認(rèn)結(jié)果無明顯誤差后再進(jìn)行3次正式加載，每次加載間隔時(shí)間為10 min，分別測量并記錄各測點(diǎn)的工作應(yīng)力值，將每個(gè)測點(diǎn)得到的應(yīng)力最大值進(jìn)歸類比較，結(jié)果見表3、4。

圖10 一類座架測點(diǎn)布置

圖11 二類座架測點(diǎn)布置

表3 一類座架靜載試驗(yàn)結(jié)果

Tab.3 Static load test results of type I frames

注：“—”表示測點(diǎn)損壞。

由表3與圖4可以看出，在卷鋼重力載荷作用下一類卷鋼座架結(jié)構(gòu)的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力分別為71.36 MPa與?15.06 MPa，出現(xiàn)在25號和9號測點(diǎn)；二類卷鋼座架結(jié)構(gòu)的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力分別為46.02 MPa與?56.54 MPa，分別出現(xiàn)在46號測點(diǎn)和53號測點(diǎn)。座架主體結(jié)構(gòu)最大拉、壓應(yīng)力均小于座架所用主要鋼材的屈服強(qiáng)度345 MPa，同時(shí)滿足《機(jī)車車輛強(qiáng)度設(shè)計(jì)及試驗(yàn)鑒定規(guī)范車體第2部分：貨車車體》（TB/T 3550.2—2019）[16]附錄F所規(guī)定Q345材料的第一工況許用應(yīng)力216 MPa。

表4 二類座架靜載試驗(yàn)結(jié)果

Tab.4 Static load test results of type II frames

3.3 沖擊試驗(yàn)

沖擊試驗(yàn)的目的是采集在沖擊工況下，座架相較于靜載工況時(shí)增加的應(yīng)力數(shù)據(jù)，并與靜載數(shù)據(jù)合成座架的最終工作應(yīng)力。分別在2類座架滿載情況下進(jìn)行，具體試驗(yàn)過程如下。

3.3.1 座架布置方式

由于敞頂箱內(nèi)部的空間尺寸為5 879 mm×2 438 mm× 2 713 mm，而一類座架尺寸為2 310 mm×2 310 mm，二類座架尺寸1 784.5 mm×2 310 mm，通過計(jì)算有：

式中：二長為二類座架長度；一長為一類座架長度。

根據(jù)上述結(jié)果，采取在箱底板均勻放置2個(gè)二類座架與1個(gè)一類座架的組合方式，二類座架兩側(cè)通過角件與敞頂箱角件進(jìn)行連結(jié)固定，一類座架居中布置，恰好鋪滿箱底板。

3.3.2 沖擊試驗(yàn)方案

現(xiàn)場按照每車2個(gè)敞頂箱進(jìn)行裝載，其中一個(gè)敞頂箱裝載重物，另一個(gè)敞頂箱中裝載試驗(yàn)的座架及相應(yīng)卷鋼。敞頂箱中按照最大載質(zhì)量有2種裝載方案：第1種裝載方案為在中間一類座架上裝載30.5 t的卷鋼，兩端二類座架為空載；第2種裝載方案為在兩側(cè)二類座架上裝載15 t的卷鋼，中間一類座架為空載。具體裝載方式如圖12所示。

圖12 沖擊裝載方案

3.3.3 沖擊試驗(yàn)方法

沖擊試驗(yàn)?zāi)M鐵路調(diào)車作業(yè)過程，采用單端連續(xù)沖擊的方式進(jìn)行。沖擊試驗(yàn)原理如圖13所示，以一輛具有一定速度、載質(zhì)量為70 t的沖擊重車向一輛停靠在平直線路上處于非制動狀態(tài)的試驗(yàn)車進(jìn)行沖擊。試驗(yàn)時(shí)，先以3 km/h以下速度進(jìn)行一次沖擊，觀察卷鋼與座架的狀態(tài)以及儀器設(shè)備的數(shù)據(jù)顯示，確定無異常后正式開始沖擊試驗(yàn)。分別在5.0～6.0、6.1～7.0和7.5 km/h的速度區(qū)間下進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，測試沖擊速度、沖擊端卷鋼座架危險(xiǎn)部位應(yīng)力值、卷鋼及座架位移，檢查座架關(guān)鍵位置焊縫變化等。

圖13 沖擊試驗(yàn)示意圖

3.3.4 沖擊試驗(yàn)結(jié)果

沖擊試驗(yàn)過程中選取沖擊端的測點(diǎn)進(jìn)行沖擊試驗(yàn)應(yīng)力變化測量，相關(guān)測點(diǎn)的測試結(jié)果如表5、6所示。

表5 一類座架沖擊試驗(yàn)檢測結(jié)果

Tab.5 Test results of impact test for type I frames MPa

注：“—”表示測點(diǎn)損壞。

表6 二類座架沖擊試驗(yàn)檢測結(jié)果

Tab.6 Test results of impact test for type II frames MPa

注：“—”表示測點(diǎn)損壞。

根據(jù)表5和表6可知，沖擊試驗(yàn)結(jié)果表明在最高速度下沖擊時(shí)，一類座架測得的沖擊最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力為78.56 MPa 和?53.34 MPa，出現(xiàn)在25號測點(diǎn)與1號測點(diǎn)；二類座架測得的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力為53.98 MPa和?59.54 MPa，出現(xiàn)在39號測點(diǎn)與54號測點(diǎn)；得到的2類座架沖擊結(jié)果均小于Q345材料所規(guī)定的第二工況許用應(yīng)力239 MPa的要求。在動態(tài)沖擊試驗(yàn)前后，座架的整體狀態(tài)完好，座架相對于車體無明顯位移，在沖擊過程中發(fā)現(xiàn)卷鋼在座架內(nèi)有輕微爬滾現(xiàn)象。試驗(yàn)后未發(fā)現(xiàn)任何肉眼可見的座架變形、焊縫開縫、座架損傷等情況。

3.3.5 合成應(yīng)力結(jié)果與對比分析

在實(shí)際運(yùn)輸中座架是處在復(fù)雜的多向應(yīng)力的作用下，因此需要建立在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下與單向拉升或壓縮情況下的變化關(guān)系。在第2節(jié)的有限元分析中得到座架承受的載荷作用的應(yīng)力值低于其屈服極限。在沖擊試驗(yàn)過程中，由于試驗(yàn)是在平直線路上進(jìn)行，沖擊速度也控制在一定范圍之內(nèi)，因此只需將座架受力簡化為受到卷鋼垂向力與縱向力沖擊引起的復(fù)合作用即可。將座架受力位置各測點(diǎn)的應(yīng)力進(jìn)行合成，選取對應(yīng)有限元模型分析中的單元讀取仿真計(jì)算值，并將二者進(jìn)行比較[17]，驗(yàn)證合理性。對比結(jié)果如表7、8所示。

表7 一類座架對比結(jié)果

Tab.7 Comparison results of type I frames

表8 二類座架對比結(jié)果

Tab.8 Comparison results of type II frames

綜合表7、8可得出，一類座架的最大絕對偏差為20.19 MPa，出現(xiàn)在1號測點(diǎn)，最小絕對偏差為2.07 MPa，出現(xiàn)在7號測點(diǎn)；二類座架的最大絕對偏差為22.23 MPa，出現(xiàn)在54號測點(diǎn)，最小偏差僅為0.51 MPa，出現(xiàn)在42號測點(diǎn)。從座架整體應(yīng)力分布上看，座架的仿真計(jì)算與試驗(yàn)檢測結(jié)果大致相同，具有較高精度；而在沒有布置測點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)，實(shí)際檢測試驗(yàn)與仿真計(jì)算出現(xiàn)應(yīng)力較大的點(diǎn)大多集中在各焊接區(qū)域和變截面處，受座架工藝水平、卷鋼布置方式等因素的影響，實(shí)際檢測的對稱點(diǎn)的結(jié)果并不相同。在誤差允許的范圍下，得到的結(jié)果是合理的。數(shù)值對比結(jié)果說明設(shè)計(jì)的2類敞頂箱專用座架均能夠滿足《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》的相關(guān)要求，強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)規(guī)范，能夠滿足卷鋼鐵路安全運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>

4 結(jié)語

敞頂箱運(yùn)輸卷鋼相較于其他運(yùn)輸方式具有多種優(yōu)勢，是未來卷鋼運(yùn)輸發(fā)展的方向。文中在既有的研究現(xiàn)狀研究的基礎(chǔ)上，提出并設(shè)計(jì)了新型的20 ft敞頂集裝箱卷鋼運(yùn)輸座架，具有安全穩(wěn)定、結(jié)果簡單、可以循環(huán)使用的特點(diǎn)，利用敞頂箱座架運(yùn)輸卷鋼，不但能夠有效保障貨物運(yùn)輸安全，提高作業(yè)效率，切實(shí)為鐵路貨物增長增效，而且也為制定相應(yīng)的裝載加固方案提供了一定的理論依據(jù)。由于卷鋼自身的特殊性，研究并未考慮在實(shí)際運(yùn)輸過程中由于卷鋼運(yùn)動狀態(tài)的變化對座架與箱體的影響，在未來的研究中可以通過對卷鋼受到?jīng)_擊時(shí)發(fā)生滑移與傾覆的臨界條件進(jìn)行研究，對座架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，得到合理可靠的卷鋼運(yùn)輸方案。

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Design and Strength Test of 20 ft Open Top Coil Steel General Transport Frame

WANG Chen, ZHU Da-peng, YU Zhen

(Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China)

The work aims to study the coil steel transportation mode of 20 ft (1 ft=304.8 mm) 35 t open top containers under the background of China's great efforts to develop container multimodal transportation, design two types of coil steel frames according to different specifications of coil steel, and analyze and verify their strength performance. The SolidWorks software was used to establish a three-dimensional model of the frames. The Ansys Workbench software was used to analyze the displacement and stress changes of the frames under static load and impact conditions, and then the static load and impact tests were carried out. According to "Reinforcement Rules for Railway Cargo Loading" and "Strength Design and Test Accreditation Specification for Rolling Stock-Car body-Part 2: Car Body of Freight Wagons", the simulation results were compared with the test results. The displacement and stress deformation of the simulation results did not exceed the maximum allowable value of structural materials under static load and impact conditions. The test results showed that the front and rear frames were in good conditions without obvious damage and deformation. The maximum absolute deviation between the simulation analysis results and the test results of these two types of frames was only 20.19 MPa and 22.23 MPa, indicating that the simulation analysis results had great accuracy. The model of 20 ft 35 t open top coil steel transport frame designed in this work is reasonable. Its strength is in line with the specification requirements and can meet the needs of safe and efficient transportation of coil steel.

coil steel; open top; frame; finite element analysis; impact test

TB485.3；TE833

A

1001-3563(2023)05-0272-10

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.05.034

2022?06?10

甘肅省自然科學(xué)基金（20JR5RA400）

王晨（1997—），男，碩士生，主攻鐵路運(yùn)輸方向。

朱大鵬（1977—），男，博士，教授，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)輸包裝。

責(zé)任編輯：曾鈺嬋