检索结果-南通市图书馆

作者：王新宇北京交通大学

学位级别：硕士

随着我国轨道交通产业的飞速发展,轨道交通车辆减重要求迫切。如今,轻量化设计己是车体设计的发展趋势。一方面,轻量化设计可以使轮轨之间的动作用力和噪声显著降低,提高乘坐舒适性,另一方面,轻量化设计有利于提高列车的速度,同时整车... 详细信息

随着我国轨道交通产业的飞速发展,轨道交通车辆减重要求迫切。如今,轻量化设计己是车体设计的发展趋势。一方面,轻量化设计可以使轮轨之间的动作用力和噪声显著降低,提高乘坐舒适性,另一方面,轻量化设计有利于提高列车的速度,同时整车质量的下降对列车在提高运能、降低能耗等方面都有着十分显著的影响。以往车体轻量化所使用的材料主要为铝合金,而近年来,随着相关技术的日益成熟,具有优异力学性能的碳纤维复合材料在轻量化设计中得到了越来越多的应用,因此,对碳纤维复合材料在轨道交通领域中的应用进行研究是十分重要的。本文以地铁车辆的枕梁结构为研究对象,利用有限元分析法,分别对碳钢、铝合金和碳纤维复合材料枕梁结构的强度进行了分析,其中碳纤维复合材料枕梁为重点的研究对象,具体的工作如下:首先,建立枕梁的有限元模型,依据相关标准,确定载荷工况,分别对碳钢枕梁和铝合金枕梁进行静强度分析。其次,对于铝合金枕梁存在的静强度问题,通过在结构薄弱部位增加一根贯通管提高危险点处局部刚度的方法,使其满足静强度要求。再次,重点分析碳纤维复合材料枕梁,通过编写Abaqus用户子程序UMAT,结合渐进损伤分析方法和渐进疲劳损伤模型,建立合适的复合材料层合板静力学分析方法与疲劳分析方法,将试验结果与有限元分析结果进行对比来验证方法的可行性,然后对碳纤维复合材料枕梁进行静强度分析与疲劳分析。最后,对碳纤维复合材料枕梁进行优化工作,包括尺寸优化和铺层顺序优化,并对优化后的碳纤维复合材料枕梁进行静强度分析与疲劳分析。研究结果表明,碳纤维复合材料枕梁较原有的碳钢枕梁,重量有了大幅降低。图50幅,表21个,参考文献58篇。

关键词：枕梁复合材料渐进损伤分析疲劳寿命有限元

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复合工况下地铁枕梁强度分析及疲劳寿命预测

复合工况下地铁枕梁强度分析及疲劳寿命预测

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作者：罗宇辉东北大学

学位级别：硕士

各国经济不断蓬勃发展的同时,交通问题日趋严重,地铁与其他公共交通工具相比,在机动性、速度、制造成本以及载客量方面具有一定优势而成为各国各地解决城市的交通问题的重要手段。枕梁作为地铁车体与转向架之间牵引传动的桥梁,是地铁底... 详细信息

各国经济不断蓬勃发展的同时,交通问题日趋严重,地铁与其他公共交通工具相比,在机动性、速度、制造成本以及载客量方面具有一定优势而成为各国各地解决城市的交通问题的重要手段。枕梁作为地铁车体与转向架之间牵引传动的桥梁,是地铁底架的关键部位,同时承受拉伸和压力载荷。枕梁的结构尺寸大、几何形状相对复杂、应力分布较其他部位复杂,对车辆运行的安全性和可靠性具有重要影响,所以枕梁的疲劳寿命预测也显得尤为重要。本文以有限元理论为出发点,对复合载荷工况下的地铁车体进行了静强度分析,以静强度分析结果为基础构建了枕梁疲劳危险点的载荷谱,最后采用多轴疲劳相关理论预测了枕梁寿命。本文的主要工作如下:首先,根据标准JIS-7105、JIS-7106所规定的单一疲劳载荷工况,结合地铁在实际运行过程中的运行情况确定了地铁车体所受16种载荷工况。其次利用Hyperworks对地体车体进行强度分析,提取出地铁枕梁处的强度分析结果,确定枕梁处的8个疲劳危险点。然后根据特定线路上地铁工况的变化,建立了车体载荷谱的数学模型,并利用Matlab对该模型进行编程,编制出了某城市地铁五号线枕梁各疲劳危险点的载荷谱。最后采用多轴疲劳中的等效应力法和临界平面法,结合载荷压缩理论、雨流计数法、S-N曲线、Goodman平均应力修正准则和Miner线性累积损伤理论估算出了枕梁的疲劳寿命。本文对枕梁疲劳寿命预测具有普遍性,同样适用于其他线路的地铁枕梁。

关键词：枕梁复合工况强度分析疲劳寿命预测

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新型地铁端部底架枕梁焊接变形的数值模拟

新型地铁端部底架枕梁焊接变形的数值模拟

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作者：黄菁婧西南交通大学

学位级别：硕士

随着近些年来我国城市化进程的加快,城市规模和人口都呈现出急剧增长的趋势,从而导致城市交通拥堵问题日益严峻。为了解决这一问题,国内的许多城市开始大力发展城市轨道交通事业。在城市轨道交通制造业中,不论是车体还是转向架都是焊接... 详细信息

随着近些年来我国城市化进程的加快,城市规模和人口都呈现出急剧增长的趋势,从而导致城市交通拥堵问题日益严峻。为了解决这一问题,国内的许多城市开始大力发展城市轨道交通事业。在城市轨道交通制造业中,不论是车体还是转向架都是焊接结构,其焊接残余应力和变形直接影响了结构的质量和和运行安全。本文的研究对象是青岛四方机车车辆股份有限公司新研制的某种新型地铁端部底架的枕梁结构。该结构尺寸规模大,焊接部位多,焊接方法均为激光复合焊。针对该结构庞大、焊缝数量多的难点,以热弹塑性理论和固有应变法为理论基础,以法国ESI集团的开发的SYSWELD焊接模拟专业软件为工具,对该结构的焊接变形过程进行了数值模拟。主要研究内容如下：1.首先,针对该枕梁结构焊接采用的激光复合焊的焊接方式建立了双椭球+3D高斯的复合热源模型进行了温度场的计算,并通过平板对接焊物理实验进行了热源校核,验证了该模型的正确性。2.采用该热源模型对该枕梁上的所有焊缝的局部接头模型进行了应力应变场的计算,得到了每条焊缝固有应变值。随后将该值作为固有应变加载到焊缝上进行整体结构的焊接变形的计算。计算结果表明,该枕梁结构的焊接变形在宏观上主要表现为上盖板的角变形。结构的X向收缩变形和盖板边缘部位的角变形较为明显,变形量分别达到2.84mm和2.59mm;而结构Y向的收缩变形、X向的弯曲变形以及盖板中间部位的角变形表现不明显,变形量分别为0.51mm、 0.16mm和0.85mm。3.根据该枕梁的结构和焊缝分布特点,设定了另外两种不同的焊接顺序和焊接方向方案并分别进行了焊接变形的计算。通过对不同焊接方案下的变形结果的数据统计结果进行了综合分析比较发现,焊接顺序对枕梁X向的弯曲变形影响最大,其变化量百分比达到了6.67%。焊接顺序对结构焊接变形的影响不明显。焊接方向对枕梁在X向的弯曲变形影响最大,其变化量百分比达到了166.58%。通过优化焊接方向可以有效减小结构的焊接变形。

关键词：枕梁激光复合焊焊接变形数值模拟固有应变法

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