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复合材料漏斗车结构性能及螺栓拧紧工艺研究

复合材料漏斗车结构性能及螺栓拧紧工艺研究

作者：杜俊锋大连理工大学

学位级别：硕士

目前轨道运输车辆正朝着更低的能耗水平、高速、高运载能力等方向发展。碳纤维复合材料是目前最具广阔应用前景的材料,其自身轻质高强、耐腐蚀、可设计性强、良好的吸振性能等特性正在逐步进入轨道交通领域的视野中。本文建立了以碳纤... 详细信息

目前轨道运输车辆正朝着更低的能耗水平、高速、高运载能力等方向发展。碳纤维复合材料是目前最具广阔应用前景的材料,其自身轻质高强、耐腐蚀、可设计性强、良好的吸振性能等特性正在逐步进入轨道交通领域的视野中。本文建立了以碳纤维复合材料为主体的轨道运输漏斗车模型,借助有限元分析和评价了漏斗车车体结构的综合性能,并给出了改进意见。在碳纤维复合材料大型结构件中,螺栓连接作为其主要的连接装配方式,通常螺栓拧紧装配过程中预紧力难以实现均匀分布,由于螺栓之间存在相互作用,后来预紧的螺栓致使先预紧的螺栓很难获得目标预紧力。为了获得均匀的螺栓预紧力分布,基于螺栓之间弹性相互作用理论,研究了拧紧顺序的变化所带来的影响以及如何有效地通过控制拧紧顺序来达到均匀分布的螺栓预紧力。本文的具体研究内容如下:（1）综述了复合材料在铁道运输车辆中的应用现状以及漏斗车结构性能分析及评价过程,简述了多螺栓连接的螺栓组连接装配工艺—螺栓组拧紧顺序对连接性能、使用要求等发面的影响,关于影响螺栓组预紧力分配不均匀的原因机理—螺栓之间的弹性相互作用也做了进一步的说明。（2）结合漏斗车结构尺寸设计经验,以及复合材料在其结构的应用的优势进行碳纤维复合材料漏斗车的结构设计和模型建立。借助有限元并结合《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》对漏斗车结构进行性能分析和校核。（3）为充分理解螺栓之间弹性相互作用对连接性能的影响过程设置了螺栓拧紧顺序应变测量实验,结合理论分析应变变化规律。并根据实验过程建立了有限元仿真模型,验证了模型的可靠性,为后续的仿真奠定了基础。（4）对螺栓接头连接性能随拧紧顺序变化规律进行了研究和总结,基于静力学的研究中,分析了螺栓预紧力、连接件应变和应力分布情况受拧紧顺序的影响,为螺栓拧紧工艺提出了有效的参考意见。测试了不同拧紧顺序下连接件的固有频率,分析并验证了螺栓预紧力、连接件刚度、固有频率之间的关系。

关键词：碳纤维复合材料漏斗车性能分析与评价螺栓连接装配工艺拧紧顺序弹性相互作用

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漏斗车底门组成加工工艺优化

漏斗车底门组成加工工艺优化

“伊萨杯”先进焊接技术交流会

作者：冯灿阳姚元文刘亿陵中车株洲车辆有限公司

对漏斗车底门结构和使用性能进行有效分析,优化产品工艺,使用工装模块化组装确保装配尺寸,运用刚性固定、选择合理的焊接顺序和焊接参数保证焊接质量,提高生产效率。

关键词：漏斗车底门组成刚性固定质量控制

来源： cnki会议评论

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KW5型煤炭漏斗车底门开闭机构性能分析

农业装备与车辆工程 2023年第4期61卷 48-52页

作者：方吉潘虹宇苏晓嵩大连交通大学机车车辆工程学院辽宁省大连市116028

为了考察KW5型煤炭漏斗车底门开闭机构能否实现预期的基本动作,首先利用ADAMS多体系统动力学软件建立底门开闭机构的多体仿真模型,进行开关门过程传动模拟,校验各部件在传动过程中是否存在干涉或传动不到位等情况,验证该机构方案的可行... 详细信息

为了考察KW5型煤炭漏斗车底门开闭机构能否实现预期的基本动作,首先利用ADAMS多体系统动力学软件建立底门开闭机构的多体仿真模型,进行开关门过程传动模拟,校验各部件在传动过程中是否存在干涉或传动不到位等情况,验证该机构方案的可行性;然后分析开关门气缸所需要的驱动力,并校核手动操作轮在关门和开门过程中所需要的作用力;最后校验了关键传动部件的强度与稳定性。结果表明,KW5型煤炭漏斗车底门开闭机构的结构设计满足工程应用要求。

关键词：漏斗车底门开闭机构动力学模型传动模拟强度与稳定性

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漏斗车车体结构疲劳强度研究

漏斗车车体结构疲劳强度研究

作者：林至睿西南交通大学

学位级别：硕士

国内外铁路货车的概况和发展趋势表明,在我国,铁路运输的装卸作业费用导致了较高物流成本。为了降低物流费用,提高运输效率,发展自动化装卸的专用车辆必将成为铁路货运发展的方向。漏斗车是自动化装卸的专用车辆之一。中国目前铁路货车... 详细信息

国内外铁路货车的概况和发展趋势表明,在我国,铁路运输的装卸作业费用导致了较高物流成本。为了降低物流费用,提高运输效率,发展自动化装卸的专用车辆必将成为铁路货运发展的方向。漏斗车是自动化装卸的专用车辆之一。中国目前铁路货车设计技术与发达国家仍有差距,利用ANSYS先进的有限元仿真分析软件对车辆进行静强度分析和疲劳分析,实现优化设计,以提高车辆运行的安全性和可靠性。有限元分析软件用于车体静强度分析和钢结构疲劳分析的理论,研究其数学特性,可利用计算理论和离散原理,优化结构形状尺寸,找出提高车体钢结构的静强度和疲劳强度的方法。介绍了AAR标准的构成,我国的铁路货车设计要与国际接轨必将遵循国际通用的标准并受到标准的约束,AAR主要通过标准来协调各成员之间安全与运输方面的问题。文章介绍了漏斗车车体的钢结构构造、材料、技术参数;漏斗车车体有限元模型的建立、离散的处理,基于AAR的有限元计算边界条件,考核标准;疲劳计算的机理、理论和处理方法等。利用ANSYS仿真分析软件对漏斗车车体进行了静强度分析和疲劳分析,通过对初步设计的计算,有4处应力超过AAR标准,针对计算结果进行优化设计后重新计算,优化后的漏斗车车体强度能够满足AAR标准的要求,其最大应力为436.43MPa,在第一工况侧墙板下部靠车端R300延出部位,小于Q450NQR1高强度耐候钢440MPa的许用应力。根据AAR标准确定疲劳计算工况,经过计算分析可知,该车车体疲劳寿命较薄弱位置分别为漏斗与牵引梁焊缝、枕梁下盖板尾翼与侧梁焊缝,经计算重车运营里程分别为654万km、887万km。由于空车运行对车体疲劳寿命影响有限,因此按年运行30万公里,空重车里程比0.9考虑,计算出的疲劳寿命,该车车体疲劳寿命在20年以上。影响车体疲劳寿命的因素很多,如运用环境、材质、焊接工艺及载荷工况等,疲劳分析方法能从疲劳的观点指出设计的适当性,对薄弱部位的工艺质量进行控制,可提高车辆整体使用寿命。

关键词：漏斗车车体结构强度疲劳寿命有限元分析

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米轨氧化铝粉漏斗车车体钢结构设计

铁道技术监督 2022年第4期50卷 50-54页

作者：姚利敏刘涛曹宝刚申晓薇万涛中车石家庄车辆有限公司河北石家庄050043

针对出口几内亚米轨氧化铝粉漏斗车“上装下卸”的装卸方式,以及相关技术协议要求,设计车体钢结构。详细阐述米轨氧化铝粉漏斗车结构和主要参数,对6种工况下车体静强度和刚度进行有限元分析。分析结果表明车体结构强度符合要求。在适用... 详细信息

针对出口几内亚米轨氧化铝粉漏斗车“上装下卸”的装卸方式,以及相关技术协议要求,设计车体钢结构。详细阐述米轨氧化铝粉漏斗车结构和主要参数,对6种工况下车体静强度和刚度进行有限元分析。分析结果表明车体结构强度符合要求。在适用性试验中,氧化铝粉装卸流畅,车体密封良好、无泄漏,残留率为0.198%,满足设计要求。

关键词：漏斗车车体结构结构强度适用性试验

基于漏斗车车体强度仿真与试验结果的车体端部斜撑结构优化

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铁道技术监督 2023年第3期51卷 27-33页

作者：马巧艳张馨中车齐齐哈尔车辆有限公司大连研发中心辽宁大连161002

采用仿真与试验相结合的方法,分析某漏斗车车体端部斜撑结构强度及其稳定性。经过对比分析可知,斜撑孔边的仿真计算应力与试验测得应力误差较大。对车体进行非线性屈曲分析发现,随着载荷增大,斜撑孔边位移发生明显转折,不符合线性变化规... 详细信息

采用仿真与试验相结合的方法,分析某漏斗车车体端部斜撑结构强度及其稳定性。经过对比分析可知,斜撑孔边的仿真计算应力与试验测得应力误差较大。对车体进行非线性屈曲分析发现,随着载荷增大,斜撑孔边位移发生明显转折,不符合线性变化规律,出现局部失稳,导致仿真计算应力与试验测得应力不一致。基于非线性屈曲分析结果,对漏斗车车体端部斜撑优化设计。优化后的车体结构未出现局部失稳,仿真计算应力与试验测得应力基本一致。

关键词：漏斗车车体强度仿真试验对比非线性屈曲结构优化

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漏斗车检修PHM数据分析

机械管理开发 2020年第8期35卷 261-263页

作者：郭丹丹赵明中车太原机车车辆有限公司科技管理部山西太原030026

介绍了目前国内铁路货车故障数据统计分析方法,根据公司漏斗车检修的实际情况,提出了对漏斗车在厂检修数据收集整理统计方法。该方法可运用系统软件对典型车型常见故障的发生因素、故障现象等情况分析,为实现车辆健康管理(简称PHM)和产... 详细信息

介绍了目前国内铁路货车故障数据统计分析方法,根据公司漏斗车检修的实际情况,提出了对漏斗车在厂检修数据收集整理统计方法。该方法可运用系统软件对典型车型常见故障的发生因素、故障现象等情况分析,为实现车辆健康管理(简称PHM)和产品质量的提升提供可能。

关键词：漏斗车检修 PHM 数据

基于离散元-有限元耦合法的煤炭漏斗车装卸过程中隔板受力研究

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铁道技术监督 2022年第2期50卷 82-87页

作者：王立文赵金凤贺茂盛中车齐齐哈尔车辆有限公司黑龙江齐齐哈尔161002

在煤炭漏斗车标准和设计技术条件中均未规定隔板强度,漏斗车车体设计静强度计算中,未施加相应载荷进行设计验证。同时,某型号煤炭漏斗车在应用中出现隔板裂纹。为此,基于离散元-有限元(DEM-FEM)结合的方法,模拟煤炭漏斗车装卸煤炭过程,... 详细信息

在煤炭漏斗车标准和设计技术条件中均未规定隔板强度,漏斗车车体设计静强度计算中,未施加相应载荷进行设计验证。同时,某型号煤炭漏斗车在应用中出现隔板裂纹。为此,基于离散元-有限元(DEM-FEM)结合的方法,模拟煤炭漏斗车装卸煤炭过程,分析煤炭漏斗车车体隔板受力和强度仿真计算结果,并与煤炭漏斗车车体隔板现场测试强度结果进行对比。结果表明:装载煤炭过程中,隔板所受最大载荷大约为稳定时载荷的1.8倍;卸载煤炭过程受不同底门开启的影响,隔板所受载荷瞬间突增80%~112.6%。装卸过程中隔板所受作用力与高度之间呈非线性分布,仿真计算结果与现场测试数据基本吻合。这为设计煤炭漏斗车车体隔板时提供参考。

关键词：漏斗车隔板强度装卸煤炭离散元法有限元法

KM81A型铝合金煤炭漏斗车翻车机卸载适应性研究

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中国科技期刊数据库工业A 2023年第12期 0133-0136页

作者：王萌王松国能铁路装备有限责任公司北京100120 中车长江运输设备集团有限公司科技开发分公司车辆研究所湖北武汉430212

介绍了为使KM81A铝合金煤炭漏斗车满足翻车机卸货的要求,根据卸货场各型翻车机进行调研数据对其车辆外形尺寸与翻车机接口进行分析、对车体结构、底门开闭机构等进行改进与校核的情况,并且设计开发了适应翻车机卸货作业的顶盖及开闭装... 详细信息

介绍了为使KM81A铝合金煤炭漏斗车满足翻车机卸货的要求,根据卸货场各型翻车机进行调研数据对其车辆外形尺寸与翻车机接口进行分析、对车体结构、底门开闭机构等进行改进与校核的情况,并且设计开发了适应翻车机卸货作业的顶盖及开闭装置。采用分析软件对结构改进及强度进行校核,采用样机试制试验的方法验证底门及顶盖开闭机构翻车机卸货的功能。

关键词：漏斗车翻车机卸货顶盖 KM81A