高速列车气动载荷车体疲劳强度研究

论文摘要

车体气动载荷疲劳损伤主要是由车体承受气动载荷内外压力差而产生,车体气动载荷对车辆行车安全、车体强度有极大的影响。列车运行速度越高,车体承受的气动载荷越大,开展车体在气动载荷作用下的强度研究显得十分必要。本文详细介绍了国内外车体强度分析、试验研究和车体强度标准研究成果。通过建立某高速动车组中间车车体有限元模型,参照EN12663、JIS7106、200公里暂规等标准、进行了静强度分析、模态分析和疲劳强度评定；采用车体有限元模型,模拟车体承受气动载荷的车体内部加载和车体外部加载两种加载方式,对比两种不同加载方式对车体结构强度的不同影响,同时分析了气动载荷对车体结构强度的影响程度,为车体气动载荷疲劳试验台建设提供重要参考。论文还详细介绍了车体气动载荷疲劳强度分析方法,并以某动车车体为例,评定该动车车体气动载荷疲劳强度,提出了气动加载的初步建议。最后,论文还开展了车体受气动载荷作用的瞬态过程研究,阐述了瞬态分析基本理论,通过模拟车体以380km/h速度在空旷地带交会,得到车体气动载荷时间历程数据,模拟车体在此气动载荷条件下车体结构的响应,分析应力时间历程曲线,分析了气动载荷的瞬态作用对车体结构强度的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外车体强度研究现状
• 1.2.1 国外车体强度研究现状
• 1.2.2 国内车体强度研究现状
• 1.3 课题研究意义
• 1.4 本论文主要研究内容
• 第2章 高速动车组车体有限元分析
• 2.1 有限元法及分析软件ANSYS简介
• 2.1.1 有限元法简介
• 2.1.2 ANSYS简介
• 2.2 车体静强度分析
• 2.2.1 车体简介
• 2.2.2 车体有限元模型
• 2.2.3 车体静强度工况
• 2.2.4 车体强度评价标准
• 2.2.5 车体静强度计算结果
• 2.3 车体模态分析
• 2.3.1 模态分析基本理论
• 2.3.2 模态分析基本步骤
• 2.3.3 模态提取方法
• 2.3.4 模态分析模型及结果
• 2.4 小结
• 第3章 车体气动载荷疲劳试验台方案设计
• 3.1 不同加载方式影响研究
• 3.1.1 不同加载方式对受压缩载荷影响
• 3.1.2 不同加载方式对受膨胀载荷影响
• 3.2 车体不同加载方式影响研究
• 3.2.1 不同加载方式车体受压缩载荷影响
• 3.2.2 不同加载方式车体受膨胀载荷影响
• 3.3 垂向基本载荷下车体不同加载方式研究
• 3.3.1 垂向基本载荷下不同加载方式车体受压缩载荷影响
• 3.3.2 垂向基本载荷下不同加载方式车体受膨胀载荷影响
• 3.4 车体气动载荷对车体强度的贡献
• 3.5 小结
• 第4章 车体气动载荷疲劳强度评定
• 4.1 车体气动载荷疲劳强度表示方法
• 4.2 车体材料GOODMAN曲线绘制
• 4.3 车体气动载荷疲劳强度评定
• 4.4 车体气动载荷纵向载荷疲劳强度评定
• 4.5 气动加载建议
• 4.6 小结
• 第5章 车体气动载荷瞬态分析
• 5.1 车体气动载荷瞬态分析流程
• 5.2 车体气动载荷时间历程
• 5.3 车体气动载荷瞬态分析
• 5.4 车体气动载荷瞬态分析结果
• 5.5 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研项目