J5SQ型小汽车运输专用车设计与研究

论文摘要

小汽车运输专用车是一种用于小汽车铁路运输的铁道车辆。随着我国小汽车产业的发展,小汽车运输的市场潜力巨大,小汽车铁路运输逐步体现出较大的技术和经济优势,对铁路运输装备的需求也越来越大。本论文结合小汽车运输对铁道车辆的技术要求,对闲置家畜车改造成为小汽车运输专用车进行了研究,解决了合理利用原有结构、尺寸并提高小汽车装载率和车型适应范围的技术难题,达到了增加小汽车铁路运输装备数量和国有闲置资产再利用的目的。本文详细阐述了J5SQ型小汽车运输专用车的主要研制情况。通过分析小汽车运输对铁道车辆的技术要求,确定了车体结构改进途径和小汽车装载紧固结构方式,提出了影响产品性能和行车安全的关键技术问题,从理论上对主要技术参数选取、制动系统配置、转向架弹簧校核、关键结构的设计进行了分析和优化,并利用ANSYS软件对车体及重要零部件的强度、刚度进行了计算,最后通过车体静强度试验、冲击试验、线路动力学试验和装载运行试验,验证了理论分析或计算所得出的结论、车体结构改进的合理性。论文最后得出结论:J5SQ型小汽车运输专用车车体结构基本合理,车内空尺寸布置和上层地板翻转结构能够满足用户的装载要求。车辆整体结构和主要零部件的强度和刚度满足TB/T1335-1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》的要求。车辆的安全性和平稳性指标满足GB5599-1985《铁道车辆动力学性能和试验鉴定规范》的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 我国小汽车产业发展概况
• 1.2 我国铁路小汽车运输现状
• 1.3 国外铁路小汽车运输发展现状
• 1.4 我国铁路发展小汽车运输的技术经济优势
• 1.5 我国目前铁路小汽车运输方式简介
• 1.5.1 平车运输方式
• 1.5.2 集装箱运输方式
• 1.5.3 小汽车运输专用平车运输方式
• 1.6 课题来源及前景预测
• 1.7 本论文主要研究内容
• 第二章 车辆改造方案研究
• 2.1 家畜车结构简介
• 2.2 小汽车运输对车辆的技术要求
• 2.3 方案设计思想与原则
• 2.4 主要技术参数
• 2.5 主要结构特点
• 2.5.1 下层底架
• 2.5.2 上层地板
• 2.5.3 侧墙
• 2.5.4 车顶
• 2.5.5 端门
• 2.5.6 钩缓和制动装置
• 2.5.7 转向架
• 2.5.8 附属装置
• 2.6 可行性分析
• 第三章 关键问题分析与研究
• 3.1 车内空间尺寸分配
• 3.1.1 基本原则
• 3.1.2 宽度方向尺寸的确定
• 3.1.3 半宽720m为顶部最高点的确定
• 3.1.4 高度方向尺寸的确定
• 3.2 曲线通过能力
• 3.2.1 通过曲线时，两相邻车辆端部间的最小间隙
• 3.2.2 过弯道时手制动机干涉校核
• 3.3 转向架配簧校核
• 3.3.1 概述
• 3.3.2 计算基本参数及公式
• 3.3.3 弹簧校核计算
• 3.3.4 空车工况下心盘高计算
• 3.3.5 与C64K型敞车弹簧参数对比分析
• 3.3.6 结论
• 3.4 制动系统计算校核
• 3.4.1 概述
• 3.4.2 制动系统的基本配置
• 3.4.3 制动计算的内容
• 3.4.4 按轮轨粘着条件计算车辆制动率
• 3.4.5 按制动距离计算车辆制动率
• 3.4.6 车辆制动倍率的确定
• 3.4.7 手制动系统校核
• 3.4.8 结论
• 第四章 静强度计算
• 4.1 ANSYS软件简介
• 4.2 车体静强度计算
• 4.2.1 结构简介
• 4.2.2 力学模型
• 4.2.3 计算载荷
• 4.2.4 材料特性及许用应力
• 4.2.5 车体垂向弯曲刚度
• 4.2.6 车体强度计算
• 4.2.7 结论
• 4.3 上层地板静强度计算
• 4.3.1 结构简介
• 4.3.2 力学模型
• 4.3.3 计算载荷工况
• 4.3.4 计算结果
• 4.3.5 结论
• 4.4 端门静强度计算
• 4.4.1 结构简介
• 4.4.2 计算载荷
• 4.4.3 力学模型
• 4.4.4 约束
• 4.4.5 计算结果
• 4.5 静强度计算结论
• 第五章 静强度试验分析
• 5.1 试验项目和方法
• 5.1.1 垂向载荷试验
• 5.1.2 纵向力试验
• 5.1.3 扭转试验
• 5.1.4 顶车试验
• 5.1.5 垂向弯曲刚度试验
• 5.2 试验评定标准
• 5.2.1 强度评定标准
• 5.2.2 刚度评定标准
• 5.3 试验仪器和测点布置
• 5.3.1 试验仪器
• 5.3.2 测点布置
• 5.4 试验整理
• 5.5 试验结果
• 5.5.1 垂向静载荷工况
• 5.5.2 纵向工况
• 5.5.3 扭转工况
• 5.5.4 顶车合成应力
• 5.5.5 第一工况合成应力
• 5.5.6 第二工况合成应力
• 5.5.7 车体垂向弯曲刚度
• 5.6 计算与试验结果的比较及分析
• 5.7 静强度试验结论
• 第六章 冲击强度分析
• 6.1 试验目的
• 6.2 试验内容和方法
• 6.2.1 试验内容
• 6.2.2 试验方法
• 6.2.3 试验仪器及材料
• 6.3 数据整理
• 6.3.1 数据统计
• 6.3.2 应力合成及评定标准
• 6.4 试验结果及分析
• 6.5 结论
• 第七章 动力学试验及分析
• 7.1 试验状态
• 7.1.1 试验车辆
• 7.1.2 试验线路
• 7.1.3 试验速度
• 7.1.4 试验列车编组
• 7.2 测验项目
• 7.3 试验方法
• 7.3.1 相对摩擦系数测定
• 7.3.2 测力轮对的安装
• 7.3.3 加速度计的布置
• 7.3.4 转向架弹簧动挠度计的布置
• 7.3.5 试验数据的记录
• 7.4 评定标准
• 7.4.1 平稳性
• 7.4.2 稳定性
• 7.5 试验结果及分析
• 7.5.1 平稳性指标（W）
• 7.5.2 干线运行振动加速度
• 7.5.3 脱轨系数
• 7.5.4 轮重减载率
• 7.5.5 车辆横向力
• 7.5.6 倾覆系数
• 7.6 试验结论
• 7.7 计算与试验结果对比分析
• 第八章 装载试验分析
• 8.1 装车试验要求
• 8.2 装车试验情况
• 8.3 装车试验结论
• 第九章 结论与后续工作
• 9.1 结论
• 9.2 后续工作
• 附图
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的主要研究成果