一、ANSYS在机车车体结构设计中的应用(论文文献综述)
韩文杰[1](2020)在《动力集中内燃动车组车体钢结构有限元分析》文中提出当前阶段我国铁路运能紧张状况基本得到缓解,制约我国铁路行业发展的瓶颈基本得到消除,适应社会主义经济健康发展迫切需要。但目前我国高度铁路仍存在一些不足,其中的突出问题就是路网网络布局尚不完善,区域布局不均衡,局部地区电气化线路匮乏。根据现阶段的实际情况,动力集中内燃动车组设计更加符合现阶段民众出行的需求。动力集中内燃动车组采用3000k W功率D180-16V高速柴油机、主辅一体化交流传动系统、微机控制制动系统等关键技术,最高运营速度160km/h,较好地解决中国铁路干线及支线客运流量紧张的问题,提高铁路客运效率,带来巨大的经济收益,改善广大人民群众的出行条件。由于机车车体结构是机车的承载部分,机车车体钢结构的强度和刚度是机车运行安全的重要指标之一。在机车设计中,研究机车车体钢结构的应力和变形对机车运行过程中造成的影响是设计中一个主要考虑问题。本论文的工作包括以下几部分:(1)根据动力集中内燃动车组的总体的设备布局和相关设备安装定位需求,对动力集中内燃动车组的钢结构进行了初步设计,利用ANSYS软件建立车体钢结构的有限元结构模型。运用有限元分析法对车体钢结构进行4项典型工况进行初步计算分析。根据初步计算结构对原有结构设计中不合理之处进行有效的优化改进,使结构设计更加完善。按照BS EN 12663-1:2010和TJ/JW 102-2017相关标准的要求,对最终改进后结构进行23个静强度计算工况应力分析。完成了整备车体的一阶模态振动分析,以验证整备状态下的设计车体是否与其他主要振源产生共振。(2)动力集中内燃动车组采用整体吊挂燃油箱,燃油箱没有参加整车承载。但燃油箱作为机车运行过程中的重要部件,为避免运用过程中出现强度问题,需要对自身进行有限元分析校核。经过有限元计算分析,该燃油箱结构最大应力均小于许用应力,表明静强度满足BS EN 12663-1:2010标准的相关要求。油箱疲劳强度考核采用Goodman-Smith疲劳极限图。通过对燃油箱进行疲劳分析,该钢结构的焊缝处应力最大、最小值均在Goodman曲线确定的许用应力强度范围内,说明该燃油箱焊缝的疲劳强度能够满足机车运行的强度要求。(3)本文最后对经过结构改进后的车体结构进行了静强度试验,以确保车体在满足设计要求的前提下,其结构强度及刚度的合理性,使得动力集中内燃动车组车体强度和刚度有了很好的改善。目前该型机车已经完成了整车的制造和静强度实验,准备进行运用考核。
刘科麟[2](2020)在《大功率内燃机车转向架构架疲劳强度分析》文中提出铁路是国家重要的基础设施同时也是我国国民经济的大动脉,在经济发展中起着非常重要的作用,铁路机车已发展成为国家物资运输和大众日常出行的最重要的交通运输工具之一,机车的安全运用问题一直受到包括机车设计师在内的广大人民的高度重视和密切关注。转向架作为机车的直接载体和机车走行部的重要组成部分,其可靠稳定性与铁路运输安全和乘客的生命息息相关。为了确定机车转向架构架各部分的疲劳受力情况,提升机车转向架构架的安全性、稳定性、可靠性,本文主要针对大功率内燃机车的转向架构架进行了疲劳强度分析。对大功率内燃机车转向架的结构和性能进行了概述,对转向架构架焊接结构的疲劳特性进行了较为详细的阐述,对转向架构架焊接结构的疲劳失效原因进行了分析,叙述了用于转向架构架焊接结构疲劳分析的常用方法及相关标准。运用分析软件计算得出疲劳强度分析的数据,通过对大功率内燃机车转向架构架焊缝处疲劳寿命和损伤比的分析中找出危险焊缝,从而对机车制造企业在后续的实际生产中对机车转向架构架的产品质量提升起到指导作用。
赵德宇[3](2020)在《GCY470型调车机车碰撞仿真研究》文中认为随着地铁在我国越来越多的城市投入运营,其运行安全性也受到了人们的广泛关注。地铁车辆在运行中一旦发生碰撞,将会由于车辆具有的巨大惯性而造成严重的人员伤亡和财产损失,时有发生的碰撞事故在不断提醒人们,开展轨道车辆耐撞性研究已经刻不容缓。为此,本文以GCY470型地铁调车机车为研究对象,采用有限元数值仿真方法对机车的耐碰撞性能进行了分析研究。首先根据车体结构特点,建立了机车碰撞的有限元分析模型,随后利用有限元软件ANSYS 19.0对机车进行三种不同速度的正面碰撞和四种不同部位、不同速度的侧面碰撞仿真模拟,对碰撞过程中车体变形、碰撞界面力、加速度以及能量转换等响应的变化规律进行研究,并提出根据车轮抬升量配合轮对横移量的判断方法对机车的脱轨行为进行分析研究。根据碰撞分析结果,以双层结构薄壁管为基本吸能元件,设计了一种附加式吸能装置,并对装有吸能装置的机车进行了碰撞对比分析。分析结果表明:(1)在正面碰撞中,机车的碰撞响应随碰撞速度的增加而增大,当碰撞速度为25km/h,司机室的最大变形为231mm,碰撞界面力峰值为1754k N,最大碰撞加速度为52084mm/s2,其车体的最大变形和碰撞加速度均超过了标准要求,司机的人身安全受到了一定威胁;(2)当两机车的司机室部位发生侧面碰撞时,碰撞产生的变形主要出现在被撞击车的司机室侧墙处,当撞击速度为20km/h,其最大变形为31mm,碰撞中两机车分别在255ms和360ms时刻先后发生脱轨行为,其中被撞击车较撞击车先脱轨;(3)当机车侧面撞击另一机车车体中部时,碰撞产生的变形主要出现在被撞击车的中间侧墙处,当撞击速度为20km/h,其最大变形为37mm,碰撞中被撞击车未脱轨,但发生了侧滚运动,侧滚角度最大达到5.7°,撞击车则在275ms时刻发生了脱轨行为;(4)安装吸能装置后,当碰撞速度为25km/h,其吸能装置在碰撞中吸收的能量占机车吸收总能量的76.3%,同时碰撞界面力峰值和最大加速度也较优化前分别降低了20.8%和30.8%,优化后机车的耐撞性能满足标准要求。本文通过有限元数值仿真方法对调车机车的耐碰撞性能进行了分析研究,其研究结果为今后相关机车车体的耐撞性优化设计提供了一定的理论参考。
张天宜[4](2019)在《铝合金机车转向架轴箱拉杆研制》文中指出铁路运输在我国交通运输领域发挥重要作用。提高机车的运行速度可以有效提高铁路运输效率,符合经济发展的要求。随着机车速度的提升,机车轻量化变得日益重要。轻量化可以有效的降低机车牵引功率,改善车辆运行的平稳性,降低机车运行噪声,抑制车辆运行对轨道破坏,节省成本。本文正是在机车转向架轻量化设计中,突破传统理念,研究采用新材料的可行性、可靠性。喷射成形技术是一种在快速凝固工艺基础上发展起来的材料制备技术。通过喷射成形技术不仅可以提升现有铝合金材料的物理、化学性能,还可以研发常规工艺下无法生产的高强度铝合金。采用喷射成形技术制备的高强度铝合金材料可以大幅减轻机车机械部件的重量,甚至可以替代部分关键受力部件,具有良好的应用前景。本文采用喷射成形高强度铝合金材料研制机车转向架轴箱拉杆产品,并对其进行静强度与疲劳试验,为产品装车运用提供依据,主要的研究内容如下:首先根据某型机车的轴箱拉杆设计输入与工况条件进行产品设计,通过SolidWorks软件建立三维实体模型。将模型导入ANSYS Workbench进行有限元计算求解,分析了轴箱拉杆在各工况下的静强度与疲劳强度,确定产品设计可以满足使用要求。其次对新铝合金材料研制轴箱拉杆的生产工艺进行研究,找到了保证产品力学性能的工艺路线,并试制出轴箱拉杆样品。新轴箱拉杆比原拉杆实现减重60%以上,取得了较好的轻量化效果。最后对轴箱拉杆样品进行了静强度及疲劳测试,并对试验结果进行了分析,验证了产品设计的合理性。
商楠[5](2019)在《时速160公里交流传动内燃机车转向架仿真研究》文中研究指明地域广袤的中国,尤其是西部高原地域和东北严寒地域,对于内燃机车仍有特定的需求。内燃机车面对环境、灾难等特殊状况的适应能力也体现了其长期存在和发展的必要性。正因如此,本文用某公司研制的时速160km/h客运内燃机车转向架构架为对象,开展了如下研究:(1)结合时速160km/h客运内燃机车转向架构架的结构及特点,阐述了各组成部分的设计原则及布置方案。较为全面地介绍了该构架的结构特点及其运用性能,为后面的有限元建模、分析及动力学性能分析奠定了基础。(2)使用SIMPACK动力学分析软件,依据TB/T2360-93《铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准》、GB5599-85“铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范”及UIC 518等相关标准,对机车及转向架动力学性能的稳定性进行分析。(3)对机车转向架构架进行有限元模型建模,进行边界条件施加,按照UIC615-4:2003标准对构架运营载荷工况进行模拟。采用有限元通用分析程序ANSYS进行分析,对超常载荷工况进行静强度分析,静强度结果依据第四强度理论进行评定。(4)对主要运营计算工况和特殊运营载荷组合计算工况下构架各部位进行疲劳强度计算分析,分析结果依据UIC615-4:2003提供的疲劳极限图进行评定。动力学性能分析结果表明:采用该转向架的车机车具有良好的稳定性,在一、二系悬挂失效时,对机车的行驶安全性有较大影响,应限制机车速度;静强度计算结果表明:转向架构架结构能够满足UIC 615-4:2003标准的静强度要求;疲劳强度计算结果表明:满足UIC 615-4中采取Goodman曲线对疲劳强度评定的要求;此外,该转向架构架第1阶模态频率为24.210Hz,整体变形协调。
王佥[6](2019)在《FXN3型客运内燃机车车体设计与分析》文中认为FXN3型客运内燃机车是目前国内最先进的客运交流传动内燃机车,具有牵引吨位大、速度快的特点,能够有效提高铁路客运运输紧张的瓶颈局面。满足铁路客运市场的基本要求,带来巨大的经济效益和社会效益,与此同时,对机车的研发与应用提出了更高要求,不仅要提高车体的结构强度满足国际标准要求,又要减轻车体重量满足机车的高速客运需求。为此,首先对FXN3型客运内燃机车的运用环境、技术条件等进行了简要介绍,通过对机车总体设备布局及技术参数的说明,阐明了车体设计的基本要求和技术路线;并对FXN3型客运内燃机车车体结构中先进的设计理念,例如整体承载车体结构、整体油箱式底架、具有减振功能的隔离式独立司机室、司机室防撞结构等进行了说明。其次为保证FXN3型客运内燃机车车体结构满足高强度、减重设计要求,采用creo2.0软件建立车体三维模型,并采用ANSYS有限元分析软件建立车体结构的计算模型。根据BS EN 12663-1:2010、BS EN 15227-2008+A1-2010、TJ/JW 102-2017等国际以及国内标准,对车体结构需要满足的10种典型工况进行了静强度计算。根据计算结果对车体钢结构进行了结构改进和减重,使车体钢结构重量满足总体设计要求。对于准高速客运内燃机车车体而言,整车的拉伸、压缩、防撞墙顶部压缩、司机室侧墙压缩等工况下的受力情况是尤为重要的。本文最后对经过结构改进及减重设计后的车体结构进行了静强度校核计算,并对实际车体钢结构进行了静强度试验,以确保车体在满足设计重量的前提下,其结构强度及刚度的合理性,使得FXN3型客运内燃机车车体结构和性能有了很大的提高,对于今后高速客运内燃机车的研发积累了宝贵的经验,提高了我国机车设计的整体技术力量。
康如心[7](2019)在《FXD3型客运电力机车司机室结构设计与分析》文中研究表明我国幅员辽阔人口众多,随着国民经济的的迅速发展,高速铁路可大大缩短各地区及省市间的旅行时间,机车是城市轨道交通装备的重要组成部分,为此,高速客运机车的研制也成为首要课题。机车司机室结构设计既要满足流线型外形,又要满足整个机车车体结构具有良好的力学性能需要,便于结构承载传力的同时,保证车体结构的安全性,以达到满足司乘人员人身安全的需要,还要满足了望方便,空间宽敞,环境舒适的需求,这使得司机室研究尤为重要。本文对FXD3型客运电力机车的运用环境、总体布局等进行了简要介绍,阐明了司机室主要承载部件结构设计,对司机室结构优化设计和空间布置优化分析以EN12663-1:2010和TJ/JW 102-2017标准为依据,根据机车总体布局情况,建立司机室的三维模型,利用Hypermesh软件建立司机室钢结构的有限元模型,建模的过程中,在司机室结构上施加不同的设备质量和工况载荷。并结合标准中规定的九大工况:纵向压缩工况、纵向拉伸工况、司机室防撞柱根部压缩工况、司机室防撞柱中部压缩工况、司机室防撞柱顶部压缩工况、司机室角柱根部压缩工况、司机室角柱中部压缩工况工况、司机室角柱顶部压缩工况工况和司机室侧墙防撞压力工况,详尽地进行了司机室结构空间优化前后的静强度结果对比。对司机室钢结构进行静强度试验,试验测点是根据有限元分析的结果,选取计算应力值较大的点和可以反应出力的传递走向的点。通过静强度试验得出的检测数据,来进一步的验证有限元分析的结论。结果表明,司机室钢结构静强度试验结果验证了有限元分析结果是合理的,司机室钢结构是符合标准要求,对于今后高速客运电力机车司机室的研发积累了宝贵的经验。
王语博[8](2017)在《ANSYS软件在机车设计中的研究》文中研究指明目前机车新产品认证、首台/套样车研制费用攀升,产品制造对配套试验重大装备与基础设施等财力投入需求也随之加大。面对高额的费用支出,铁路装备企业研发新产品,提升技术装备领域关键技术创新能力,加强包括科研创新投入所需的硬件及软件环境基础研发设施建设,引导和支持企业开展重点装备技术的研究开发,支持研发设计、试验验证、认证检测等公共服务平台建设。运用ANSYS DesignSpace,设计工程师可以在产品设计阶段对3D CAD中生成的模型(包括零件和装配件)进行应力变形分析、热及热应力耦合分析、振动分析和形状优化,同时可对不同的工况进行对比分析。ANSYS/DesignSpace拥有智能化的非线性求解专家系统,可自动设定求解控制,得到收敛解;用户不需具备非线性有限元知识即可完成过去只有专家才能完成的接触分析。本文先从机车研发总体设计着手,抓住产品技术创新的主线,倡导节能环保的设计理念,遵循模块化、标准化、系列化、通用化、信息化设计原则,通过对目前机车研发设计中的电子技术ANSYS软件平台应用研究,提出目前机车研发中设计短板,举例某型机车车体虚拟计算及分析在机车研发设计中对提高机车生命周期,并着重对后期数据处理进行了详细阐述,本文还希望通过对机车研发设计中的电子技术应用研究,最终促使我国机车研发设计中电子设备及应用技术的全面推广,早日实现机车产品模块化、平台化的目标。为中国机车行业构建产品技术平台,提高产品性能、安全性和可靠性,降低产品全寿命周期成本,提供依据。车体钢结构是机车的主要承载结构,其优化设计为整个机车研制工作中的关键,在满足车体强度、刚度方面的基础上,实现设计轻量化,从而符合机车轴重方面的要求。为了做好这项工作,在本次研究的过程中,引入了大型有限元分析软件ANSYS,依托当前已有的该方面研究成果,针对机车的车体结构设计方案等展开优化与改进处理,使得车体结构重量得到有效控制。车体结构庞大繁复,使其其结构在载荷承载方面具有非对称性,为了准确地模拟出车体结构从而使计算结果更逼近车体实际工作性能,在PROE软件中创建整车实体模型,ANSYS再运用外部输入实体建模法,进行数据交换,网格划分方式、网格大小疏密控制参数完全一致且合理设置,运用ANSYS软件的程序化、参数化、模块化等技术,实现数据互换和共享,机群并行计算,使其车体结构方案不断对应比较形成最优设计方案。本文共分六章,其中第一章和第六章分别为绪论和对未来研究方向的展望,第二、三、四、五章为本论文的核心内容,分别阐述机车研发技术目标及要求、车体虚拟计算分析(静强度、疲劳强度、防撞设计)、有限元-ANSYS分析结论、机车产品静强度测试、称重试验等方面的内容。
封力[9](2016)在《工矿内燃机车车体结构分析》文中研究指明随着我国经济的飞速发展,对于矿产资源的需求急剧增加,使得工矿企业必须对外输出更多矿产资源以满足市场需求,保障我国国民经济发展的需要。工矿企业在原料外运过程中铁路运输能力的不足与经济发展对矿产资源的需求增长形成尖锐矛盾。而我国现有工矿内燃机车普遍处于老龄化状态是造成工矿企业矿产资源外运能力不足的主要原因,这就凸显了对于新型工矿内燃机车需求的迫切性。由于工矿内燃机车多为单独定制,非批量生产,且作业环境较国家干线恶劣,为保证机车在作业过程中具有良好的运行性能和作业能力,需要全面分析机车车体结构的强度、刚度、振动和稳定性。本文采用有限元方法,利用ANSYS有限元分析软件对于某新型工矿内燃机车车体结构进行分析,所做主要工作如下:1)以车体结构为对象建立了科学合理的有限元模型,参照相关行业规范和机车设计要求确立强度验算工况,并对车体结构在不同种工况下的强度和刚度分别进行分析和评价;2)在分析和评价结果的基础上,对原设计车体结构中较薄弱部位进行了结构改进,在经过验算后可见经过改进后的车体结构在整体结构强度和性能上有了较大提高;3)为确保机车在作业过程中的操控性对车体结构进行模态分析,经过分析后车体结构可以避免在作业过程中与主要振源柴油机发生共振;4)为了保证工矿内燃机车在运行和作业过程中的稳定性,对于机车车体结构进行了稳定性分析,并对于稳定性较弱部位进行了结构改进。通过本文的研究和分析,使该工矿内燃机车车体结构在强度和稳定性方面有了很大提高,为今后继续对工矿内燃机车的研发和我国工矿企业发展做出了贡献。
李幸人,张江田,杨俊杰[10](2013)在《子模型技术在机车车体强度计算中的应用》文中指出介绍了子模型技术在机车车体强度计算中的应用方法,并从工程计算的角度针对大轴重车体设计给出了算例,讨论了在设计中应用子模型技术的要求和要点,并对近似子模型方法作了简单说明,指出在设计中应用子模型方法进行强度验证具有对硬件要求低,便于实施、快速、准确等优点。
二、ANSYS在机车车体结构设计中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、ANSYS在机车车体结构设计中的应用(论文提纲范文)
(1)动力集中内燃动车组车体钢结构有限元分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 国内外内燃机车研究现状 |
1.2.2 有限元法在机车结构设计中的应用 |
1.3 本文内容 |
第二章 机车总体及车体钢结构设计 |
2.1 机车总体布局 |
2.1.1 机车主要技术参数 |
2.1.2 机车总体布置 |
2.2 车体钢结构整体设计 |
2.2.1 底架设计 |
2.2.2 司机室设计 |
2.2.3 机械间设计 |
2.2.4 燃油箱设计 |
2.2.5 排障器设计 |
2.2.6 车钩缓冲装置选型 |
2.2.7 前端开闭机构设计 |
本章小结 |
第三章 车体静强度计算和分析 |
3.1 计算模型建立 |
3.1.1 车体钢结构模型 |
3.1.2 工况与边界条件 |
3.1.3 材料的机械特性 |
3.1.4 校核评定标准 |
3.2 车体静强度的初步计算及优化 |
3.2.1 垂直静载工况 |
3.2.2 垂直动载工况 |
3.2.3 纵向拉伸工况 |
3.2.4 纵向压缩工况 |
3.3 静强度的校核计算 |
3.3.1 垂直静载工况和垂直动载工况 |
3.3.2 纵向拉伸工况和纵向压缩工况 |
3.3.3 机车起吊及架车工况 |
3.3.4 牵引座冲击载荷工况 |
3.3.5 排障器中部压缩工况 |
3.3.6 司机室安全压力工况 |
3.3.7 端墙压缩工况 |
3.4 模态分析 |
3.4.1 模态工况 |
3.4.2 车体钢结构模态分析结果 |
3.4.3 车体整备模态分析结果 |
本章小结 |
第四章 燃油箱强度计算分析 |
4.1 模型建立 |
4.1.1 有限元计算模型 |
4.1.2 边界条件 |
4.2 静强度计算 |
4.2.1 载荷工况 |
4.2.2 静强度评定依据 |
4.2.3 静强度计算结果分析 |
4.3 疲劳强度计算 |
4.3.1 疲劳分析理论概述 |
4.3.2 载荷工况 |
4.3.3 疲劳强度评定依据 |
4.3.4 疲劳强度计算结果分析 |
本章小结 |
第五章 车体静强度试验 |
5.1 试验工况及试验载荷 |
5.1.1 试验工况 |
5.1.2 测点布置 |
5.1.3 垂向载荷的分布位置 |
5.2 试验方法及步骤 |
5.3 数据处理与验收标准 |
5.3.1 试验数据 |
5.3.2 数据处理方法 |
5.3.3 验收标准 |
5.4 试验结果分析 |
本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 A 静强度工况说明 |
附录 B 应力测点检测结果 |
致谢 |
(2)大功率内燃机车转向架构架疲劳强度分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
绪论 |
第一章 ANSYS软件分析方法 |
1.1 ANSYS功能与介绍 |
1.2 ANSYS分析过程主要步骤 |
1.3 几何建模 |
1.4 单元属性 |
1.5 网格划分 |
1.5.1 定义单元属性 |
1.5.2 执行网格划分 |
1.6 加载和求解 |
1.6.1 加载 |
1.6.2 求解 |
本章小结 |
第二章 转向架基本结构介绍 |
2.1 转向架综述 |
2.1.1 转向架总体结构 |
2.1.2 转向架的功能 |
2.1.3 转向架结构特点及性能 |
2.1.4 转向架主要技术要求及技术参数 |
2.2 构架 |
2.3 轴箱 |
2.4 轮对 |
2.5 电动机悬挂驱动装置 |
2.6 转向架连接装置 |
2.6.1 牵引杆装置 |
2.6.2 支承装置 |
2.7 基础制动装置 |
2.8 轮缘润滑装置及砂箱 |
本章小结 |
第三章 焊接结构的疲劳强度分析方法 |
3.1 名义应力评定方法 |
3.2 结构应力评定方法 |
本章小结 |
第四章 大功率内燃机车转向架构架静强度计算 |
4.1 有限元模型建立 |
4.1.1 有限元模型 |
4.1.2 计算载荷 |
4.2 静强度计算 |
4.2.1 静强度计算工况 |
4.2.2 边界条件 |
4.2.3 静强度评定 |
4.2.4 静强度计算 |
本章小结 |
第五章 构架结构焊缝疲劳计算 |
5.1 焊缝许用疲劳应力 |
5.2 疲劳强度计算工况 |
5.3 约束条件 |
5.4 焊缝疲劳计算结果分析 |
5.4.1 分析选用的焊缝 |
5.4.2 焊缝疲劳强度计算结果 |
本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(3)GCY470型调车机车碰撞仿真研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国内研究现状 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.3 本文的研究意义 |
1.4 本文的研究特色及创新 |
1.5 本文研究的主要内容 |
第二章 机车碰撞仿真分析的基本理论 |
2.1 碰撞仿真分析的理论基础 |
2.2 显式有限元求解算法 |
2.2.1 显式中心差分法 |
2.2.2 显式中心差分法稳定的条件 |
2.3 接触界面算法 |
2.4 沙漏控制 |
本章小结 |
第三章 碰撞有限元模型的建立 |
3.1 几何模型的建立 |
3.1.1 机车 |
3.1.2 钢轨及道岔 |
3.2 有限元分析模型的建立 |
3.2.1 正面碰撞 |
3.2.2 侧面碰撞 |
3.3 机车碰撞评价标准 |
3.3.1 车体结构耐撞性评价标准 |
3.3.2 车辆脱轨行为评价标准 |
本章小结 |
第四章 调车机车碰撞仿真分析 |
4.1 正面碰撞仿真分析 |
4.1.1 正面碰撞工况1 |
4.1.2 正面碰撞工况2 |
4.1.3 正面碰撞工况3 |
4.1.4 各工况对比分析 |
4.2 侧面碰撞仿真分析 |
4.2.1 侧面碰撞工况1 |
4.2.2 侧面碰撞工况2 |
4.2.3 侧面碰撞工况3 |
4.2.4 侧面碰撞工况4 |
4.2.5 各工况对比分析 |
本章小结 |
第五章 调车机车耐撞性优化设计 |
5.1 基本吸能元件的选择 |
5.1.1 吸能元件的吸能特性评价指标 |
5.1.2 吸能元件的吸能特性对比分析 |
5.1.3 吸能元件吸能特性的改进 |
5.2 附加式吸能装置的设计 |
5.2.1 结构设计 |
5.2.2 耐撞性分析 |
5.2.3 安装位置 |
5.3 机车耐撞性仿真分析 |
5.3.1 速度为2.551m/s的碰撞仿真分析 |
5.3.2 速度为3.402m/s的碰撞仿真分析 |
5.3.3 速度为4.252m/s的碰撞仿真分析 |
5.3.4 耐撞性对比分析 |
本章小结 |
第六章 结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(4)铝合金机车转向架轴箱拉杆研制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 本文研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 铝合金喷射成形介绍 |
1.4 本文研究意义 |
1.5 文章主要内容 |
2 轴箱拉杆结构设计与有限元仿真 |
2.1 轴箱拉杆的基本结构 |
2.2 轴箱拉杆结构设计与材料选取 |
2.3 有限元法基础理论 |
2.3.1 有限元法简介 |
2.3.2 有限元法的分析过程 |
2.3.3 有限元软件ANSYS Workbench |
2.4 轴箱拉杆有限元模型的建立 |
2.5 载荷计算与边界条件 |
2.6 轴箱拉杆静强度仿真分析 |
2.7 轴箱拉杆疲劳强度分析 |
2.7.1 轴箱拉杆Goodman-smith图的绘制 |
2.7.2 轴箱拉杆疲劳强度评估 |
2.8 本章小结 |
3 轴箱拉杆的生产工艺 |
3.1 轴箱拉杆生产工艺流程 |
3.2 轴箱拉杆的锻造工艺 |
3.2.1 径向锻造 |
3.2.2 自由锻造 |
3.2.3 胎模锻造 |
3.3 半成品及其性能检测 |
3.4 轴箱拉杆成品及减重对比 |
3.5 本章小结 |
4 轴箱拉杆的静强度及疲劳试验 |
4.1 轴箱拉杆试验概述 |
4.1.1 试验目的 |
4.1.2 试验设备 |
4.1.3 试验准则 |
4.2 试验步骤与载荷的确定 |
4.2.1 静强度测试 |
4.2.2 疲劳测试 |
4.3 试验过程与结论 |
4.3.1 轴箱拉杆刚度测试 |
4.3.2 静强度试验结果 |
4.3.3 运营载荷下疲劳评估 |
4.3.4 疲劳强度试验结果 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录A 轴箱拉杆应力数据表 |
致谢 |
(5)时速160公里交流传动内燃机车转向架仿真研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 国内外机车转向架的发展及现状 |
1.2.1 我国客车内燃机车发展及现状 |
1.2.2 国外内燃机车的发展及现状 |
1.2.3 机车构架疲劳仿真研究现状 |
1.3 本文主要的研究内容 |
1.4 本章小结 |
2 机车转向架结构设计说明 |
2.1 机车转向架结构设计方案 |
2.1.1 转向架设计原则 |
2.1.2 转向架主要设计参数 |
2.1.3 转向架主要设计特点 |
2.2 机车转向架构架设计 |
2.3 弹性悬挂元件设计 |
2.3.1 设计原则 |
2.3.2 一系悬挂样式 |
2.3.3 二系悬挂样式 |
2.3.4 轴箱设计方案 |
2.4 驱动、制动系统设计 |
2.4.1 制动装置 |
2.4.2 驱动装置 |
2.4.3 轮对装配设计 |
2.5 其他结构设计 |
2.5.1 电机悬挂布置 |
2.5.2 牵引装置 |
2.5.3 轮缘润滑装置 |
2.5.4 整体起吊、撒沙等装置 |
2.6 本章小结 |
3 机车动力学性能分析 |
3.1 车辆动力学仿真及建模 |
3.1.1 车辆动力学仿真 |
3.1.2 动力学建模 |
3.2 机车非线性临界速度分析 |
3.3 机车平稳性分析 |
3.3.1 较好线路条件下动力学性能 |
3.3.2 一般线路条件下动力学性能 |
3.4 曲线通过性能 |
3.4.1 半径600m曲线通过性能 |
3.4.2 半径300m曲线通过性能 |
3.5 本章小结 |
4 机车转向架构架强度及模态分析 |
4.1 有限元理论介绍 |
4.2 转向架的强度评价标准简介 |
4.3 转向架有限元模型建模 |
4.4 机车转向架构架载荷组合工况说明 |
4.4.1 模拟超常载荷工况说明 |
4.4.2 模拟主要运营载荷说明 |
4.4.3 特殊运营载荷说明 |
4.5 构架静强度评定 |
4.5.1 静强度评定依据 |
4.5.2 静强度边界条件 |
4.5.3 静强度计算结果 |
4.6 构架模态分析 |
4.6.1 模态基本原理 |
4.6.2 模态分析基本流程 |
4.6.3 模态分析结果 |
4.7 基于静强度、模态评定结果分析 |
4.8 本章小结 |
5 机车构架疲劳强度分析 |
5.1 构架疲劳强度分析 |
5.2 基于Goodman曲线的疲劳强度分析 |
5.2.1 利用Goodman疲劳极限图疲劳预测 |
5.2.2 不同工况下的有限元分析 |
5.2.3 疲劳计算工况说明及焊缝位置选取 |
5.2.4 疲劳工况计算结果 |
5.3 构架整体静强度及疲劳结果对比分析 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(6)FXN3型客运内燃机车车体设计与分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1. 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 课题背景 |
1.2.1 国外内燃机车背景 |
1.2.2 国内内燃机车背景 |
1.2.3 内燃机车车体技术背景 |
1.2.4 车体技术的发展趋势 |
1.3 本文主要工作 |
2. 机车总体及车体结构组成 |
2.1 机车主要技术参数和指标 |
2.2 机车总体布置 |
2.3 车体结构 |
2.4 底架结构 |
2.4.1 概述 |
2.4.2 各组成部分说明 |
2.5 司机室结构 |
2.6 排障器结构 |
2.7 侧墙结构 |
2.8 隔墙结构 |
2.9 顶棚结构 |
2.10 车钩缓冲装置 |
2.11 本章小结 |
3. 车体静强度计算与分析 |
3.1 车体静强度计算概述 |
3.2 引用标准 |
3.3 车体的有限元模型 |
3.3.1 模型的坐标定义 |
3.3.2 质量的定义 |
3.3.3 单元类型 |
3.3.4 约束与载荷条件 |
3.4 车体材料的选用及材料的机械性能 |
3.4.1 材料选用的原则 |
3.4.2 材料的型号及机械性能 |
3.5 验收标准 |
3.5.1 静强度评定 |
3.5.2 刚度评定 |
3.6 车体静强度的初步计算 |
3.6.1 垂直静载工况 |
3.6.2 纵向压缩工况 |
3.6.3 防撞墙顶部压缩工况 |
3.7 静强度初步计算结果 |
3.8 刚度初步计算结果 |
3.9 小结 |
4. 结构的改进及减重 |
4.1 局部结构改进 |
4.2 减重说明 |
4.2.1 底架一位端减重说明 |
4.2.2 底架二位端减重说明 |
4.2.3 燃油箱减重说明 |
4.2.4 隔墙减重说明 |
4.3 减重统计 |
4.4 小结 |
5. 静强度的校核计算及对比 |
5.1 垂直静载工况 |
5.2 垂直动载工况 |
5.3 纵向压缩工况 |
5.4 纵向拉伸工况 |
5.5 整体起吊工况 |
5.6 架车(扭转)工况 |
5.7 I端复轨工况 |
5.8 排障器中部压缩工况 |
5.9 防撞墙顶部压缩工况 |
5.10 司机室侧墙压缩工况 |
5.11 应力云图 |
5.12 改造前后车体应力的对比 |
5.13 改造前后车体刚度对比 |
5.14 小结 |
6. 车体静强度试验 |
6.1 概述 |
6.2 试验标准及依据 |
6.3 试验工况及试验载荷 |
6.4 试验设备 |
6.5 测点布置 |
6.6 垂向载荷的分布位置 |
6.7 试验方法及步骤 |
6.8 数据处理与验收标准 |
6.8.1 试验数据 |
6.8.2 数据处理方法 |
6.8.3 验收标准 |
6.9 试验结论 |
6.10 试验与计算结果的对比 |
7. 结论 |
参考文献 |
附表.应力测点检测结果 |
致谢 |
(7)FXD3型客运电力机车司机室结构设计与分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 课题背景 |
1.2.1 国外电力机车发展现状 |
1.2.2 国内电力机车发展现状 |
1.2.3 司机室的技术发展 |
1.2.4 机车司机室技术的发展趋势 |
1.3 本章小结 |
2 机车总体及司机室介绍 |
2.1 机车主要技术参数 |
2.2 机车总体布局 |
2.2.1 司机室 |
2.2.2 顶盖 |
2.2.3 侧墙 |
2.2.4 后端墙 |
2.2.5 牵引缓冲装置 |
2.2.6 折棚风挡 |
2.2.7 底架 |
2.2.8 转向架 |
2.3 司机室总体 |
2.3.1 司机室总体结构主要技术参数 |
2.3.2 司机室头型设计 |
2.3.3 司机室钢结构设计 |
2.3.4 司机室设备设计 |
2.4 本章小结 |
3 司机室静强度分析 |
3.1 计算软件对比与选用 |
3.1.1 Creo软件 |
3.1.2 Hypermesh软件 |
3.2 司机室钢结构有限元模型 |
3.3 计算工况和边界条件 |
3.4 材料的特性 |
3.5 验收标准 |
3.5.1 静强度评定 |
3.5.2 刚度评定 |
3.6 司机室结构优化设计 |
3.6.1 优化设计流程 |
3.6.3 优化结果分析 |
3.7 司机室空间布置分析 |
3.7.1 司机室加长改进 |
3.7.2 加长改进前后静强度工况对比结果 |
3.7.2.1 纵向压缩工况 |
3.7.2.2 纵向拉伸工况 |
3.7.2.3 司机室防撞柱根部压缩工况 |
3.7.2.4 司机室防撞柱中部压缩工况 |
3.7.2.5 司机室防撞柱顶部压缩工况 |
3.7.2.6 司机室角柱根部压缩工况 |
3.7.2.7 司机室角柱中部压缩工况 |
3.7.2.8 司机室角柱顶部压缩工况 |
3.7.2.9 司机室侧墙压缩工况 |
3.7.3 司机室加长改进结论 |
3.8 本章小结 |
4 司机室静强度试验 |
4.1 试验目的和试验依据 |
4.1.1 试验目的 |
4.1.2 试验依据 |
4.2 试验项目 |
4.3 试验设备 |
4.4 试验步骤及方法 |
4.5 测点布置 |
4.6 数据处理与验收标准 |
4.6.1 数据处理方法 |
4.6.2 验收标准 |
4.7 试验结论 |
5 结论 |
参考文献 |
附表:应力测点检测结果 |
致谢 |
(8)ANSYS软件在机车设计中的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 研究背景 |
1.1 论文的背景及意义 |
1.2 论文目的及意义 |
1.3 论文主要研究工作 |
1.4 论文的组织结构 |
第二章 机车技术 |
2.1 机车技术 |
2.1.1 机车技术现状 |
2.1.2 电子技术(有限元-ANSYS)原理 |
2.2 机车研发设计简介 |
2.2.1 设计原则 |
2.2.2 设计内容 |
2.2.3 设计过程 |
2.3 机车试验相关技术参数 |
第三章 X型机车车体架构设计及ANSYS |
3.1 车体结构及模型 |
3.1.1 结构组成 |
3.1.1.1 总体结构布置 |
3.1.1.2 组成部件分析 |
3.1.2 主要技术参数 |
3.1.3 工艺特点 |
3.1.4 设计原则 |
3.1.5 设计方法及过程控制 |
3.1.6 设计评估 |
3.2 结构强度 |
3.2.1 车体架构静强度、疲劳强度分析计算问题的提出 |
3.2.2 强度评估方法 |
3.2.3 强度分析情况 |
3.2.4 强度分析结论 |
3.3 头车司机室外形结构设计及模型 |
第四章 机车车体虚拟分析计算研究 |
4.1 ANSYS软件 |
4.1.1 ANSYS软件简介 |
4.1.2 ANSYS软件分析功能 |
4.1.3 ANSYS开发应用 |
4.1.3.1 能实现电子设备的互联 |
4.1.3.2 仿真各种类型的结构材料 |
4.1.3.3 简化复杂流体动力学工程问题 |
4.1.3.4 基于模型的系统和嵌入式软件开发 |
4.1.4 ANSYS EKM |
4.2 车体虚拟计算任务及目的 |
4.2.1 计算目的 |
4.2.2 计算任务 |
4.3 静强度和疲劳强度计算 |
4.3.1 计算前技术分析 |
4.3.1.1 车体架构设计分析 |
4.3.1.2 基本技术参数 |
4.3.2 计算载荷工况 |
4.3.2.1 车体静强度计算载荷及载荷工况 |
4.3.2.2 车体疲劳强度计算载荷及载荷工况 |
4.3.3 边界条件 |
4.3.4 计算模型 |
4.3.4.1 ANSYS实体模型输入 |
4.3.4.2 ANSYS有限元模型 |
4.3.5 材料疲劳曲线 |
4.3.5.1 制造材料 |
4.3.5.2 静强度许用应力和安全系数 |
4.3.5.3 疲劳曲线 |
4.3.5.4 疲劳强度评定方法 |
4.3.6 静强度计算结果 |
4.3.6.1 纵向压缩载荷工况 |
4.3.6.2 纵向拉伸载荷工况 |
4.3.6.3 司机室保护工况 |
4.3.7 疲劳强度分析 |
4.4 X型液力传动内燃动车组碰撞模拟 |
4.4.1 计算模型及材料参数 |
4.4.1.1 计算模型 |
4.4.1.2 碰撞分析模型 |
4.4.1.3 材料参数及模型 |
4.4.1.4 碰撞分析考核标准 |
4.4.2 计算结果 |
4.4.2.1 速度与加速度 |
4.4.2.2 车钩力和防爬器力 |
4.4.2.3 吸能比较 |
4.4.2.4 生存空间 |
4.4.2.5 脱轨分析 |
4.4.2.6 变形分析 |
4.5 有限元-ANSYS计算分析结论与优化 |
4.5.1 静强度、疲劳强度有限元-ANSYS计算分析结论 |
4.5.1.1 计算总结 |
4.5.1.2 计算分析结论 |
4.5.2 碰撞虚拟分析结论与优化 |
4.5.2.1 防撞设计分析结论 |
4.5.2.2 防撞设计优化 |
第五章 型式试验测试及分析 |
5.1 称重试验 |
5.1.1 试验内容 |
5.1.2 试验目的 |
5.1.3 试验依据 |
5.1.4 试验条件 |
5.1.5 试验设备 |
5.1.6 评定标准 |
5.1.7 试验方法 |
5.1.8 试验结果 |
5.1.9 试验结论 |
5.2 承载结构静应力试验 |
5.2.1 试验目的 |
5.2.2 试验依据 |
5.2.3 试验条件 |
5.2.4 试验设备 |
5.2.5 试验方法 |
5.2.5.1 测试内容 |
5.2.5.2 测点布置 |
5.2.6 试验结果 |
5.3 试验结论 |
第六章 总结与展望 |
6.1 论文总结 |
6.2 未来展望 |
参考文献 |
致谢 |
(9)工矿内燃机车车体结构分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究意义与目的 |
1.2 国内外工矿内燃机车研究现状 |
1.3 工矿内燃机车车体设计计算方法 |
1.4 研究内容 |
本章小结 |
第二章 车体结构模型与载荷工况 |
2.1 工矿内燃机车总体概述 |
2.2 车体结构介绍 |
2.3 车体结构有限元模型 |
2.4 车体承受载荷 |
2.4.1 垂向载荷 |
2.4.2 纵向载荷 |
2.4.3 横向载荷 |
2.4.4 扭转载荷 |
2.4.5 车体与转向架的连接载荷 |
2.5 强度验算工况 |
本章小结 |
第三章 车体结构应力分析与强度评价 |
3.1 车体结构强度评价准则 |
3.2 车体结构应力分布与评价 |
3.2.1 工况1垂直静载工况应力分布 |
3.2.2 工况2垂直动载工况应力分布 |
3.2.3 工况3纵向压缩工况应力分布 |
3.2.4 工况4纵向拉伸工况应力分布 |
3.2.5 工况5牵引座考核工况应力分布 |
3.2.6 工况6运行牵引工况应力分布 |
3.2.7 工况7救援工况应力分布 |
3.2.8 工况8扭转工况应力分布 |
3.3 车体结构变形分布 |
3.4 车体结构强度评价 |
3.5 评价结论 |
本章小结 |
第四章 车体结构改进 |
4.1 车体结构改进方案 |
4.2 改进后车体结构应力分布 |
4.2.1 工况1垂直静载工况应力分布 |
4.2.2 工况2垂直动载工况应力分布 |
4.2.3 工况3纵向压缩工况应力分布 |
4.2.4 工况4纵向拉伸工况应力分布 |
4.2.5 工况5牵引座考核工况应力分布 |
4.2.6 工况6运行牵引工况应力分布 |
4.2.7 工况7救援工况应力分布 |
4.2.8 工况8扭转工况应力分布 |
4.3 改进后车体结构变形分布 |
4.4 改进后车体结构强度与刚度评价 |
4.5 结构改进后车体结构评价 |
4.5.1 车体结构改进前后强度比较 |
4.5.2 车体结构改进前后变形比较 |
4.5.3 结构改进后车体结构评价 |
本章小结 |
第五章 车体模态分析 |
5.1 模态分析基本理论 |
5.2 底架结构模态分析 |
5.3 整备后二系以上车体结构的模态分析 |
5.4 车体结构模态分析结果分析 |
本章小结 |
第六章 车体结构稳定性分析 |
6.1 稳定性分析的基本理论 |
6.2 工矿内燃机车车体稳定性分析结果 |
6.3 车体结构针对稳定性的结构改进 |
6.3.1 车体结构稳定性结构改进 |
6.3.2 结构改进后车体结构稳定性分析 |
本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(10)子模型技术在机车车体强度计算中的应用(论文提纲范文)
1 子模型方法 |
2 车体有限元分析主模型的建立 |
3 车体主模型静强度计算结果 |
3.1 车体主模型静强度计算结果 |
3.2 主模型输出命令 |
4 子模型技术应用 |
4.1 子模型的建立 |
4.2 子模型输入命令 |
4.3 验证切割边界及计算结果 |
5 应用说明 |
5.1 切割边界的选择 |
5.2 子模型区域内的边界条件处理 |
5.3 子模型方法的精确度 |
5.4 近似子模型方法 |
5.5 子模型和子结构技术 |
6 结束语 |
四、ANSYS在机车车体结构设计中的应用(论文参考文献)
- [1]动力集中内燃动车组车体钢结构有限元分析[D]. 韩文杰. 大连交通大学, 2020(06)
- [2]大功率内燃机车转向架构架疲劳强度分析[D]. 刘科麟. 大连交通大学, 2020(06)
- [3]GCY470型调车机车碰撞仿真研究[D]. 赵德宇. 大连交通大学, 2020(06)
- [4]铝合金机车转向架轴箱拉杆研制[D]. 张天宜. 大连理工大学, 2019(08)
- [5]时速160公里交流传动内燃机车转向架仿真研究[D]. 商楠. 大连理工大学, 2019(08)
- [6]FXN3型客运内燃机车车体设计与分析[D]. 王佥. 大连理工大学, 2019(03)
- [7]FXD3型客运电力机车司机室结构设计与分析[D]. 康如心. 大连理工大学, 2019(03)
- [8]ANSYS软件在机车设计中的研究[D]. 王语博. 北京邮电大学, 2017(08)
- [9]工矿内燃机车车体结构分析[D]. 封力. 大连交通大学, 2016(12)
- [10]子模型技术在机车车体强度计算中的应用[J]. 李幸人,张江田,杨俊杰. 铁道机车车辆, 2013(S1)