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《大连交通大学》 2010年
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基于APDL铁路客车车体参数化结构分析研究

刘可心  
【摘要】:车体钢结构是车体的主要承载部分,也是整个车辆中安装与连接其它部件的基础,车体结构的设计不仅要满足车辆总体布置的要求,为乘客提供良好的乘坐环境,而且要求车体钢结构具有足够的强度和刚度,满足相关技术标准,以确保车辆在任何工作状态下安全、可靠。 本文以通用铁路客车车体为研究对象,根据车体结构特点,在车体结构有限元建模与分析的过程中,引入结构参数化设计的思想,将参数化设计思想与有限元分析方法相结合,完成了几何模型、有限元模型及其后处理的参数化,调整相关参数可自动生成分析模型并进行有限元计算,实现多种设计方案的比较,提高了设计分析的效率。 车体结构有限元计算分析多采用ANSYS软件,计算功能强大、通用性好是该软件的优势,它具有良好的二次开发功能,其中参数化设计语言是ANSYS二次开发的核心技术,也是本文实现车体结构参数化分析研究的主要工具。 根据车辆强度设计及试验鉴定规范,在不同载荷工况下,对车体结构进行了计算分析,得出各部件应力和变形的分布情况。按相关评定方法及标准,校核车体各部件的强度和刚度,分析结果比表明:车体钢结构变形协调,应力分布合理,总体强度、刚度满足要求,局部强度薄弱部位出现应力集中,低应力区有一定的强度储备。针对应力集中问题采取局部补强的方法,并提出了设计改进意见。 根据车体结构分析结果,对车体进行了优化设计,得到车体结构主要板梁件的设计参数。对优化后的车体进行分析,结果表明:在车体钢结构强度和刚度满足要求的前提下,车体自重减轻了11.3%,实现了车体的轻量化。 本文利用参数化设计语言进行二次开发,并结合铁路客车具体实例,给出了对车体结构进行高效设计的一种切实可行的方法。本文研究的结果可以为铁路客车车体的设计提供参考。
【学位授予单位】:大连交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.72;U270

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【引证文献】
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【参考文献】
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