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高速动车组拖车车体结构强度分析及优化设计

王爱彬  
【摘要】: 经过全国铁路第六次大提速后,中国高铁进入了飞速发展的阶段,已经具备了一定的基础和技术实力。高速列车在武广线及郑西线的成功投用,充分展示了中国高速列车制造的整体实力。在“引进、消化、吸收、再创新”后,中国南车集团和北车集团也将高速列车的国产化率逐步提升。而本文所研究的对象—新一代CRH3型国产化动车组就是在这样的大背景下诞生的。 本文简要介绍了新一代CRH3型动车组拖车车体的结构特点及所用材料的机械属性;再对车体进行适当的简化,运用有限元软件HyperMesh对其进行有限元模型的创建;然后基于EN12663标准对车体结构进行了17种工况下的静强度分析,并校核仿真得出的应力和刚度;对整车车体进行自由振动模态分析,明确了车体一阶垂向弯曲变形频率和振型,并分析其模态结构是否符合相关规定;依据车体结构的静强度报告对测试数据和仿真结果进行比较分析,并对结构薄弱处进行补强改进;最后利用ANSYS软件中的子模型技术和HyperMesh软件中的OptiStruct模块对局部结构进行细化强度分析和尺寸优化设计。 本文的研究工作在车体结构分析中是即基本又关键的阶段,希望其研究成果能对高速列车车体的结构设计提供一定的参考价值。


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