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基于SolidWorks动车组静强度分析

ca88亚洲城:2018-03-03 20:29
亚洲城88

       在动车组全线开通的同时,车体疲劳损伤及可靠性的问题表现的越来越突出,要保障列车的行驶安全,就必须对车体的可靠性和疲劳寿命提出更高的要求。在吸取国内外经验的基础上,开展对CRH2动车组车体疲劳强度分析的研究。亚洲城88(FEA,Finite Element Analysis)是一种高效能、常用的计算方法,其原理是利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行亚洲城88模拟。
       动车组在行驶中所受各个方向的扭转等载荷,因此车体的强度和刚度必须达到要求。高速动车组车体采用铝合金整体结构,使强度和刚度达到所需状态。同时也可实现结构轻量化。筒型铝合金车体结构的优点:工艺性好、减轻车辆自身重量、降低能耗、能有效的减少运行成本和维护成本。近年来车体大量采用大型、中空、薄壁的铝合金挤压型材,提高了质量和生产效率。目前高速动车组所使用的铝合金车体材料主要有5000系、6000系和7000系。5000系合金是形变Al-Mg合金,6000系合金是形变Al-Mg-Si合金,7000系合金是形变Al-Zn-Mg合金。CRH2型动车组车体所采用铝合金材料需具备以下性能:高强度、焊接性好、耐腐蚀性强,主要采用了5000系合金的5083,6000系合金的6N01,7000系合金的7N01等。这些合金的主要机械性能如表所列。CRH2型动车组车体结构主要分为头车车体和中间车车体两种。头车车体由底架、侧墙、车顶、端墙、车体附件及司机室头部结构组成,中间车车体由底架、侧墙、车顶、端墙及车体附件组成。车体重量如表,车体的主要技术参数如表。车体由底架、车顶、侧墙、端墙和司机室五部分焊接构成。侧墙和车顶为了提高车体刚度以及生产铝,采用双壳中空挤压大型型材焊接而成,在侧墙和车顶连接部位型材厚度随车体断面变化。其余部位材料厚度为50mm。并且省略了侧柱、车顶弯梁等骨架支撑。使零件数量最小化,减小外表面的焊接变形。端墙是由双壳中空挤压型材、外板、内板和骨架经焊接后构成的双壳结构。
       动车组车厢的装配是运用Solidworks中装配体功能对所绘制的各个部分零件进行装配,生成装配体,如图所示。由于铝合金中空结构的特点和有限元方法的特点,这样的中空结构蒙皮和筋板的厚度只有几毫米,而长度方向却和车体等长,而有限元方法网格划分却要求每一部分至少应该有一个单元,那么单元长度就最大只能有几毫米,这样在长度方向的网格数量就远远超过厚度方向上的数量并且数量很大,普通计算机根本无法计算,还很影响计算精度,因此,建立有限元模型的时候,就必须考虑到这个问题,目前,在处理这个问题方面,几乎全部使用板壳单元来替代中空结依据车体的实体模型,在三维设计软件Solidworks中选用截面等效法建立了如图所示的车体的简化模型,各主要部分结构都采用没有厚度的“曲面”特征建立,通过之前的截面等效法等效出结构的厚度和弹性模量。这些参数将在有限元前处理过程中,输入到亚洲城88软件进行后续的分析计算。


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