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高寒环境下受电弓导流罩力学性能研究
| 论文题名： | 高寒环境下受电弓导流罩力学性能研究 |
| 关键词： | 高寒环境;受电弓导流罩;渐进损伤分析;力学性能 |
| 摘要： | 受电弓是高速列车的重要组成部分,在列车运行过程中,受电弓受气流作用会产生随着速度增加而迅速增加的气动力和噪声,在受电弓区域引入外形适当的导流罩,可以有效的降低受电弓设备产生的气动噪声及气动阻力,这对列车速度的提高以及高速列车的推广都会起到很大的推动作用。为了推广列车在高寒地区的运行,现对受电弓导流罩在低温下的力学性能进行研究。 本文采用有限元模拟和试验两种研究方法对复合材料受电弓导流罩材料的力学性能进行研究。建立了酚醛树脂基复合材料层合板周期性单胞三维(3D)有限元模型,对单胞施加周期性边界条件,同时保证了周期性单胞边界面的应力和应变的连续性。模拟了常温和-50℃低温环境以及改变树脂材料模量三种情况下层合板拉伸、压缩和剪切的渐进损伤过程。引入合适的损伤起始和损伤扩展准则,预测了层合板在三种载荷下的破坏过程并得出了有限元模拟的强度和模量值,并与层合板在常温和低温下的试验结果进行了对比,进一步讨论了影响酚醛树脂基复合材料层合板低温力学性能的因素,同时也证明了分析方法的正确性。 对受电弓导流罩用材进行了试验研究,并将-50℃低温的试验数据和常温的试验数据进行了比较,得出了材料在-50℃低温下力学性能优于常温的结论。 在常温和低温环境下,对受电弓导流罩进行在最恶劣的两种载荷工况作用下的静力分析,证明导流罩满足低温环境下运行的强度要求。 通过本文研究发现,受电弓导流罩所用酚醛树脂基纤维增强复合材料在低温下力学性能会得到改善,为受电弓导流罩在低温下的使用提供了试验和有限元模拟依据。 |
| 作者： | 王宁 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 周光明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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