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高速列车座椅的设计与随机振动疲劳分析
| 论文题名： | 高速列车座椅的设计与随机振动疲劳分析 |
| 关键词： | 高速铁路;列车座椅;动力学分析;随机振动分析;寿命试验 |
| 摘要： | 高速化客运列车已是当今铁路业发展的主趋势，随着中国高速铁路机车的快速发展，铁路运输安全问题日益突出，任何产品都处于一定的环境之中，在一定的环境条件下使用、运输和贮存，因此都逃脱不了这些环境的影响，特别恶劣的条件下工作的产品更是如此。其中振动是评价机械系统、土木建筑、航天航空设备、船舶、车辆等安全性能的一项非常重要的指标，振动会导致装备及其内部结构的动态位移，这些动态位移和相应的速度、加速度可能引起或加剧结构疲劳，结构、组件和零件的机械磨损。为获得与进一步研究机车各种实际结构振动特性及情况，一般必须进行振动试验，并且能够以此为依据计算结构或系统在外部或内部各种激励下实际结构振动响应。 本论文分析了座椅在机车运行过程中整体及各部件所受到的外界激振力的情况，首先分析了车体服役环境，包括牵引力、阻力、振动和冲击等，参考法国阿尔斯通座椅和日本新干线座椅设计理念，根据中国成人人体尺寸，对座椅进行三维模型设计，针对现代出行方式和生活习惯，结合人机工程学、生理学、心理学等多学科知识，从人性化角度出发，优化座椅配套设备（靠背、头枕等）结构以及乘客使用功能，满足乘客出行需求。对于座椅结构，进行了静力学分析、模态分析、谐响应分析等，然后参照国际上通行的IEC61373-1999标准（铁路应用-机车车辆设备-冲击和振动试验）中 PSD频谱试验参数，使用仿真软件对其进行随机振动疲劳分析，在保证静力学分析结果符合设计要求的基础上，保持座椅座面宽度、座深、座高等尺寸不变的情况下，对座椅的厚度尺寸分别进行仿真计算，找出合理的设计尺寸，然后对其设计的样品在电动振动试验系统上进行横向、纵向和垂向的模拟长寿命试验和功能性试验，对仿真计算的疲劳寿命进行分析验证。 通过试验模拟实际工作环境，使用人为施加高应力的方法，来使得产品潜在的设计以及加工制造所造成的缺陷在试验过程中表现出来，然后通过对这种加速作用表现出来的失效机理进行分析，找出相应的设计或制造缺陷，对其进行结构的改进，从而提高座椅的环境可靠性，减少座椅的设计加工的周期，降低成本。 |
| 作者： | 蒋典兵 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 杨福芹 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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