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长定子中低速磁浮列车悬浮架疲劳强度研究
| 论文题名： | 长定子中低速磁浮列车悬浮架疲劳强度研究 |
| 关键词： | 磁浮列车;悬浮架;疲劳寿命;疲劳强度 |
| 摘要： | 磁悬浮列车是人类未来绿色交通的发展方向，其具有节能环保、安全舒适等特点。中低速磁浮列车更以其低噪声、低能耗、线路适应性强及线路成本低等优点成为城市内部有竞争力的新型公共交通工具。 悬浮架作为磁浮列车的核心部件之一，不仅起承载、结构解耦的作用，而且还是支撑轮、空气弹簧等零件的安装基础。悬浮架工作过程中受到复杂的垂向和横向载荷作用。其结构可靠性直接影响列车运行安全，因此有必要对其进行疲劳强度研究和疲劳寿命分析。本文以西南交通大学长定子中低速同步驱动磁浮列车悬浮架为研究对象，开展了悬浮架有限元静力学分析、疲劳强度和疲劳寿命研究工作。主要研究内容如下所示: (1)利用ANSYS Workbench有限元分析软件结合SolidWorks建立了长定子中低速磁浮列车悬浮架有限元分析模型。拟定了磁悬浮列车运行的四种典型工况:静悬浮、正常行驶、紧急制动、停车。分析了悬浮架在四种工况下承受的载荷以及有限元分析时的约束条件。对悬浮架在四种工况下分别进行了静力学分析。校核了悬浮架的刚度和静强度，结果表明悬浮架的刚度和强度满足列车运行要求。基于悬浮架正常行驶工况进行了模态分析，结果显示悬浮架一阶模态固有频率远远大于激振频率，有效避免了共振的发生。 (2)基于悬浮架静力学分析结果，在悬浮架托臂、支腿、上纵梁和下纵梁上分别取一定数量的关键点，利用关键点的等效平均应力和应力幅，采用修正的Goodman疲劳极限图，分别对托臂、支腿、上纵梁和下纵梁进行了疲劳强度分析。结果表明悬浮架四部分子结构的疲劳强度都满足使用要求。 (3)结合悬浮架的静力学分析结果，选用修正的铝合金S-N曲线，采用SN-Goodman平均应力修正理论，利用有限元疲劳分析模块对悬浮架在静悬浮、正常运行、紧急制动三种工况下的疲劳寿命进行了分析。结果显示，三种工况下悬浮架的疲劳危险部位都位于左右两个支腿上横向弧板与竖板的连接处，有必要对其进行结构优化或局部重新设计。正常行驶工况是悬浮架的危险工况，疲劳寿命最小为n2=3.53年。 综上所述，本文对长定子中低速磁浮列车悬浮架疲劳强度和疲劳寿命进行了分析和研究，其研究结果对悬浮架结构改进和未来工程化应用具有一定的参考价值，对提高车辆安全性和可靠性具有重要意义。 |
| 作者： | 迟振华 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 刘放 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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