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内燃机车车体结构的强度与疲劳分析
| 论文题名： | 内燃机车车体结构的强度与疲劳分析 |
| 关键词： | 内燃机车;车体结构;强度分析;疲劳寿命 |
| 摘要： | 车体结构的强度、疲劳、随机振动和碰撞性能是影响机车车辆安全运行的重要方面，是机车结构设计的依据。本文以CKD0A型内燃机车的车体结构为研究对象，以有限元为基础，对车体结构的静强度、疲劳、随机振动和碰撞的力学响应进行综合评价。 本文第一章主要讲述了内燃机车的发展和国内外学者近年来在车体结构的静力学分析、碰撞动力学分析、疲劳分析和随机振动分析等方面的研究现状，并简要介绍了本文的主要工作内容。 第二章介绍了内燃机车车体结构有限元模型计算求解的基本理论，包括碰撞动力学分析中的有限元显式积分算法，疲劳分析中材料疲劳性能的S-N曲线的相关表述形式和计算累积损伤的基本理论，以及随机振动分析中计算求解的相关基本理论。 第三章创建了内燃机车车体结构的有限元计算分析模型。参考国内外机车结构相关设计技术标准，提出更符合机车真实服役环境下的静强度计算工况条件并进行有限元求解分析，基于有限元计算结果对车体刚度和强度进行评价。通过与国外实车试验数据对比，验证了碰撞动力学有限元计算模型的有效性和计算结果的正确性。结果发现，碰撞主要发生在司机室前端，并以压溃和弯曲变形为主，并得到应力、应变、速度、能量和碰撞力随时间变化的历史。考察不同载荷对车体疲劳寿命的影响，采用Brown-Miller算法和Morrow修正算法，得到整车的疲劳寿命云图和安全因子云图，并给出了载荷和疲劳寿命的关系曲线。取车体关键承力部件-燃油箱吊座进行局部再分析，对其焊缝强度和焊缝疲劳寿命进行计算分析。 第四章对车体骨架结构进行模态分析，采用美国三级轨道载荷谱作为基础激励，进行车体骨架结构的随机振动分析。得出最大应力节点部位的位移、速度和加速度的垂向和横向加速度功率谱。在车体骨架结构中共取23个热点信息，通过各个节点的加速度功率谱研究车体不同部位的力学响应。 |
| 作者： | 赵磊 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 张昭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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