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基于振动模态和强度分析的动车组拖车构架的力学特性研究
| 论文题名： | 基于振动模态和强度分析的动车组拖车构架的力学特性研究 |
| 关键词： | 动力列车;拖车构架;车体强度;有限元分析 |
| 摘要： | 由于世界各国对铁路提速的高度关注，列车行驶的可靠性、安全性和舒适性都备受瞩目。我国的铁路发展在近二十年有着令人可喜的成绩，尤其是在高铁建设上积累了丰富的经验。构架作为转向架的关键部件，不仅是各个零部件的联系纽带，更是车体受力时的呈递主体。构架的力学性能对于车辆的整体性能有着重要作用。 本文阐述了有限元的基础理论和分析方法，并对有限元分析软件进行了简单介绍。文章依据实际工程，首先利用CAD软件SolidWorks对某动车组拖车转向架构架进行三维实体建模，再将三维几何模型导入至有限元软件ANSYS Workbench，利用其强大的复杂装配体修复、网格划分和有限元分析功能，对构架进行强度分析和模态分析的仿真计算，并能够快速和精确求解，其仿真结果可通过应力和应变云图显示。根据计算结果，使用JIS E4207的工业标准，对构架进行疲劳分析，画出古德曼图，直观的反映出构架的关键点的力学特性状况。按照仿真分析的计算结果，构架最低的模态振动频率是38.184Hz，成功地避开了列车最低的激振频率，防止共振现象的发生。强度分析也说明了构架各部位的受力情况。通过对比研究构架的振动模态和强度分析时的力学性能，可知在侧梁下盖板的圆弧区，即与转臂定位座连接区域受力最大，受力较大部位还有横梁与侧梁连接的腹板处，横梁与纵向连接梁、制动吊梁的焊接处。在不同的振动情况下，多发三类应变情况，周期性的扭转切应变、弯曲和摆动拉压应变。构架在节点处运动方向趋势相反，且该处应力集中，易发生应力集中和疲劳损坏，属于较为危险区域。将仿真计算结果统计，并对对这些数据进行归纳计算，可以得到结论，各关键部位的力学特性良好并符合标准，满足设计要求。 |
| 作者： | 陈源经 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 罗冠炜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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