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中低速磁悬浮车体结构设计及优化
| 论文题名： | 中低速磁悬浮车体结构设计及优化 |
| 关键词： | 磁悬浮列车;车体结构;有限元分析;结构优化 |
| 摘要： | 中低速磁悬浮列车因其乘座舒适、转弯半径小、安全不会脱轨、易于维护及绿色环保等优点,受到越来越广泛的关注。日本已经建成了中低速磁悬浮山梨示范线并投入商业运营,我国西南交通大学、国防科技大学和中科院电科所均研制出了工程样车,并积极将这些研究成果推广为商业应用,北京中低速磁浮交通S1号线已经开工建设,预计2015年开通试运营。 中低速磁悬浮列车有着自身的特点,车辆的导向,驱动和制动等与现有的轮轨车辆完全不同；因此,悬浮车辆的车体结构设计载荷也与现有的轮轨车辆不同,车体结构设计应依据实际运行状况采用合理的设计载荷。本文依据磁悬浮列车的实际运行状况并比较了TB／T 1335—1996,BS EN12663:2000,JIS E 7106:2006关于车体载荷的说明,阐述了中低速磁悬浮列车车体结构的设计载荷,其中包括车体垂向静载荷、垂向动载荷、扭转载荷和纵向载荷产生的原因及大小,并依据这些载荷确定了中低速磁悬浮列车车体结构的考核工况。 为了在车体结构设计之初确定各部件的主要承载位置,及为设计提供思路,本文根据中低速磁悬浮列车的基本参数以及对车体结构的基本要求,运用三维设计软件和结构分析软件建立了车体结构的拓扑优化模型,并采用静态单工况刚度优化方法,比较了车体结构拓扑优化各参数的选取,然后对车体结构采用了多工况静动态拓扑优化方法,得出车体结构的概念模型。 运用拓扑优化结果,对中低速磁悬浮列车车体底架、端墙、侧墙、车项进行了详细的结构设计,为了提高整车的刚度和便于车下设备的安装,底架结构采用了横向滑台与中梁的形式,详细结构设计完成之后,再次建立了车体结构的有限元模型,并对车体结构进行了静强度分析和尺寸优化,使车体结构重量由原来的4.13吨减少到3.09吨,减重率达到25.18％,车体结构仍能满足强度要求。 |
| 作者： | 沈安林 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 肖守讷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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