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三明治复合板结构高速磁浮列车承载结构优化研究
| 论文题名： | 三明治复合板结构高速磁浮列车承载结构优化研究 |
| 关键词： | 磁浮列车;三明治板;车体;有限元分析;结构优化 |
| 摘要： | 高速磁浮交通作为新的轨道交通运行模式正在受到越来越多的关注。经过多年的试验研究，磁浮技术趋于成熟，有望在新世纪地面高速轨道交通中发挥出巨大的潜能和领先的优势。上海磁浮示范线的成功运营标志着高速磁浮技术商业化的开始。目前，上海磁浮线运行列车是由德国制造的，为了推动我国高速磁浮交通的发展，实现磁浮列车的国产化具有重大意义。而由于磁浮力的严格限制，高速磁浮列车的高度轻量化技术成为车体设计的关键技术之一。本论文在吸收和消化现有高速磁浮列车技术的基础上，着重对我国磁浮列车承载结构进行了分析和轻量化优化设计研究。 现磁浮示范线列车运用多种方法实现结构轻量化，其中主要手段之一是新型结构材料三明治复合板在车体承载结构的应用。我国对这种新材料应用较少，在轨道车辆上尚无运用三明治复合板的先例，因而对这种材料缺乏了解，由其构成的大型结构分析方法更有待研究。本论文首先通过对多种三明治夹层板建模方法的分析比较，探讨了适合于三明治复合板大型结构有限元分析的既有较高精度又经济有效的建模方法；然后，运用有限元商业软件MSC.NASTRAN对高速磁浮车体承载结构进行了有限元分析，了解了设计磁浮车结构的强度刚度和动态特性。在此基础上，按照结构优化设计理论，以车体结构轻量化为目标函数，以板厚为设计变量，应力、位移和弯曲自振频率为约束条件，建立高速磁浮车体承载结构优化分析模型，并进行结构优化分析研究，从而获得了高速磁浮车体承载结构的轻量化设计方案。最后，论文通过进一步的以三明治板面板为设计变量的优化研究，探讨了三明治复合材料车体承载结构最轻量优化设计的技术，并提出了建议和展望。 |
| 作者： | 俞程亮 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 赵洪伦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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