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基于ABAQUS的悬挂式单轨系统轨道梁结构优化设计研究
| 论文题名： | 基于ABAQUS的悬挂式单轨系统轨道梁结构优化设计研究 |
| 关键词： | 悬挂式单轨交通系统;轨道梁;结构设计;变形分析 |
| 摘要： | 悬挂式单轨交通系统作为单轨交通的形式之一，具备城市空间利用率高、建设成本低、建设速度快、安全性好等诸多优点，其在德国和日本的应用最为广泛。然而，国内对悬挂式单轨的研究尚处于起步阶段，缺乏相关的技术规范和标准。轨道梁作为悬挂式单轨系统的重要组成部分，具有承载、导向和稳定车辆的作用。设计合理的轨道梁截面形式和最优化的结构参数，可为未来悬挂式单轨在我国的发展提供一定的理论支持。 本文阐述了悬挂式单轨系统轨道梁的构造特点和设计原则，借鉴德国小断面轨道梁形式，参考我国现行的相关规范和标准，对悬挂式单轨系统轨道梁进行了试探性结构设计，确定了截面结构和尺寸，提出了轨道梁稳定性、强度及刚度校核标准，设计了轨道梁的载荷类型及载荷作用区域。运用列举比较法，利用Solidworks三维建模软件和ABAQUS有限元分析软件对悬挂式单轨直线和平面曲线半径为100m的曲线轨道梁进行了结构优化设计探讨，即在满足国内外现行标准、规范及经验的前提下，当轨道梁跨距L(m)、梁板厚度t(mm)和加强筋间距l(m)取不同值时，以1km梁架桥用钢量最小为目标函数对轨道梁进行结构设计。经分析得出:①直线轨道梁最优结构参数为L=30m，t=14mm，l=1.4m;②曲线轨道梁最优结构参数为L=28m，t=12mm，l=1.4m。 同时，本文重点分析了直线/曲线轨道梁的应力及整体与局部变形规律。直线轨道梁在自重载荷、垂向活载及冲击载荷的作用下，在垂向发生了弯曲变形，梁的走行面在垂向弯曲变形的同时，还发生了微小的局部翻转变形。曲线轨道梁因比直线梁多承受列车导向轮的横向作用力，故其在上述直线梁变形模式的基础上，还向曲线梁外侧发生了微小的扭转变形。本文通过比较，得出跨距L、梁板厚度t及加强筋间距l的大小对轨道梁变形规律的影响。 本文更多地倾向于轨道梁的结构设计和变形分析，随着悬挂式单轨系统在我国的不断引进、发展，该课题必将丰富我国相关领域的研究内容。 |
| 作者： | 肖云霞 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王月明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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