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基于ASME标准的机车车辆铝合金车体疲劳强度研究
| 论文题名： | 基于ASME标准的机车车辆铝合金车体疲劳强度研究 |
| 关键词： | 铁路车辆;铝合金车体;疲劳强度;等效结构应力法;技术标准 |
| 摘要： | 随着我国铁路向高速重载方向的快速发展，对机车车辆的结构性能提出了更高的要求。车体既是整个车辆的支撑骨架，又是各种设备的安装基础。疲劳寿命是车辆焊接结构设计的一个重要指标，在交变或者随机载荷作用下，结构疲劳失效主要从焊缝处开始，其可靠性直接影响列车的安全运行。 焊缝的疲劳寿命预测，长期以来都是世界性难题。基于名义应力的焊接接头的疲劳强度评定是目前普遍采用的方法。尽管名义应力法使用简便，但因其受焊接接头几何形状、焊接缺陷和受力状态等的限制，对于复杂的焊接接头有其局限性。美国华裔学者董平沙等人提出了一种等效结构应力法，这是一种新的焊缝疲劳寿命计算方法。此方法根据断裂力学原理并结合了大量的疲劳试验，采用对有限元法单元尺寸不敏感的结构应力和一条主S-N曲线来计算焊缝的疲劳寿命，在很大程度上提高了该方法的寿命预测精度。 ANSYS在计算后产生大量的结果数据，其数据存储在结果文件中。在结构疲劳强度或者寿命分析中，需要获得承载结构在不同受力状态下的应力分布，基于有限元方法分析结果的应力数据，通过人工获得这些数据其效率较低。因此，本文研究分析了ANSYSRST结果文件的二进制存储模式，通过FORTRAN读取结果文件的数据，获得结构疲劳分析所需要的数据，缩减了后处理的时间，提高了工作效率。 本文主要使用壳单元对某型城轨车辆铝合金车体建立有限元模型，基于EN12663-1标准设计静强度和疲劳强度分析的载荷工况和计算载荷，根据von Mises应力进行静强度评估;在满足静强度要求的基础上，使用FORTRAN语言，根据ASME标准的等效结构应力法编写焊缝疲劳分析程序，结合等效结构应力主S-N曲线对车体所选的重要焊缝进行疲劳寿命分析。 |
| 作者： | 刘天生 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 米彩盈 |
| 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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