基于流固耦合分析的動車組水箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、動車組車下水箱為旅客提供飲用和生活用水，是必不可少的車下懸掛部件，保證其結(jié)構(gòu)合理和使用安全十分重要。隨著列車速度大幅提升，箱內(nèi)液體的沖擊晃動問題更加突出。優(yōu)化水箱防波板孔徑及水箱板材厚度，對合理分布水箱應(yīng)力和降低水箱重量有著十分重要的作用。本文以CRH2高速動車組700L車下水箱為研究對象，基于單向流固耦合分析，對水箱靜壓工況和橫向沖擊工況進行了研究，探索了水箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的一般流程和方法。主要完成以下幾方面工作：
　　1.建立幾

2、何參數(shù)化模型。利用Solidworks完成箱體及流體幾何參數(shù)化模型，通過修改模型中設(shè)計參數(shù)，快速生成箱體及流體幾何模型。
　　2.建立網(wǎng)格參數(shù)化模型。利用Hypermesh和ICEM分別對箱體和流體網(wǎng)格實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)置，達到快速生成箱體及流體網(wǎng)格模型，并且網(wǎng)格質(zhì)量較好的目的。
　　3.靜壓仿真數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)基本相符。通過對水箱進行靜壓試驗數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果進行對比分析表明，本文所建立的流固耦合模型與實際結(jié)構(gòu)基本相符。
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3、.橫向沖擊工況應(yīng)力大于屈服極限。通過對水箱橫向沖擊工況仿真，結(jié)果顯示：正向沖擊最大應(yīng)力超出屈服極限，位于左側(cè)板與角鋼連接處。觀察液體總壓力分布圖及三級防波板應(yīng)力分布圖可知：防波板對液體沖擊有緩沖作用，能夠有效減小液體對箱壁的沖擊載荷，并得到防波板孔徑與箱體及防波板應(yīng)力和變形的分布規(guī)律。
　　5.水箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。基于。iSIGHT建立水箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計流程，得到橫向沖擊工況下合理的孔徑及板材厚度匹配方案，使箱壁和防波板應(yīng)力分布趨于合