載重98t鋁合金煤炭漏斗車車體結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、2000年以來(lái)，隨著煤炭年產(chǎn)量的提高，對(duì)于貨車運(yùn)輸效率的要求也不斷提升，我國(guó)鐵路貨車不斷采用新結(jié)構(gòu)、新材料以及新的設(shè)計(jì)理念。近年來(lái)，新型鋁合金貨車也逐步投入市場(chǎng)，但目前我國(guó)鐵路貨車設(shè)計(jì)技術(shù)與新材料的使用同發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有差距，論文利用大型有限元分析軟件ANSYS對(duì)KM98型鋁合金煤炭漏斗車進(jìn)行靜強(qiáng)度分析，根據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布結(jié)果對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)優(yōu)化后車體模型的幾個(gè)典型危險(xiǎn)焊縫進(jìn)行疲勞壽命評(píng)測(cè)。
　　論文首先根據(jù)庫(kù)侖摩擦理論，建立非線

2、性鉚接連接結(jié)構(gòu)的子模型，并以實(shí)體單元與殼單元分別模擬鉚釘結(jié)構(gòu)，分析鉚接結(jié)構(gòu)在受剪切力與拉、壓力載荷下，單元選擇的不同對(duì)其計(jì)算結(jié)果的影響;且與線性模型比對(duì)，得到鉚釘孔處應(yīng)力比例因數(shù)，以便后續(xù)靜強(qiáng)度計(jì)算中評(píng)測(cè)漏斗車模型中相應(yīng)位置的應(yīng)力大小。根據(jù)原始設(shè)計(jì)幾何參數(shù)建立漏斗車有限元模型，通過(guò)梁?jiǎn)卧c剛性接觸模擬了鉚接位置、撐桿與漏斗口開(kāi)閉機(jī)構(gòu)?；诿绹?guó)AAR標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其原始結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算分析。計(jì)算結(jié)果表明:結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為922MPa，多處節(jié)點(diǎn)應(yīng)

3、力超出材料的許用應(yīng)力。通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析，對(duì)漏斗車車體結(jié)構(gòu)多次改進(jìn)，最終除端部漏斗板T4003不銹鋼一處應(yīng)力超出標(biāo)準(zhǔn)要求，其余均滿足材料許用應(yīng)力，不滿足標(biāo)準(zhǔn)位置可采用局部更換強(qiáng)度等級(jí)更高的不銹鋼板材進(jìn)行處理。
　　論文在比對(duì)幾種焊接標(biāo)準(zhǔn)后，選取AAR標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)ANSYS軟件平臺(tái)進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)載荷計(jì)算及采用MATLAB軟件對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而得到評(píng)測(cè)焊縫的疲勞壽命，計(jì)算結(jié)果滿足AAR標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算結(jié)果表明該車枕梁上蓋板尾翼與端部不銹鋼