三明治復合板結構高速磁浮列車承載結構優(yōu)化研究.pdf

1、高速磁浮交通作為新的軌道交通運行模式正在受到越來越多的關注。經(jīng)過多年的試驗研究，磁浮技術趨于成熟，有望在新世紀地面高速軌道交通中發(fā)揮出巨大的潛能和領先的優(yōu)勢。上海磁浮示范線的成功運營標志著高速磁浮技術商業(yè)化的開始。目前，上海磁浮線運行列車是由德國制造的，為了推動我國高速磁浮交通的發(fā)展，實現(xiàn)磁浮列車的國產(chǎn)化具有重大意義。而由于磁浮力的嚴格限制，高速磁浮列車的高度輕量化技術成為車體設計的關鍵技術之一。本論文在吸收和消化現(xiàn)有高速磁浮列車技術的

2、基礎上，著重對我國磁浮列車承載結構進行了分析和輕量化優(yōu)化設計研究。 現(xiàn)磁浮示范線列車運用多種方法實現(xiàn)結構輕量化，其中主要手段之一是新型結構材料三明治復合板在車體承載結構的應用。我國對這種新材料應用較少，在軌道車輛上尚無運用三明治復合板的先例，因而對這種材料缺乏了解，由其構成的大型結構分析方法更有待研究。本論文首先通過對多種三明治夾層板建模方法的分析比較，探討了適合于三明治復合板大型結構有限元分析的既有較高精度又經(jīng)濟有效的建模方法

3、；然后，運用有限元商業(yè)軟件MSC.NASTRAN對高速磁浮車體承載結構進行了有限元分析，了解了設計磁浮車結構的強度剛度和動態(tài)特性。在此基礎上，按照結構優(yōu)化設計理論，以車體結構輕量化為目標函數(shù)，以板厚為設計變量，應力、位移和彎曲自振頻率為約束條件，建立高速磁浮車體承載結構優(yōu)化分析模型，并進行結構優(yōu)化分析研究，從而獲得了高速磁浮車體承載結構的輕量化設計方案。最后，論文通過進一步的以三明治板面板為設計變量的優(yōu)化研究，探討了三明治復合材料車體承