基于流固耦合分析的動車組水箱結構優(yōu)化設計.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，保證其結構合理和使用安全十分重要。隨著列車速度大幅提升，箱內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，探索了水箱結構優(yōu)化設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、何參數化模型。利用Solidworks完成箱體及流體幾何參數化模型，通過修改模型中設計參數，快速生成箱體及流體幾何模型。
　　2.建立網格參數化模型。利用Hypermesh和ICEM分別對箱體和流體網格實現(xiàn)參數化設置，達到快速生成箱體及流體網格模型，并且網格質量較好的目的。
　　3.靜壓仿真數據與試驗數據基本相符。通過對水箱進行靜壓試驗數據與仿真結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構基本相符。
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3、.橫向沖擊工況應力大于屈服極限。通過對水箱橫向沖擊工況仿真，結果顯示：正向沖擊最大應力超出屈服極限，位于左側板與角鋼連接處。觀察液體總壓力分布圖及三級防波板應力分布圖可知：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力和變形的分布規(guī)律。
　　5.水箱結構優(yōu)化設計。基于。iSIGHT建立水箱結構優(yōu)化設計流程，得到橫向沖擊工況下合理的孔徑及板材厚度匹配方案，使箱壁和防波板應力分布趨于合