鋁合金地鐵車體靜動(dòng)態(tài)特性及車內(nèi)聲學(xué)模態(tài)研究.pdf

1、城市軌道車輛按車體寬度分，有A、B、C三種形式，其中A型車寬度為3m，B型車寬度為2．8m，C型車寬度為2．6m左右；按車體材料分，有耐候鋼車、不銹鋼車和鋁合金車。本文以鋁合金A型地鐵不帶導(dǎo)電弓的C型車廂為研究對(duì)象。
　　 本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　　 (1)基于PRO/E平臺(tái)建立了鋁合金A型地鐵車體各模塊及整車的CAD裝配模型，為建立車體的有限元模型打下基礎(chǔ)。
　　 (2)將在PRO/E中建立的CAD模型

2、導(dǎo)入HypeMesh軟件中，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化和重構(gòu)，提取中面，劃分網(wǎng)格并處理零件間的接觸面，建立車體各模塊和整車的有限元模型。
　　 (3)基于地鐵車輛設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，選擇了垂直過載載荷和車端壓縮載荷兩種典型工況對(duì)車體進(jìn)行了靜力學(xué)有限元計(jì)算。分析結(jié)果表明：車體在這兩種工況下應(yīng)力應(yīng)變均在許可范圍之內(nèi)，具有良好的靜力學(xué)特性。
　　 (4)基于模態(tài)分析基本理論，對(duì)車體鋁合金承載結(jié)構(gòu)和整備狀態(tài)進(jìn)行了模態(tài)分析，其中整備狀態(tài)下按空調(diào)機(jī)組和

3、門窗的模擬方式不同又分了兩種情況。分析結(jié)果表明：這三種情況下一階垂向彎曲振動(dòng)頻率均大于10Hz，滿足動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。與承載結(jié)構(gòu)結(jié)果相比，整備狀態(tài)下車體各階振動(dòng)頻率有所下降；用質(zhì)量塊代替mass21單元模擬空調(diào)機(jī)組和門窗后，車體出現(xiàn)了很多局部模態(tài)，各階模態(tài)也發(fā)生了較大變化，這是由門窗及空調(diào)機(jī)組的結(jié)構(gòu)特性決定的。
　　 (5)基于諧響應(yīng)理論，通過在轉(zhuǎn)向架與車體連接處施加單位簡(jiǎn)諧力，分析了不同頻率下整車振動(dòng)響應(yīng)和整個(gè)頻率范圍內(nèi)車體指定點(diǎn)

4、處的響應(yīng)。分析結(jié)果表明：在大多數(shù)頻率時(shí)、端墻、地板、空調(diào)及門窗振動(dòng)較大，改進(jìn)結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)著重考慮這些部位的連接及剛度情況；頻率在20—40Hz與120Hz—140Hz之間整車振動(dòng)響應(yīng)都比較大，表明在這兩段頻率范圍內(nèi)乘客的舒適性較差。
　　 (6)根據(jù)車體幾何形狀建立了車內(nèi)空腔聲學(xué)有限元模型，對(duì)車內(nèi)空腔的聲學(xué)模態(tài)進(jìn)行了研究，獲得了聲腔模態(tài)頻率和振型。分析結(jié)果表明：地鐵車體對(duì)稱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定車內(nèi)聲場(chǎng)在橫向、縱向和垂向同樣具有對(duì)稱性。使車