C-,80-型重載貨車車體結(jié)構(gòu)的CAE分析.pdf

1、貨車的車體是供裝載貨物的部分，它的安全性是貨物安全運(yùn)輸?shù)谋Ｕ?。隨著鐵路貨車運(yùn)輸向“高速、重載”的發(fā)展，對于車體結(jié)構(gòu)的承載能力、外觀形狀和運(yùn)行安全的要求也越來越高，因此CAE技術(shù)在車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。利用CAE技術(shù)在生產(chǎn)之初對車體進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，動(dòng)力性能分析和穩(wěn)定分析，查找結(jié)構(gòu)的薄弱區(qū)域從而改進(jìn)結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上對車體側(cè)墻焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接變形的預(yù)測和控制，對于車輛結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和提高焊接質(zhì)量有著重要的指導(dǎo)意義。本文在對車體分析技術(shù)

2、發(fā)展研究現(xiàn)狀綜述的基礎(chǔ)上，采用由淺入深的研究策略，以C80型專用運(yùn)煤敞車為研究對象，分別從靜強(qiáng)度分析、模態(tài)分析、穩(wěn)定性分析和焊接變形預(yù)測，進(jìn)行了一系列深入研究。主要內(nèi)容包括： ⑴運(yùn)用I-DEAS軟件建立C80型專用運(yùn)煤敞車車體的幾何模型和有限元模型，計(jì)算了三種工況條件下車體的當(dāng)量應(yīng)力和垂向彎曲剛度，結(jié)果均滿足規(guī)范要求。 ⑵對車體的模態(tài)和穩(wěn)定性進(jìn)行了分析和研究。發(fā)現(xiàn)車體的振動(dòng)模態(tài)較低，第一階振型為整車一階扭轉(zhuǎn)，模態(tài)頻率為4

3、．586Hz。在車體的屈曲分析中，發(fā)現(xiàn)在2800KN的壓縮載荷下，車體的側(cè)墻板和地板發(fā)生失穩(wěn)，因此在發(fā)生失穩(wěn)的區(qū)域增加縱向粱，以增加整車縱向剛度，從而提高車體的穩(wěn)定性。 ⑶運(yùn)用固有應(yīng)變法對車輛的焊接構(gòu)件側(cè)墻進(jìn)行焊接變形的預(yù)測，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)和焊接工藝條件下，薄板側(cè)墻變形計(jì)算與實(shí)測結(jié)果一致，驗(yàn)證了仿真模型的正確性，從而證明固有應(yīng)變法是一種快速有效預(yù)測焊接變形的方法，可以運(yùn)用于車輛焊接結(jié)構(gòu)變形預(yù)測和控制的研究中。 ⑷為了更好的控

4、制側(cè)墻的焊接變形，對影響焊接變形的各種結(jié)構(gòu)參數(shù)和焊接參數(shù)進(jìn)行了研究，主要包括：①側(cè)柱形式對側(cè)墻焊接變形的影響，得到帽型鋼側(cè)柱比槽型側(cè)柱有利于減小側(cè)墻的焊接變形；②運(yùn)用正交田口試驗(yàn)方法，對影響焊接變形的焊接工藝參數(shù)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到工藝參數(shù)的最優(yōu)配比，結(jié)果表明在側(cè)墻的焊接變形預(yù)測中，板厚對焊接變形結(jié)果的影響最大，薄板越厚，焊接變形量也就越小，其次是電壓、焊接速度和電流。在所提供的試驗(yàn)水平中，取板厚5mm、電壓24V、電流180A和焊接