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CRH2-300型动车组M1车有限元分析及舒适性

作　者: 李凌轩
导　师: 宋桂秋
学　校: 东北大学
专　业: 车辆工程
关键词: CRH2-300型动车组有限元分析响应谱谱分析瞬态分析
分类号: U266
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 23次
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内容摘要

高速列车是主要以人为本的载体,经过4年多的不懈努力,中国的高速列车自主创新能力已全面形成。在设计阶段,依据设计规范,采用有限元方法对车体结构的强度和刚度进行计算分析和优化。通过优化计算,可使结构具有更高的强度和刚度,并达到减轻车体自重的目的[(?)]。本文中首先按照相关标准对M1车进行静强度评估、刚度评估和疲劳强度评估；验算车体结构是否满足强度要求。其次按照相关标准对M1车进行疲劳强度评估。然后对M1车进行谐响应分析,得出整车各个位置的振动特性,然后对比上面的人体各个重要部位的固有频率,分析其对人的影响。并将目前现行的位移功率密度谱采用matlab进行相关处理,得出以时程变化为参数的轨道谱；并将该功率密度谱用于谱分析和瞬态分析。对M1车进行响应谱(PSD)分析,预测受到基础激励的结构峰值响应。对M1车进行瞬态动力学分析(亦称时间历程分析),确定M1车承受轨道上随时间变化不平顺的激励载荷时车体结构的动力学响应。在瞬态分析得到的各个节点部位的响应数据,通过按照相关标准和车体地板结构的对称性出发,采集具有代表性的节点,将数据导入matlab,采用(?)natlab编写相应的程序,计算出舒适度和平稳性的值,对该节车厢作出舒适度与平稳性评价,确定其舒适性等级,并对比评价M1车乘座舒适性时用到的舒适度与平稳性这两个指标各自的优缺点。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
第1章绪论  10-16
  1.1 国内外动车组的发展概况  10-14
    1.1.1 国外动车组的发展概况  10-12
    1.1.2 国内动车组发展概况  12-14
    1.1.3 CRH2-300现状  14
  1.2 本文主要研究工作  14-16
第2章 CRH2-300型动车组简介及M1车有限元模型的建立  16-30
  2.1 CRH2-300型动车组简介  16-22
    2.1.1 动车组总体组成  16-19
    2.1.2 车体结构形式  19
    2.1.3 车体主要尺寸参数  19-20
    2.1.4 车体主要材料  20
    2.1.5 车体部件  20-22
    2.1.6 车体附件  22
  2.2 M1车有限元模型的建立  22-30
    2.2.1 有限单元法分析计算的思路  23-25
    2.2.2 单元选取及材料属性  25-26
    2.2.3 划分网格  26-30
第3章 M1车静强度评估及刚度评估  30-46
  3.1 材料许用应力  30-31
  3.2 M1静强度评估  31-40
    3.2.1 垂向载荷  31-34
    3.2.2 车端压缩  34-38
    3.2.3 三点支撑  38-40
  3.3 刚度分析  40-46
    3.3.1 刚度理论计算  40-41
    3.3.2 ANSYS模态分析的有关理论  41-42
    3.3.3 刚度模拟计算  42-46
第4章 M1车疲劳强度评估  46-52
  4.1 扭转载荷  46-48
  4.2 气密载荷  48-52
第5章 M1车谐响应分析  52-58
  5.1 谐响应分析简介及选择  52-53
  5.2 M1车谐响应载荷施加方式及计算结果  53-54
  5.3 人体对振动的适应性  54-55
  5.4 谐分析总结  55-58
第6章轨道谱处理及M1车谱分析  58-70
  6.1 轨道谱相关定义及引高速列车振动原因  58-61
    6.1.1 轨道谱相关定义  58
    6.1.2 引起高速列车振动的主要因素  58-59
    6.1.3 高速列车振动特性  59
    6.1.4 轨道不平顺  59-61
  6.2 轨道谱特性曲线处理方法  61-63
  6.3 M1车谱分析  63-70
    6.3.1 轨道轨距不平顺谱分析  63-67
    6.3.2 轨道扭曲不平顺谱分析  67-70
第7章 M1车的瞬态分析  70-82
  7.1 轨道轨向不平顺  71-73
  7.2 轨道轨距不平顺  73-74
  7.3 轨道扭曲不平顺  74-76
  7.4 轨道水平不平顺与轨道高低不平顺  76-79
    7.4.1 轨道水平不平顺  76-78
    7.4.2 轨道高低不平顺  78-79
  7.5 本章小结  79-82
第8章 M1车舒适度和平稳性的模拟计算  82-93
  8.1 M1车舒适度的模拟计算  83-89
    8.1.1 舒适度评价标准及方法  83-84
    8.1.2 模拟计权滤波器  84-89
  8.2 M1车平稳性的模拟计算  89-91
  8.3 对比舒适度和平稳性指标  91-93
第9章总结  93-95
参考文献  95-99
致谢  99

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