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准高速客车发电车车体轻量化关键技术研究

作　者: 吕殿亮
导　师: 孙丽；刘玉林
学　校: 大连交通大学
专　业: 机械工程
关键词: 准高速客车车体有限元分析优化设计轻量化
分类号: U270.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

减轻车辆自重不仅可以节省材料,而且能够提高整车的动态性能和经济性。本文主要针对准高速客车发电车车体进行轻量化研究。本次设计将参数化方法引入车体结构有限元分析的全过程,以ANSYS软件为平台,从前处理入手,利用APDL语言实现了车体结构的参数定义、参数化几何建模和参数化有限元模型的建立。并按强度规范的要求,详细分析了各载荷工况下车体结构的应力和变形。分析计算结果表明:该车钢结构变形协调,应力分布合理;局部高应力区有应力集中现象;低应力区有一定的强度储备。为了实现车体的轻量化,选取车体钢结构的重量为目标函数,以车体主要型材的截面参数为设计变量,选择材料的许用应力为约束条件对车体进行了优化设计。优化后对车体强度和刚度进行校核,以检验优化结果的合理性,确保车体质量在性能满足要求的前提下显著降低。优化结果表明:车体总重量减少1811.3kg,车体自重减轻了3.7%,强度和刚度仍能满足要求。使用模态分析技术研究了轻量化前后车体的动态性能,提取车体前二十阶模态。从模态振型中可以看出,轻量化前后车体钢结构能满足车体动态特性要求。本次研究的结果可以为准高速客车车体的设计提供参考。

准高速客车发电车车体轻量化关键技术研究

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