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机车车辆车体结构动应力计算方法

缪炳荣 张卫华 肖守讷 金鼎昌

缪炳荣, 张卫华, 肖守讷, 金鼎昌. 机车车辆车体结构动应力计算方法[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7(6): 17-20.
引用本文: 缪炳荣, 张卫华, 肖守讷, 金鼎昌. 机车车辆车体结构动应力计算方法[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7(6): 17-20.
MOU Bing-rong, ZHANG Wei-hua, XIAO Shou-ne, JIN Ding-chang. Dynamic stress calculation method of locomotive and vehicle carbody structures[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2007, 7(6): 17-20.
Citation: MOU Bing-rong, ZHANG Wei-hua, XIAO Shou-ne, JIN Ding-chang. Dynamic stress calculation method of locomotive and vehicle carbody structures[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2007, 7(6): 17-20.

机车车辆车体结构动应力计算方法

基金项目: 

国家973计划项目 2007CB714700

国家863计划项目 2006AA04Z406

详细信息
    作者简介:

    缪炳荣(1970-), 男, 江苏泰县人, 西南交通大学博士后, 从事车辆动力学研究

  • 中图分类号: U270.1

Dynamic stress calculation method of locomotive and vehicle carbody structures

More Information
    Author Bio:

    Miao Bing-rong(1970-), male, EngD, + 86-28-87634788, brmiao@163.com

  • 摘要: 为了提高机车车辆的疲劳寿命, 优化其结构设计, 提出了基于多系统仿真模型和有限元方法的动应力混合计算方法, 计算了机车车辆车体结构的动应力。建立以车体为核心的机车多体系统仿真模型, 并进行动力学分析, 获得关键位置的载荷时间历程。通过有限元准静态应力法, 计算了车体结构的准静态应力影响因子。通过载荷时间历程和对应单位载荷作用下的应力影响因子的相互相乘叠加求和计算, 获得车体结构在随机动载作用下的应力历程, 对实际线路车体结构动应力测试结果和刚性车体与柔性车体的仿真结果进行了对比。对比结果表明: 其误差分别是2.462%和7.258%, 说明此计算方法计算精度高。

     

  • 图  1  计算流程

    Figure  1.  Calculation flow

    图  2  动力学模型

    Figure  2.  Dynamics model

    图  3  向加速度比较

    Figure  3.  Comparison of vertical accelerations

    图  4  牛引座纵向力比较

    Figure  4.  Comparison of longitudinal forces at traction seat

    图  5  垂向减振力比较

    Figure  5.  Comparison of vertical damping forces

    图  6  有限元模型

    Figure  6.  Finite element model

    图  7  节点90594应力PSD

    Figure  7.  Stress PSD of node 90594

    图  8  节点91033应力PSD

    Figure  8.  Stress PSD of node 91033

    图  9  测点分布

    Figure  9.  Distribution of test points

    图  10  节点雨流计数分布

    Figure  10.  Rainflow count distribution of node

    图  11  测点雨流计数分布

    Figure  11.  Rainflow count distribution of test point

    表  1  实测和仿真应力

    Table  1.   Test and simulation stresses

    名称 平均值/MPa 最小值/MPa 最大值/MPa 应力范围/MPa
    刚体节点91040 -0.120 66 -27.959 28 35.114 44 63.073 73
    柔体节点91040 -0.114 27 -29.384 21 40.300 18 69.684 39
    测点5-3 -0.383 47 -29.420 92 35.205 40 64.626 32
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出版历程
  • 收稿日期:  2007-09-26
  • 刊出日期:  2007-12-25

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