大軸重煤炭漏斗車關(guān)鍵部件疲勞強(qiáng)度仿真及試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-26 08:16
煤炭漏斗車是鐵路重載運(yùn)輸?shù)暮诵难b備,與敞車相比,采用煤炭漏斗車可以加速車輛周轉(zhuǎn),提高卸貨效率,獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益,因此開行煤炭漏斗車是提高各國鐵路煤炭運(yùn)輸效率的最佳選擇。國際重載運(yùn)輸協(xié)會(huì)(IHHA)在第1 1屆南非國際重載大會(huì)上明確指出,以載重、快捷、節(jié)能為優(yōu)勢(shì)特征的大軸重貨車將成為未來重載運(yùn)輸?shù)暮诵募夹g(shù)裝備。在此背景下,設(shè)計(jì)開發(fā)大軸重煤炭漏斗車是必然趨勢(shì)。在既有鐵路線路條件的制約下,車體輕量化設(shè)計(jì)已是公認(rèn)的增加載重的有效措施,而車體輕量化帶來的車輛關(guān)鍵部件疲勞問題也日益突出,嚴(yán)重影響鐵路運(yùn)輸安全。因此,開展大軸重煤炭漏斗車關(guān)鍵部件的疲勞研究在目前鐵路重載運(yùn)輸技術(shù)發(fā)展中意義重大。本課題以出口澳大利亞PN公司的NHDH型大軸重煤炭漏斗車為研究對(duì)象,針對(duì)該車關(guān)鍵部件出現(xiàn)的疲勞問題,采用有限元分析、線路運(yùn)行試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法,對(duì)該車關(guān)鍵部件疲勞破壞原因及改進(jìn)方案進(jìn)行了深入研究,主要包括:(1)對(duì)國內(nèi)外大軸重煤炭漏斗車的技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析總結(jié),深入調(diào)研車輛運(yùn)用中出現(xiàn)的關(guān)鍵部件疲勞問題,結(jié)合車輛結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及運(yùn)用工況條件,從仿真分析與試驗(yàn)研究兩方面入手,制定專項(xiàng)的技術(shù)解決方案。(2)以NHDH型大軸...
【文章來源】:大連交通大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 大軸重煤炭漏斗車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀
1.2.2 國外技術(shù)現(xiàn)狀
1.2.3 現(xiàn)有的疲勞問題
1.3 主要研究內(nèi)容
本章小結(jié)
第二章 基本理論和方法
2.1 有限元仿真基本理論
2.1.1 彈性力學(xué)相關(guān)知識(shí)
2.1.2 有限元分析基本步驟
2.2 疲勞強(qiáng)度評(píng)估理論和方法
2.2.1 名義應(yīng)力法
2.2.2 S-N曲線
2.2.3 Miner線性累積損傷理論
2.3 試驗(yàn)測試基本理論
2.3.1 試驗(yàn)檢測技術(shù)理論基礎(chǔ)
2.3.2 數(shù)據(jù)采集原理
本章小結(jié)
第三章 大軸重煤炭漏斗車疲勞仿真分析研究
3.1 NHDH型大軸重煤炭漏斗車簡介
3.1.1 車體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
3.1.2 主要車體性能參數(shù)
3.2 基于AAR標(biāo)準(zhǔn)的車體疲勞強(qiáng)度評(píng)估
3.2.1 評(píng)估流程
3.2.2 疲勞載荷的選取
3.2.3 載荷譜選取
3.2.4 有限元模型建立
3.2.5 車體疲勞壽命評(píng)估
3.2.6 AAR標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估結(jié)果
3.3 特定工況下關(guān)鍵部件仿真分析
3.3.1 車鉤托梁分析
3.3.2 側(cè)墻隔板加強(qiáng)板分析
本章小結(jié)
第四章 大軸重煤炭漏斗車線路運(yùn)行試驗(yàn)
4.1 試驗(yàn)技術(shù)方案
4.2 試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)研究
4.2.1 無人值守測試技術(shù)
4.2.2 牽引桿縱向載荷測試技術(shù)
4.2.3 車鉤托梁載荷測試技術(shù)
4.3 試驗(yàn)內(nèi)容
4.3.1 試驗(yàn)車輛
4.3.2 測點(diǎn)布置
4.3.3 試驗(yàn)線路
4.3.4 車輛編組
4.3.5 試驗(yàn)工況
4.4 數(shù)據(jù)采集
4.4.1 采樣頻率
4.4.2 采集要求
4.5 線路運(yùn)行試驗(yàn)
本章小結(jié)
第五章 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析
5.1 數(shù)據(jù)處理流程及方法
5.1.1 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方法
5.1.2 賦予數(shù)據(jù)參數(shù)
5.1.3 數(shù)據(jù)零漂處理
5.1.4 無效數(shù)據(jù)處理
5.1.5 最大主應(yīng)力計(jì)算方法
5.1.6 載荷譜的編制方法
5.2 牽引桿數(shù)據(jù)處理及分析
5.2.1 牽引桿載荷譜編制
5.2.2 牽引桿載荷分析
5.3 車鉤托梁數(shù)據(jù)處理及分析
5.3.1 車鉤托梁載荷譜編制
5.3.2 車鉤托梁載荷分析
5.4 隔板加強(qiáng)板試驗(yàn)結(jié)果分析
5.4.1 線路運(yùn)行工況應(yīng)力分析
5.4.2 裝、卸載工況應(yīng)力分析
5.4.3 線路運(yùn)行工況振動(dòng)分析
5.4.4 裝、卸載工況振動(dòng)分析
5.4.5 分析結(jié)論
本章小結(jié)
第六章 基于線路實(shí)測數(shù)據(jù)的關(guān)鍵部件疲勞壽命評(píng)估
6.1 車鉤托梁疲勞壽命評(píng)估
6.1.1 模型建立及分析方法
6.1.2 托梁靜強(qiáng)度計(jì)算
6.1.3 托梁疲勞壽命仿真計(jì)算
6.2 車體隔板加強(qiáng)板疲勞壽命評(píng)估
6.2.1 評(píng)估點(diǎn)S-N曲線的選取
6.2.2 隔板加強(qiáng)板各測點(diǎn)損傷計(jì)算
6.2.3 隔板加強(qiáng)板應(yīng)力測點(diǎn)疲勞壽命評(píng)估
本章小結(jié)
第七章 關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)改進(jìn)及分析驗(yàn)證
7.1 車鉤托梁結(jié)構(gòu)改進(jìn)及分析驗(yàn)證
7.1.1 改進(jìn)方案制定
7.1.2 改進(jìn)方案分析驗(yàn)證
7.1.3 驗(yàn)證結(jié)論
7.2 隔板補(bǔ)強(qiáng)板結(jié)構(gòu)改進(jìn)及分析驗(yàn)證
7.2.1 改進(jìn)方案制定
7.2.2 改進(jìn)方案分析驗(yàn)證
7.2.3 驗(yàn)證結(jié)論
本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換程序
附錄2 NHDH型大軸重煤炭漏斗車牽引桿實(shí)測載荷譜
附錄3 NHDH型大軸重煤炭漏斗車車鉤托梁實(shí)測載荷譜
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國鐵路煤炭漏斗車的發(fā)展概況[J]. 趙湘萍. 科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力. 2016(07)
[2]大軸重煤炭漏斗車輕量化技術(shù)研究[J]. 張超德,李建超,黃瑞,陸強(qiáng),池海,傅茂海,安琪. 鐵道機(jī)車車輛. 2016(02)
[3]大軸重煤炭漏斗車關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用[J]. 張超德,池海,葉毅,潘樹平,傅茂海,安琪. 鐵道機(jī)車車輛. 2015(04)
[4]鋁合金材料在鐵路貨車上的應(yīng)用研究[J]. 楊巨平. 鐵道車輛. 2015(06)
[5]煤炭漏斗車運(yùn)用與發(fā)展[J]. 何世球,劉鳳偉,王寶磊. 鐵道機(jī)車車輛. 2015(01)
[6]卸貨狀態(tài)下漏斗車車體疲勞強(qiáng)度分析[J]. 郝博,謝素明,王文. 大連交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(S1)
[7]專業(yè)煤炭碼頭接卸底開門漏斗車的試驗(yàn)研究[J]. 王軍,陳光平,宋郁珉. 港口裝卸. 2010(04)
[8]關(guān)于澳大利亞鐵路貨車的介紹與思考[J]. 侯亞捷,陳雷,張顯鋒. 鐵道車輛. 2007(02)
[9]車輛結(jié)構(gòu)建模中的幾個(gè)難點(diǎn)及對(duì)策[J]. 范國海,張純義,關(guān)曉麗,兆文忠,謝素明. 大連鐵道學(xué)院學(xué)報(bào). 2000(03)
[10]淺談煤炭漏斗車的發(fā)展[J]. 謝松云,周菊香. 鐵道車輛. 1994(11)
博士論文
[1]高速列車結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)應(yīng)力疲勞評(píng)定方法及應(yīng)用研究[D]. 王斌杰.北京交通大學(xué) 2008
碩士論文
[1]動(dòng)應(yīng)力數(shù)據(jù)處理及疲勞評(píng)估軟件系統(tǒng)開發(fā)[D]. 咸曉雨.北京交通大學(xué) 2017
[2]C80E型通用敞車車體大橫梁焊縫裂紋研究[D]. 雷恩強(qiáng).北京交通大學(xué) 2016
[3]載重98t鋁合金煤炭漏斗車車體結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 譚宇寬.西南交通大學(xué) 2015
[4]基于線路試驗(yàn)的C80車體結(jié)構(gòu)載荷譜與動(dòng)應(yīng)力響應(yīng)分析[D]. 趙一嬌.北京交通大學(xué) 2015
[5]罐車車體結(jié)構(gòu)的疲勞損傷規(guī)律研究[D]. 張友印.北京交通大學(xué) 2014
[6]漏斗車卸載效率及其影響因素研究[D]. 陸振洲.中南大學(xué) 2014
[7]C70型通用貨車載荷譜測試與研究[D]. 陳晟.北京交通大學(xué) 2014
[8]馬達(dá)加斯加米軌漏斗車車體設(shè)計(jì)[D]. 李偉.西南交通大學(xué) 2011
[9]三向壓力盒地應(yīng)力測試與反演方法研究[D]. 許文龍.山東科技大學(xué) 2011
[10]載重80t通用敞車車體結(jié)構(gòu)研究[D]. 黃昔平.中南大學(xué) 2010
本文編號(hào):3161076
【文章來源】:大連交通大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 大軸重煤炭漏斗車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀
1.2.2 國外技術(shù)現(xiàn)狀
1.2.3 現(xiàn)有的疲勞問題
1.3 主要研究內(nèi)容
本章小結(jié)
第二章 基本理論和方法
2.1 有限元仿真基本理論
2.1.1 彈性力學(xué)相關(guān)知識(shí)
2.1.2 有限元分析基本步驟
2.2 疲勞強(qiáng)度評(píng)估理論和方法
2.2.1 名義應(yīng)力法
2.2.2 S-N曲線
2.2.3 Miner線性累積損傷理論
2.3 試驗(yàn)測試基本理論
2.3.1 試驗(yàn)檢測技術(shù)理論基礎(chǔ)
2.3.2 數(shù)據(jù)采集原理
本章小結(jié)
第三章 大軸重煤炭漏斗車疲勞仿真分析研究
3.1 NHDH型大軸重煤炭漏斗車簡介
3.1.1 車體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
3.1.2 主要車體性能參數(shù)
3.2 基于AAR標(biāo)準(zhǔn)的車體疲勞強(qiáng)度評(píng)估
3.2.1 評(píng)估流程
3.2.2 疲勞載荷的選取
3.2.3 載荷譜選取
3.2.4 有限元模型建立
3.2.5 車體疲勞壽命評(píng)估
3.2.6 AAR標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估結(jié)果
3.3 特定工況下關(guān)鍵部件仿真分析
3.3.1 車鉤托梁分析
3.3.2 側(cè)墻隔板加強(qiáng)板分析
本章小結(jié)
第四章 大軸重煤炭漏斗車線路運(yùn)行試驗(yàn)
4.1 試驗(yàn)技術(shù)方案
4.2 試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)研究
4.2.1 無人值守測試技術(shù)
4.2.2 牽引桿縱向載荷測試技術(shù)
4.2.3 車鉤托梁載荷測試技術(shù)
4.3 試驗(yàn)內(nèi)容
4.3.1 試驗(yàn)車輛
4.3.2 測點(diǎn)布置
4.3.3 試驗(yàn)線路
4.3.4 車輛編組
4.3.5 試驗(yàn)工況
4.4 數(shù)據(jù)采集
4.4.1 采樣頻率
4.4.2 采集要求
4.5 線路運(yùn)行試驗(yàn)
本章小結(jié)
第五章 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析
5.1 數(shù)據(jù)處理流程及方法
5.1.1 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方法
5.1.2 賦予數(shù)據(jù)參數(shù)
5.1.3 數(shù)據(jù)零漂處理
5.1.4 無效數(shù)據(jù)處理
5.1.5 最大主應(yīng)力計(jì)算方法
5.1.6 載荷譜的編制方法
5.2 牽引桿數(shù)據(jù)處理及分析
5.2.1 牽引桿載荷譜編制
5.2.2 牽引桿載荷分析
5.3 車鉤托梁數(shù)據(jù)處理及分析
5.3.1 車鉤托梁載荷譜編制
5.3.2 車鉤托梁載荷分析
5.4 隔板加強(qiáng)板試驗(yàn)結(jié)果分析
5.4.1 線路運(yùn)行工況應(yīng)力分析
5.4.2 裝、卸載工況應(yīng)力分析
5.4.3 線路運(yùn)行工況振動(dòng)分析
5.4.4 裝、卸載工況振動(dòng)分析
5.4.5 分析結(jié)論
本章小結(jié)
第六章 基于線路實(shí)測數(shù)據(jù)的關(guān)鍵部件疲勞壽命評(píng)估
6.1 車鉤托梁疲勞壽命評(píng)估
6.1.1 模型建立及分析方法
6.1.2 托梁靜強(qiáng)度計(jì)算
6.1.3 托梁疲勞壽命仿真計(jì)算
6.2 車體隔板加強(qiáng)板疲勞壽命評(píng)估
6.2.1 評(píng)估點(diǎn)S-N曲線的選取
6.2.2 隔板加強(qiáng)板各測點(diǎn)損傷計(jì)算
6.2.3 隔板加強(qiáng)板應(yīng)力測點(diǎn)疲勞壽命評(píng)估
本章小結(jié)
第七章 關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)改進(jìn)及分析驗(yàn)證
7.1 車鉤托梁結(jié)構(gòu)改進(jìn)及分析驗(yàn)證
7.1.1 改進(jìn)方案制定
7.1.2 改進(jìn)方案分析驗(yàn)證
7.1.3 驗(yàn)證結(jié)論
7.2 隔板補(bǔ)強(qiáng)板結(jié)構(gòu)改進(jìn)及分析驗(yàn)證
7.2.1 改進(jìn)方案制定
7.2.2 改進(jìn)方案分析驗(yàn)證
7.2.3 驗(yàn)證結(jié)論
本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換程序
附錄2 NHDH型大軸重煤炭漏斗車牽引桿實(shí)測載荷譜
附錄3 NHDH型大軸重煤炭漏斗車車鉤托梁實(shí)測載荷譜
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國鐵路煤炭漏斗車的發(fā)展概況[J]. 趙湘萍. 科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力. 2016(07)
[2]大軸重煤炭漏斗車輕量化技術(shù)研究[J]. 張超德,李建超,黃瑞,陸強(qiáng),池海,傅茂海,安琪. 鐵道機(jī)車車輛. 2016(02)
[3]大軸重煤炭漏斗車關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用[J]. 張超德,池海,葉毅,潘樹平,傅茂海,安琪. 鐵道機(jī)車車輛. 2015(04)
[4]鋁合金材料在鐵路貨車上的應(yīng)用研究[J]. 楊巨平. 鐵道車輛. 2015(06)
[5]煤炭漏斗車運(yùn)用與發(fā)展[J]. 何世球,劉鳳偉,王寶磊. 鐵道機(jī)車車輛. 2015(01)
[6]卸貨狀態(tài)下漏斗車車體疲勞強(qiáng)度分析[J]. 郝博,謝素明,王文. 大連交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(S1)
[7]專業(yè)煤炭碼頭接卸底開門漏斗車的試驗(yàn)研究[J]. 王軍,陳光平,宋郁珉. 港口裝卸. 2010(04)
[8]關(guān)于澳大利亞鐵路貨車的介紹與思考[J]. 侯亞捷,陳雷,張顯鋒. 鐵道車輛. 2007(02)
[9]車輛結(jié)構(gòu)建模中的幾個(gè)難點(diǎn)及對(duì)策[J]. 范國海,張純義,關(guān)曉麗,兆文忠,謝素明. 大連鐵道學(xué)院學(xué)報(bào). 2000(03)
[10]淺談煤炭漏斗車的發(fā)展[J]. 謝松云,周菊香. 鐵道車輛. 1994(11)
博士論文
[1]高速列車結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)應(yīng)力疲勞評(píng)定方法及應(yīng)用研究[D]. 王斌杰.北京交通大學(xué) 2008
碩士論文
[1]動(dòng)應(yīng)力數(shù)據(jù)處理及疲勞評(píng)估軟件系統(tǒng)開發(fā)[D]. 咸曉雨.北京交通大學(xué) 2017
[2]C80E型通用敞車車體大橫梁焊縫裂紋研究[D]. 雷恩強(qiáng).北京交通大學(xué) 2016
[3]載重98t鋁合金煤炭漏斗車車體結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 譚宇寬.西南交通大學(xué) 2015
[4]基于線路試驗(yàn)的C80車體結(jié)構(gòu)載荷譜與動(dòng)應(yīng)力響應(yīng)分析[D]. 趙一嬌.北京交通大學(xué) 2015
[5]罐車車體結(jié)構(gòu)的疲勞損傷規(guī)律研究[D]. 張友印.北京交通大學(xué) 2014
[6]漏斗車卸載效率及其影響因素研究[D]. 陸振洲.中南大學(xué) 2014
[7]C70型通用貨車載荷譜測試與研究[D]. 陳晟.北京交通大學(xué) 2014
[8]馬達(dá)加斯加米軌漏斗車車體設(shè)計(jì)[D]. 李偉.西南交通大學(xué) 2011
[9]三向壓力盒地應(yīng)力測試與反演方法研究[D]. 許文龍.山東科技大學(xué) 2011
[10]載重80t通用敞車車體結(jié)構(gòu)研究[D]. 黃昔平.中南大學(xué) 2010
本文編號(hào):3161076
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