隨著我國(guó)城市地鐵交通的不斷發(fā)展,地鐵車輛的車體輕量化設(shè)計(jì)變得愈發(fā)重要。這是因?yàn)檐圀w重量的降低既有利于提高地鐵列車的運(yùn)行速度,增大載客能力,又可以降低制造和運(yùn)營(yíng)成本。車體經(jīng)過(guò)輕量化設(shè)計(jì)后,車體的剛度及固有頻率可能會(huì)有所降低,從而使車體在受到來(lái)自線路或其他方面的激擾時(shí)更容易發(fā)生振動(dòng)。如果振動(dòng)超過(guò)一定限度,就會(huì)影響車輛的運(yùn)行品質(zhì)和乘客的乘坐舒適性。為此,本文在不降低剛度及固有頻率的情況下對(duì)車體進(jìn)行輕量化研究。本文闡述了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于軌道車輛車體的輕量化研究的現(xiàn)狀。以某A型地鐵鋁合金車體為研究對(duì)象,在充分了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,合理的簡(jiǎn)化了車體結(jié)構(gòu),建立了車體的有限元模型。對(duì)車體的強(qiáng)度、剛度及模態(tài)進(jìn)行了有限元仿真分析,并依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車體的各項(xiàng)性能進(jìn)行了校核,可知車體的各項(xiàng)性能均滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。在車體性能分析的基礎(chǔ)上,以車頂、側(cè)墻及底架邊梁型材的板件厚度作為設(shè)計(jì)變量,采用了兩步優(yōu)化策略,完成了車體的輕量化研究。在第一次優(yōu)化中,基于對(duì)質(zhì)量靈敏度、應(yīng)力靈敏度、位移靈敏度和相對(duì)靈敏度的分析,對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行了分類,并調(diào)整了各類設(shè)計(jì)變量值的變化范圍。以減輕車體重量為優(yōu)化目的,對(duì)車體進(jìn)行了優(yōu)化。以第一次... 

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外軌道車輛的車體輕量化研究的現(xiàn)狀
        1.3.1 新型材料的研發(fā)及應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.3.2 車體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究?jī)?nèi)容
第二章 基本理論概述及優(yōu)化軟件介紹
    2.1 有限元方法的基本理論
        2.1.1 有限元方法的發(fā)展
        2.1.2 有限元方法的分析過(guò)程
    2.2 模態(tài)分析的基本理論
    2.3 靈敏度分析的基本理論
        2.3.1 靈敏度分析概述
        2.3.2 位移靈敏度
        2.3.3 應(yīng)力靈敏度
        2.3.4 模態(tài)頻率靈敏度
    2.4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理論
        2.4.1 基本理論與數(shù)學(xué)模型
        2.4.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
    2.5 OptiStruct的概述和優(yōu)化流程
        2.5.1 OptiStruct軟件簡(jiǎn)介
        2.5.2 OptiStruct的優(yōu)化流程
第三章 車體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介及車體有限元模型的建立
    3.1 車體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
        3.1.1 車輛的主要技術(shù)參數(shù)
        3.1.2 車體的主要組成部分
        3.1.3 車體的材料屬性
    3.2 車體有限元模型的建立
        3.2.1 結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化
        3.2.2 各種連接關(guān)系的模擬
        3.2.3 有限元模型的建立
第四章 車體性能的有限元仿真分析
    4.1 車體性能的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
        4.1.1 強(qiáng)度的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
        4.1.2 剛度的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
        4.1.3 模態(tài)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
    4.2 車體強(qiáng)度及剛度分析
        4.2.1 載荷的確定
        4.2.2 約束條件的確定
        4.2.3 計(jì)算工況的確定
        4.2.4 強(qiáng)度分析
        4.2.5 剛度分析
    4.3 車體模態(tài)分析
        4.3.1 空車狀態(tài)下車體的模態(tài)計(jì)算結(jié)果
        4.3.2 整備狀態(tài)下車體的模態(tài)計(jì)算結(jié)果
    本章小結(jié)
第五章 車體結(jié)構(gòu)輕量化研究
    5.1 基于強(qiáng)度和剛度的車體優(yōu)化
        5.1.1 靈敏度分析
        5.1.2 相對(duì)靈敏度分析
        5.1.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)變量值的變化范圍
        5.1.4 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        5.1.5 優(yōu)化結(jié)果
        5.1.6 優(yōu)化后車體性能的分析
    5.2 基于模態(tài)頻率的車體優(yōu)化
        5.2.1 靈敏度分析
        5.2.2 相對(duì)靈敏度分析
        5.2.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)變量值的變化范圍
        5.2.4 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        5.2.5 優(yōu)化結(jié)果
        5.2.6 優(yōu)化后車體性能的分析
    本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
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
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博士論文
[1]高速列車車體固有頻率分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究[D]. 于金朋.西南交通大學(xué) 2018
[2]高速列車車體設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 丁叁叁.北京交通大學(xué) 2016
[3]城市軌道交通再生制動(dòng)能量利用技術(shù)研究[D]. 許愛(ài)國(guó).南京航空航天大學(xué) 2009
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碩士論文
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[2]基于鐵路客車碳鋼車體的輕量化提升與應(yīng)用[D]. 杜彥品.西南交通大學(xué) 2017
[3]高速列車車體結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化方法研究[D]. 史艷民.西南交通大學(xué) 2017
[4]基于輕量化的CRH3型動(dòng)車組底架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 趙寧.北京交通大學(xué) 2017
[5]基于超單元法的地鐵車輛鋁合金車體輕量化研究[D]. 鄭若瑜.西南交通大學(xué) 2016
[6]標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)車組中間車體側(cè)墻輕量化與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 胡志峰.北京交通大學(xué) 2016
[7]基于網(wǎng)格變形的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組底架結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 高潤(rùn)鴻.北京交通大學(xué) 2016



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