本文關(guān)鍵詞：基于流固耦合的罐式集裝箱鐵路沖擊試驗仿真研究　出處：《浙江大學(xué)》2011年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：罐式集裝箱(罐箱)在鐵路運輸過程中,由于受外部沖擊和內(nèi)部流體的交互作用,會造成結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)的瞬態(tài)及振蕩變化,嚴(yán)重時會發(fā)生局部結(jié)構(gòu)的大變形,甚至是容器的泄漏。這是罐箱實際使用中的一大安全隱患,必須予以關(guān)注和掌控。承受鐵路沖擊的能力現(xiàn)已成為罐箱校核設(shè)計和質(zhì)量控制的重要指標(biāo)之一。依托國內(nèi)最大的罐箱制造企業(yè)—南通中集罐式儲運設(shè)備制造有限公司的“奧氏體不銹鋼應(yīng)變強(qiáng)化低溫罐箱”開發(fā)項目,依據(jù)ISO鐵路縱向沖擊試驗技術(shù)規(guī)定的要求,基于流固耦合的非線性有限元求解方法,針對試驗過程中復(fù)雜的流固耦合作用、結(jié)構(gòu)動力學(xué)及應(yīng)力應(yīng)變特點,本文主要進(jìn)行了罐箱的鐵路沖擊試驗仿真研究。 首先,基于ISO縱向沖擊試驗標(biāo)準(zhǔn),查找并深入分析了數(shù)據(jù)積累的原型試驗,確定了研究方案及其指導(dǎo)準(zhǔn)則,以此作為仿真模型構(gòu)建的具體理論和試驗依據(jù)。 其次,提出了適合于罐箱鐵路沖擊試驗仿真的數(shù)值模擬算法組合。通過重力及簡單容器沖擊過程的模擬,將其仿真計算結(jié)果與已有的解析解、試驗數(shù)據(jù)及數(shù)值計算結(jié)果進(jìn)行了對比論證。 然后,建立了一套較為完整的罐箱鐵路沖擊試驗仿真流程。以40英尺標(biāo)準(zhǔn)低溫罐箱為實例,給出了整個流程實現(xiàn)中的具體細(xì)節(jié),包括針對實際產(chǎn)品的分析簡化、材料力學(xué)性能及本構(gòu)關(guān)系、計算載荷和邊界條件的確定等。 最后,按照ISO標(biāo)準(zhǔn),完成了動力學(xué)分析和SRS曲線驗證。根據(jù)仿真結(jié)果,分析了沖擊過程中流固耦合作用對罐箱整體結(jié)構(gòu)的具體影響,給出了相互作用的規(guī)律。并對罐箱各個構(gòu)件應(yīng)力的時域變化進(jìn)行了對比研究。 仿真分析結(jié)果表明,在滿足ISO1946-3規(guī)定的縱向沖擊試驗要求的條件下,該產(chǎn)品不會發(fā)生塑性大變形而影響產(chǎn)品的正常使用。但是,防波板結(jié)構(gòu)局部會產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象。因此,進(jìn)一步探索了防波板在罐箱沖擊試驗中的影響與改進(jìn)設(shè)計方向。 本文研究提出的仿真方法和計算結(jié)果,可以用于指導(dǎo)罐箱產(chǎn)品的改進(jìn)設(shè)計與性能提高,具有一定的實際應(yīng)用價值。
[Abstract]:In the process of railway transportation, tank container can cause transient and oscillatory changes of structural stress state due to external shocks and internal fluid interaction. Serious deformation of local structure and even leakage of containers will occur. This is a major safety hazard in the actual use of the tank, which must be paid attention and control. The ability to withstand the impact of the railway has now become one of the most important indicators for the design and quality control of the tank box. Based on the largest tank manufacturer - Nantong CIMC tank equipment Co. Ltd. "strengthening austenitic stainless steel cryogenic tank strain test technology development projects, according to the provisions of the longitudinal impact of ISO railway requirements, liquid-solid coupled nonlinear finite element solution method based on the test process of complex fluid structure interaction the structure, dynamics and stress-strain characteristics, this paper mainly studies the impact test simulation of railway tank.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH247

【引證文獻(xiàn)】

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1 靳德峰;高頻電液顫振器流固耦合振動研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

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本文編號：1345733