有轨电车复合材料车顶板结构仿真研究

以某型有轨电车SFY06复合材料车顶板为研究对象,提出一种等效性建模仿真方法,利用前处理软件Hypermesh建立其有限元模型。按照欧洲铁路车辆车体结构要求EN12663-1-2010强度评估标准对其进行强度计算,验证车顶板结构设计的合理性;对车顶板有限元模型进行模态分析,验证车顶板动态特性设计是否合理。结果表明,该复合结构车顶板静态强度、刚度及动态特性均能满足相关要求,结构中无明显薄弱环节,车顶板结构设计合理。

碳纤维复合材料地铁车顶板固有频率概率分析

复合材料结构的材料属性或几何参数具有较高的随机离散性,影响可靠度。采用一种随机有限元方法——Modal Stability Procedure(MSP)法,选取材料属性和铺层厚度为不确定参数,对自由振动的碳纤维复合材料地铁车顶板的前四阶固有频率进行了概率分析。这种方法假设模态不变,只需一次有限元分析和一次基于Monte Carlo快速模拟的后处理,极大地降低了计算成本。本文采用这种方法,结合Sobol′灵敏度分析法,分析了不同的随机参数对三明治复合材料地铁车顶板固有频率不确定性的影响。结果表明,在相同的随机离散性水平下,结构的密度和厚度对固有频率的不确定性有着较大的影响。