基于非参数外推的动车组设备舱底板振动最大值预测

随着列车运行速度的提高,动车组设备舱等薄壁结构的振动越来越明显。短时短里程所测载荷数据难以代表全生命里程下的载荷最大值边界,需要对载荷数据进行全生命里程下的最值预测。介绍基于非参数外推方法进行更高运行速度条件下振动载荷最大值预测的一般流程,以动车组设备舱底板垂向振动实测数据为研究对象,对底板振动与列车运行速度的变化规律进行分析,并预测动车组设备舱底板振动最大值。结果表明,设备舱底板振动最大值与列车运行速度呈近似二次函数关系;以单日测试数据为基础,采用非参数外推方法进行3日最大值预测,预测值与实测值误差小于5%;在列车运行速度450 km/h条件下,全生命里程的非参数外推法预测值相对于直接预测值增大19%。因此,在更高运行速度的动车组设计中,采用非参数外推的预测结果作为振动载荷边界,具有更大的安全裕量。

基于渐进失效理论的碳纤维/泡沫夹芯设备舱底板强度仿真

设备舱底板在列车行驶过程中会受到气动载荷与石子冲击的影响,其强度直接影响到设备舱内的设备安全。文章基于渐进失效分析理论和刚度退化模型,在验证仿真建模的准确性后,建立了碳纤维/泡沫夹芯设备舱底板的静强度与低速冲击工况下的有限元模型。基于有限元模型分析了设备舱底板在5种静强度工况下的失效因子、应变和失效载荷,讨论了200 J、300 J、400 J、500 J的冲击能量以及100 mm、200 mm、300 mm的冲头直径对设备舱底板抗冲击性能的影响。结果表明,设备舱底板满足静强度要求,其失效载荷为63.0 kPa,最大失效因子及最大应变位置位于螺栓孔周围;冲击接触力峰值、上面板凹陷深度及各铺层的基体失效面积随冲击能量的增加而增大,而冲头直径的变化对设备舱底板的低速冲击性能影响较小。

芳纶纤维复合材料在高速试验列车设备舱底板上的应用研究

按照IEC 61373—1999《铁道车辆设备冲击和振动试验标准》,对高速试验列车AFRP设备舱底板结构进行了振动冲击分析,结果满足冲击静强度要求。振动模态分析得到了该结构的固有振动频率和振型,一阶固有频率为100.904Hz,远远大于原铝合金结构。最后考察了该结构的碰撞性能,结果符合高速碰撞的预定设计要求。

基于OptiStruct的设备舱底板刚度优化

针对典型动车组设备舱中间舱室底板刚度存在的问题,在不改变其厚度的情况下,采用OptiStruct对薄弱处底板进行了形貌优化,分析了起筋模式、起筋角度以及起筋高度对结构刚度的影响;对底板横梁进行了拓扑优化,找到了最佳板厚,进一步提高了底板的结构刚度。

高速列车设备舱底板的振动特性研究

为了优化设备舱底板的振动疲劳特性,建立了刚柔耦合多体动力学模型,分析了在武广谱载荷谱的线路条件激励下,底板关键位置的振动和车速的关系。研究发现,车辆设备舱底板的振动总体趋势是随着速度的增加而增加,但是在250km/h的时候,纵向振动幅值会比300km/h的要大。根据动力学仿真结果提取出载荷的大小,进行了有限元强度分析,得到了底板的最大应力和开孔位置的最大应力。滚动台试验数据和仿真结果一致,验证了模型的正确性。最后对底板进行了优化,加厚设备舱底板的厚度。对比发现,优化后的整体最大应力由8.78 MPa减小到4.79MPa,开孔处的最大应力由1.65MPa减小到0.95MPa,底板的强度性能得到了大幅度提高。

高速列车车下设备舱底板的可靠性研究

随着我国经济水平的不断提高和综合国力的提升,动车事业得到了迅猛发展,推动了我国交通事业的发展,拉动区域经济,缩小贫富差距。目前,我国高速列车营运速度为330千米每小时,最高时速可达380千米,运营速度位居世界前列。高速列车引进中国后,在车下设备舱底板可靠性研究领域还不成熟,大多数设计师则凭借自身的设计经验对高速列车车下设备舱进行研究和探索,由于高速列车车下设备舱底板的零部件没有可靠的评估方式,只能对其进行寿命试验。基于此,本文对高速列车车下设备舱底板的可靠性进行深入的研究并分析了我国高速列车的现状。

复合材料结构部件在高速动车组上的应用研究及性能评价

文章介绍了铝蜂窝结构设备舱底板结构应用现状,分析了复合材料(玻璃纤维、碳纤维及填充材料的复合)设备舱底板结构设计的可行性,验证了复合材料新结构的工艺性及其强度、疲劳等性能,证明了复合材料设备舱底板在高速动车组上应用的适用性。