Identifying the relationship between suspension parameters of underframe equipment and carbody modal frequency

As a critical component of the railway vehicle, underframe equipment has a great influence on the ride comfort of railway vehicles due to their big mass and active vibration. Therefore, study on the relationship between suspension parameters of underframe equipment and the modal frequency of carbody is extremely crucial for con trolling the ride quality of railway vehicles. In this paper, a finite element model of the carbody was developed to investigate the effects of the suspension location, the mass of the suspension equipment, and the suspension frequency on the mode of the carbody. Then, the matching relationship between the suspension parameters and the modal frequency of the carbody was studied through the transfer function. In addition, roller rig tests were performed to verify the numerical simulation model of the carbody. The results show that the suspension parameters of the underframe equipment have a great influence on the mode of the carbody, especially for the frequency of the first bending mode. To improve the frequency of carbody highfrequency bending and reduce energy transfer, equipment with a large mass should be suspended toward the middle of the carbody. The weight of the equipment strongly affects the first bending frequency and energy transfer of the carbody. The frequency of heavy suspended equipment should be sufficiently low to increase the transmissibility of high frequencies and improve the vibration characteristics of the carbody. Although the bending frequency of the carbody can be improved effec tively by increasing the suspension stiffness of thesuspension equipment, in order to reduce carbody vibration effectively, the suspension frequency of the equipment should be slightly lower than the carbody bending frequency.

某地铁铝合金车体底架断面拓扑优化设计

对某地铁铝合金车体进行了几种重要工况下的有限元分析,结果表明,该车体的静强度和刚度均符合规定的要求,而且具有一定的减重空间;随后对该车体底架铝合金型材断面进行了拓扑优化,根据拓扑优化的结果和工程实际重新设计底架的筋板,并通过有限元分析对其静强度和刚度进行验证,结果表明结构优化后的车体符合规定的静强度和刚度要求。优化后底架减重268 kg,减重率为8.8%,减重效果较为可观,本次拓扑优化分析结果可为今后铝合金地铁车体底架的筋板设计和轻量化研究提供一定的参考依据和思路。

某型地铁列车端部底架疲劳寿命研究

[目的]地铁车体为焊接结构,受应力集中、焊接缺陷及焊接残余应力等影响,其车体疲劳强度会明显小于金属母材。而地铁列车端部底架作为转向架和车体相连接的部位,其承受的载荷相对更大,因此有必要研究其疲劳寿命。[方法]采用数值仿真和疲劳试验相结合的方法,对某型地铁列车端部底架常见的疲劳寿命问题进行研究。建立了地铁车辆有限元模型,确定了相应的疲劳载荷和评估点,对地铁车辆整车和端部底架分别进行了疲劳损伤仿真,对端部底架开展台架试验;并对台架试验结果、整车疲劳试验结果和底架仿真结果进行了对比分析。[结果及结论]该地铁车体整车底架和端部底架在单向疲劳损伤和组合载荷疲劳损伤的情况下,均没有产生裂纹的风险,满足标准相关要求。此外,将载荷放大后端部底架在疲劳试验时可以获得更为保守的结果,并且端部底架有限元模型的仿真结果和试验结果一致性较好,可以真实反映整车模型的应力状态,满足相关标准的要求。

基于HyperMesh的客车底架后桥段结构的优化分析

运用HyperMesh软件对某型客车骨架进行有限元强度分析和结构优化。结构优化时,首先确定具体改进区域,再研究不同的后桥段结构方案对整车骨架强度的影响,最后确定一种最优结构,既能保证客车骨架的强度,又能满足实际功能性需求。

一种新型铝合金地铁车辆车体底架焊接结构设计

铝合金广泛应用于轨道车辆,其车体底架结构设计对车辆至关重要。文章针对某A型铝合金车体,对底架焊接结构进行了详细设计。在底架设计阶段需对关键焊缝进行试验验证,结合主要工况的静强度计算结果对焊缝及结构进行调整设计,车体焊接完成后进行静强度试验,在底架关键部位贴应力片测试,收集应力数据,验证整体结构设计的安全性和可靠性。经验证,新型铝合金地铁车辆车体底架焊接结构既满足设备安装平台的平面度要求,又满足其作为车辆运行的关键承载部件的强度要求。

内燃动车组车体底架结构刚度优化研究

基于内燃动车组铝合金车体因动力包安装与维护带来的刚度降低问题,文章提出了两种动力包安装区域底架结构优化方案。利用HyperMesh软件建立有限元模型并进行车体模态仿真分析,结果表明:采用打断长地板、加设大横梁的优化方案,可明显提升车体低阶模态频率。选定此优化方案进行试制与工程化验证,结果显示整备车体1阶垂弯频率有效避开了转向架1阶浮沉频率,满足车体刚度设计要求。

基于响应面法的龙门下框架轻量化设计

针对龙门下框架设计过于保守、材料利用率不高的问题,提出了基于响应面法的龙门下框架轻量化设计方法。通过将中心复合试验设计与有限元数值模拟技术相结合,构建了龙门下框架质量、刚度、强度的二阶多项式响应面模型,并对其进行了精度检验,验证了所建立的响应面模型具有足够的精度。在此基础上,以各构件厚度为设计变量,质量为目标,刚度及强度为约束建立了龙门下框架轻量化设计数学模型,采用序列二次规划算法进行求解,并对优化结果进行仿真验证。结果表明,优化后的龙门下框架满足刚度和强度要求,重量降低了82.1kg,减重率达到了19.0%,轻量化效果显著。

铝合金底架端部地板组装预置反变形工艺分析

针对铝合金底架端部区域焊接变形问题,文章分析了底架的结构组成,通过理论建模计算和试验验证并行的方法确定了预置反变形作用力的位置及大小,并对端部地板组焊工艺进行了优化。工艺优化后,枕梁端部区域的预置反变形作用力满足屈服强度要求,焊后地板平面度达到工艺预期效果,产品质量稳定。

厚板牵引梁搅拌摩擦焊焊接质量攻关

厚板牵引梁在搅拌摩擦焊焊接过程中,容易发生焊缝表面沟槽、焊缝压深、搅拌头断针等质量问题。通过应用优化组焊压紧工装、焊接参数及搅拌头的使用设计等攻关措施,可有效降低焊接质量问题发生,提升牵引梁焊接效率。

高耸大跨度门式提升架同步整体提升技术研究

同步整体提升技术对于大面积钢网架结构提升工程是较为普遍的典型应用,一般采用多组门式提升架作为提升液压缸的支撑结构。为了完成托克托县某电厂煤棚建设工程高耸拱形钢网架整体提升施工,解决提升架高空吊装拆卸、提升钢绞线高空穿装、垂直度偏差下提升梁与架顶梁座高空对接,以及地处多风地区等难点和不利因素,通过设计和应用铰接组合式提升梁、梁端铰接位置无级调节装置、重型塔式起重机塔身作为门式架身、可周转底架式基础等结构和装置,制作了高耸大跨度门式提升架应用于本工程,得到了安全、经济、安装使用方便的应用结果,可为类似提升高度较高的整体提升施工提供参考。

电传动重型轨道车柴油发电机组公共底架设计

柴油发电机组作为电传动重型轨道车的动力来源,其稳定性对整车的行驶品质有着至关重要的作用。由于公共底架承载整个柴油发电机组,又受到车内空间限制及整车布置的要求,因此合理的结构形式对柴油发电机组的稳定性和可靠性是非常重要的。以某重型轨道车柴油发电机组公共底架为研究对象,对其设计分析过程进行了介绍,并对其进行了可靠性验证,以满足实际运用要求。

车下设备悬吊方式对车体振动的影响

利用有限元Ansys和多体动力学Simpack软件建立了高速轨道车辆三维刚柔耦合动力学模型,研究了车下设备采用弹性和刚性2种悬吊方式对车体振动的影响。仿真结果表明,设备采用弹性悬吊方式可以有效降低车体弹性振动,尤其是对振动能量贡献最大的一阶弯曲振动,但对刚体模态低频振动的影响不大。同时将滚动振动试验台数据和仿真数据进行对比,二者能够有效吻合,验证了理论模型的正确性。本文研究的结果为车下设备悬吊方式设计提供了理论依据,为工程应用提供参考。

高速动车组车下设备对车体振动传递与模态频率的影响机理研究

提出包含车下设备的高速动车组整备状态车体模态频率数值计算方法,并通过有限元分析及模态试验,验证该方法的准确性。理论研究车下设备对车体振动传递特性的影响,定义车体的名义垂向一阶弯曲模态频率,并结合数值计算、振动传递分析与模态试验分析,分析车下设备悬挂参数对车体模态频率的影响机理。研究表明,采用弹性吊挂的车下设备将与车体形成耦合振动系统,且耦合振动系统在原车体垂向一阶弯曲模态频率附近产生一个新的低频振动分量和一个新的高频振动分量;低频振动振型为车下设备垂向振动与车体垂向一阶弯曲振动同相,高频振动振型为二者反相振动;随着车下设备悬挂刚度的变化,车体的名义垂向一阶弯曲频率将会发生"频率跳变"现象。

铰接式货车车体底架有限元分析

建立了铰接式货车平车底架的有限元计算模型 ,对该底架进行了静强度、刚度、固有频率及振型计算 ,针对铰接式货车底架刚度弱的特点 ,提出了方案修改建议 。

综采工作面液压支架底座扎底分析

通过对支架顶梁和底座合力点位置的研究,分析底座压力分布,说明支架扎底的原因,提出解决支架底座扎底的方法。

基于ANSYS的散料运输车底架的静态及模态分析

基于ANSYS有限元分析软件对某型号大型养路机械散料自动装卸运输车的底架进行了静态分析和模态分析。静态分析表明,底架的静强度满足要求,但在满载最大联挂速度行驶工况和紧急制动工况下的动强度不足;模态分析表明,底架整体结构动态特性基本满足要求,但存在有害振型。综合分析表明,底架需要进行结构改进以保证散料自动装卸运输车高可靠性的设计要求。

时速400公里高速列车底架拓扑优化

运用OptiStruct软件,针对400km/h高速列车车体,计算其在重要载荷作用下的结构强度、刚度以及模态分析后,以列车的底架作为研究对象,对其进行拓扑优化设计。结合OptiStruct中的OSSmooth模块和SOLIDWORKS软件,总结分析不同载荷方式作用下得出的拓扑优化结果,确定车体底架结构内筋的分布,得出最佳截面形状,并对优化后的底架结构及车体进行静强度以及模态分析比较。对比得出,优化后底架结构减重6.82%,满足车体强度、刚度及模态频率等性能要求的同时,改善了结构的应力分布。

车下悬吊系统耦合振动的半主动控制研究

为减小车体弹性振动,保护车下悬吊设备,研究了车体和车下悬吊设备的耦合振动关系,优化车辆动力学性能。考虑车体的弹性结构,建立车体与车下悬吊设备的刚柔耦合动力学仿真模型,对比分析了车下悬吊系统在被动控制方案和基于天棚阻尼的半主动控制方案下对车体弹性振动的影响,并分析了合理参数匹配的重要性。此外,以车下设备的质量为例研究了对半主动控制效果的影响。研究结果表明:在合理的参数匹配下,半主动控制方案能够有效降低车体的弹性振动;当车下设备质量较大时,半主动控制方案优于被动控制,且在一定范围内随质量增大减振效果更加明显。

基于双响应面的地铁车辆底架稳健优化设计

为了减少地铁车辆底架优化过程中由于不确定性因素引起的目标响应分散性问题,利用双响应面模型对其进行稳健优化设计。首先利用Monte Carlo方法筛选出对目标响应影响较大的设计变量,进行拉丁超立方抽样得到设计变量及目标响应的样本点;再运用最小二乘法对样本点进行拟合,求得目标响应的多项式响应面函数,对其进行均值估计和方差估计,得出均值和方差的响应面函数;最后以方差函数最小为优化目标,以均值函数为约束条件建立稳健优化模型,采用内点法对其进行优化求解。研究结果表明,通过双响应面模型进行稳健优化后底架结构的抗外界因素干扰能力提高,并且强度得到改善,质量减小。

安卡拉地铁底架设备布置及螺栓选型分析

结合不锈钢车辆的特点,综合考虑车辆限界、重量分配、设备安装和维护空间等因素,研究出一个合理的底架设备布置方案,并对螺栓选型进行了分析。经试验和上线运营验证,设备布置满足限界、轴重和轮重偏差及安装维护要求。