【正文】 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 快捷行包車車體結(jié)構(gòu)分析畢業(yè)設(shè)計論文目錄中文摘要 IAbstract II目錄 III第1章 緒論 2 研究背景及意義 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 論文研究內(nèi)容 4 本章小結(jié) 5第2章基礎(chǔ)理論 6 hypermesh介紹 6 ANSYS介紹 7 靜強(qiáng)度理論 8 疲勞強(qiáng)度理論 9 模態(tài)分析理論 9 本章小結(jié) 10第3章 模型建立與載荷計算 11 車體結(jié)構(gòu)及材料簡介 11 有限元模型 12 載荷工況 13 靜強(qiáng)度計算工況 14 疲勞強(qiáng)度計算工況 17 本章小結(jié) 22第4章 計算分析結(jié)果 23 靜強(qiáng)度計算 23 疲勞強(qiáng)度計算 27 模態(tài)分析計算 33 本章小結(jié) 37結(jié)論 38致謝 39參考文獻(xiàn) 40第1章 緒論 研究背景及意義近幾年，我國高速動車組技術(shù)發(fā)展迅速，一定程度上有效緩解了我國的客運壓力。尤其是在春運期間，高速鐵路在國內(nèi)鐵路運輸行業(yè)占了較大的比重，讓一票難求的問題得到了有效緩解。與客運專線的高速發(fā)展相比，我國的貨運發(fā)展也就顯得不盡人意。通過了解國內(nèi)鐵路貨車的發(fā)展歷史以及國外鐵路貨車發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合我國目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的整體運輸需求和鐵路跨越式發(fā)展的要求，我國鐵路貨車的發(fā)展以提速、重載為主［1］。貨車商業(yè)運營速度，快運貨車應(yīng)達(dá)到160km/h；21t～23t軸重的通用貨車應(yīng)普遍達(dá)到120km/h；25t軸重的通用和專用貨車應(yīng)不低于100km/h；特種長大貨物車空車應(yīng)不低于100km/h，重車應(yīng)根據(jù)不同情況達(dá)到70 km/h～100 km/h。在中國現(xiàn)有的貨車中，敞車約為60% ，% ，% ，% ，% ，% 。同歐洲國家相比，中國的貨車品種較為單一，已不能適應(yīng)鐵路運輸發(fā)展的需要［2］。歐洲國家近年來大力發(fā)展集裝箱快速運輸、公鐵聯(lián)運和快速專列，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益［3］。與此同時,我國大量新建高速線路,大力推進(jìn)客運高速化,也為貨運快捷化創(chuàng)造了條件。在未來高速貨車發(fā)展過程中，對相應(yīng)的配套車體進(jìn)行開發(fā)研制，將有效地擴(kuò)大其運用范圍。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀為充分利用高速線路的運輸能力,可采用在高速線路上開行快速貨運專列的方法。目前，國外已經(jīng)成功開行了商業(yè)化的快速貨車。與此同時,我國雖已研制出160km/h商業(yè)化運行的快速貨車,但是由于技術(shù)尚未成熟，所以現(xiàn)在未在鐵路上大量運行。因此，實現(xiàn)安全、快捷、高效、經(jīng)濟(jì)的貨物運輸,全面研究快速貨車的關(guān)鍵技術(shù)迫在眉睫［4］。近幾年來，市場競爭正在悄然改變著中國運輸市場的格局，雖然全國客貨運總量在逐年遞增，但鐵路在運輸市場中的占有份額卻有所下降。而裝備落后導(dǎo)致運行速度較低，是使中國鐵路陷入這一被動局面的主要原因之一。鐵路運輸要走出這一困境，提速顯得勢在必行。但在客貨混跑的線路上，提高客車速度的同時，必然會減少貨車的運行對數(shù)。因此，鐵路要全面增加運能和運輸效率，必須提高貨車的運行速度［5］。當(dāng)前我國鐵路的發(fā)展是優(yōu)先于客運而暫緩貨運，這與我國當(dāng)前存在的問題有很大關(guān)系。相比于客運，貨運的問題更大，資源分布的不均勻，鐵路相應(yīng)設(shè)備的老化，不斷地貨車提速帶來了貨車的壽命減短，使得成本升高。對于貨運，人員的素質(zhì)參差不齊，使得高速有效發(fā)展存在很大的障礙。發(fā)展高速貨車，目前我國的技術(shù)上不是很成熟，如果要大力發(fā)展，必須解決的是鐵路硬件與軟件的雙升級。硬件方面，我國的貨運專線基礎(chǔ)設(shè)施不允許其走向高速重載化，必須在這方面進(jìn)行系列升級換代。同時高速貨車車體轉(zhuǎn)向架牽引與制動系統(tǒng)，都需要高速發(fā)展，才能保證高速貨車能夠又好又快發(fā)展。軟件方面，對于高速貨車我們需要的人才很多，在運輸組織方面，需要掌握高新科技的新型人才規(guī)模龐大，需要各個部門相互配合，能夠培養(yǎng)出更多的專業(yè)人才。同時對于我們運輸?shù)呢浳镄枰M(jìn)行必要的整編，能夠更快捷的將物流效率提高。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，鐵路運輸問題日益突出。近年來，隨著我國鐵路提速和重載技術(shù)的發(fā)展，部分鐵路貨車的主要結(jié)構(gòu)及零部件出現(xiàn)了不同程度的損壞，沒有達(dá)到正常的使用年限。因此，需要經(jīng)過有效設(shè)計，使車體強(qiáng)度符合規(guī)定，讓材料強(qiáng)度得到充分的利用。鐵路早期的貨車基本上都是兩軸車，隨著載重的增加也曾出現(xiàn)過少量的三軸車。兩軸車由于結(jié)構(gòu)簡單和維修方便，至今在歐洲輕型貨車中仍占有一定的比例。隨著車輛運行速度提高、載重的增加和良好曲線通過性能的需要，在19世紀(jì)后期開始出現(xiàn)貨車轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)向架在鐵路機(jī)車車輛上的運用可以追溯到19世紀(jì)40年代，其最早是用于美國鐵路客車，后傳入歐洲及其他國家。貨車由于使用了轉(zhuǎn)向架，單車載重量從25t左右提高到60t左右。如今，世界上鐵道貨車基本上以裝有轉(zhuǎn)向架的貨車為主。法國國鐵于20世紀(jì)80年代研制成功了適用于時速為160km/h高速貨車。進(jìn)人20世紀(jì)9O年代，德國聯(lián)邦鐵路(DB)在高速鐵路線上成功開行了時速為250 km 的ICE高速客車。為充分利用線路和加快貨物運輸，德國聯(lián)邦鐵路要求在客運間隙和夜間開行速度為16O km/h的快速貨運列車。為此，德國Talbot工廠研制了一種運行速度為160 km/h的高速貨車轉(zhuǎn)向架。近年來美國研制出新型高速貨車，其最大運行速度可達(dá)160km/h，在北美國家得到了較好的應(yīng)用。但是其在歐洲以及其他一些類似的國家受到制動距離的限制。通過以上的內(nèi)容可以看出，研究我國國產(chǎn)高速貨車已是迫在眉睫。當(dāng)前必須增加鐵路貨運的能力才能保住鐵路的市場占有率，才能帶來新的、更大的發(fā)展，從而適應(yīng)國內(nèi)外鐵路科技的發(fā)展。 論文研究內(nèi)容針對我國高速鐵路貨運的發(fā)展瓶頸，本論文以研究高速貨車車體為主線，對車體進(jìn)行靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度與模態(tài)的分析。同時，通過對EN和鐵標(biāo)的學(xué)習(xí)，了解關(guān)于靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度的相關(guān)規(guī)定，利用有限元方法進(jìn)行車體應(yīng)力分析，并對車體的靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度進(jìn)行了評價。最后求解車體模態(tài)。本論文主要針對快速行包車車體進(jìn)行強(qiáng)度與模態(tài)分析。其中靜強(qiáng)度計算需要在三種不同的工況下完成。分別是工況1：垂向總載＋側(cè)向力＋扭轉(zhuǎn)＋縱向拉伸1125KN；工況2：垂向總載＋側(cè)向力＋扭轉(zhuǎn)＋縱向壓縮1400KN；工況3：垂向靜載＋縱向壓縮2250KN。分別找出三種不同工況下車體的應(yīng)力集中區(qū)域，并提出修改意見。疲勞強(qiáng)度主要的是使用AAR機(jī)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)SN曲線參照“BS EN 199319:2005 Eurocode 3: 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范”預(yù)測了車體疲勞壽命。模態(tài)分析是利用ANSYS分析出車體每一個模態(tài)具有特定的固有頻率和振型。 本章小結(jié)本章主要了解高速貨車的研究背景和意義，國內(nèi)外高速貨車的研究現(xiàn)狀，引出本論文的研究方向。第2章基礎(chǔ)理論 hypermesh介紹Hypermesh軟件是美國Altair公司的產(chǎn)品，是世界領(lǐng)先的、功能強(qiáng)大的CAE應(yīng)用軟件包，也是一個創(chuàng)新、開放的企業(yè)級CAE平臺，它集成了設(shè)計