【正文】 ，但鐵路在運輸市場中的占有份額卻有所下降。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］。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。同時對于我們運輸?shù)呢浳镄枰M行必要的整編，能夠更快捷的將物流效率提高。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。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。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。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。最后求解車體模態(tài)。分別找出三種不同工況下車體的應力集中區(qū)域，并提出修改意見。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、功能強大的CAE應用軟件包，也是一個創(chuàng)新、開放的企業(yè)級CAE平臺，它集成了設計與分析所需的各種工具，具有無與倫比的性能以及高度的開放性、靈活性和友好的用戶界面。與其他的有限元前后處理器比較，HyperMesh的圖形用戶界面易于學習，特別是它支持直接輸入已有的三維CAD幾何模型(UG,Pro/E,CATIA等)已有的有限元模型，并且導入的效率和模型質(zhì)量都很高，可以大大減少很多重復性的工作，使得CAE分析工程師能夠投入更多的精力和時間到分析計算工作上去。 ANSYS介紹ANSYS是一個融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。 軟件主要包括三個部分：前處理模塊，分析計算模塊和后處理模塊。靜強度分析包括下面幾個方面的工作。 ③計算和校核桿件、板件、薄壁結(jié)構(gòu)、殼體等在載荷作用下是否會喪失穩(wěn)定。傳統(tǒng)的強度計算方法已不能滿足需求，各種新方法和新手段正在獲得發(fā)展。對于復合材料結(jié)構(gòu)則需要建立新的強度理論、準則和分析方法。在交變應力的作用下，雖然零件所承受的應力低于材料的屈服點，但經(jīng)過較長時間的工作后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的現(xiàn)象稱為金屬的疲勞。在交變應力的作用下，雖然零件所承受的應力低于材料的屈服點，但經(jīng)過較長時間的工作后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的現(xiàn)象稱為金屬的疲勞。模態(tài)是機械結(jié)構(gòu)的固有振動特性，每一個模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。振動模態(tài)是彈性結(jié)構(gòu)固有的、整體的特性。模態(tài)分析提供了研究各類振動特性的一條有效途徑。 本章小結(jié)理論基礎(chǔ)作為實踐的前提，能夠更加有效的幫助本論文向著正確的研究方向前進。調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學性能。09CuPCrNi用途舉例：用于各種交通車輛、工程機械、塔架、集裝箱，結(jié)構(gòu)件的焊接及制造。圖31 原車體模型采用板殼和實體單元對結(jié)構(gòu)進行離散，模型統(tǒng)計數(shù)據(jù)列于下表32中。圖 33 ANSYS車體全圖 靜強度計算工況靜強度計算工況：根據(jù)“TB/T13351996”的有關(guān)內(nèi)容，確定該車體的計算載荷。載荷步4中將扭矩轉(zhuǎn)化為旁承上的力F=,。垂向心盤浮沉載荷譜：對車體承載面施加垂向載荷，通過約束心盤面來模擬心盤浮沉載荷，載荷譜由AAR機務標準中載重50t行包車的重車心盤載荷線路環(huán)境事件百分率譜換算后得出。1 載荷譜下的疲勞壽命預測依據(jù)“BS EN 199319:2005 Eurocode 3: 鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范”，采用疲勞應力范圍方法進行該車體疲勞強度評價與壽命預測。若超過此限度，則以雨流計數(shù)法統(tǒng)計的產(chǎn)生頻度分布，推算在使用期間內(nèi)各級應力范圍及其產(chǎn)生次數(shù)，使用疲勞設計曲線，根據(jù)Miner線性累積疲勞損傷法則計算累計損傷度，并由此對應力產(chǎn)生次數(shù)（疲勞壽命）進行評價（見圖38和圖39）。各載荷譜下的累積損傷分析車體結(jié)構(gòu)疲勞壽命計算,T=600/D應力壽命曲線垂向載荷譜垂向心盤靜載車體結(jié)構(gòu)應力分析縱向壓縮100t縱向拉伸100t扭轉(zhuǎn)40kNm垂向載荷譜下的應力譜縱向載荷譜下的應力譜縱向載荷譜扭矩載荷譜下的應力譜各載荷譜下的應力譜分析垂向載荷譜下的損傷D1縱向載荷譜下的損傷D2扭矩載荷譜下的損傷D3600萬公里下的累積損傷計算，D=D1﹢D2﹢D3扭矩載荷譜圖310一般載荷下的疲勞壽命預測步驟根據(jù)AAR標準中給出的疲勞分析流程，結(jié)合有限元數(shù)值分析法,運用下述分析流程，可以計算出漏斗車車體結(jié)構(gòu)的疲勞壽命值。2 一般載荷下的的應力計算結(jié)果在垂向靜載荷﹑縱向100t拉伸﹑100t壓縮載荷及扭轉(zhuǎn)載荷下進行車體結(jié)構(gòu)有限元應力分析，載荷如下：① 垂向靜載荷（見圖311）② 100t縱向拉伸載荷（見圖312）③ 100t縱向壓縮載荷（見圖313）④ 40KN圖41 工況1應力云圖264Mpa圖42工況1最大應力發(fā)生部位局部應力云圖圖43 工況2應力云圖240Mpa圖44工況2最大應力發(fā)生部位局部應力云圖圖45 工況3應力云圖380Mpa圖46 工況3最大應力發(fā)生部位局部應力云圖表41 靜強度工況應力計算結(jié)果合成工況最大應力分布材料許用應力（Mpa）工況（與應力圖對應）位置應力（MPa）工況1：垂向總載+側(cè)向力＋扭轉(zhuǎn)＋1125KN拉伸牽引梁端部腹板264281工況2：垂向總載+側(cè)向力+扭轉(zhuǎn)+1400KN壓縮牽引梁下翼緣240382工況3：靜載＋2250KN壓縮牽引梁下翼緣380382從表41得出如下結(jié)果：，工況3的某些區(qū)域會接近疲勞極限，應對其進行優(yōu)化處理。其中疲勞極限的選取參考“鐵路貨車車體疲勞設計與評價規(guī)范（建議稿）”，鋼材時最小循環(huán)次數(shù)2106恒幅度循環(huán)相當于疲勞極限。圖414扭轉(zhuǎn)載荷下的應力計算結(jié)果（只顯示應力超過15MPa處）圖415 門框角 大應力及接頭類型：門框角接頭區(qū)T形接頭：25MPa；車輛在行駛的過程中主要面對的影響是長時間的高負荷運行，這對車體的疲勞壽命影響很大。在一定的軌道激擾下，將其與車體的固有頻率相比較，防止共振的產(chǎn)生，造成列車車體的破壞，或者車體壽命的下降。圖416一階縱向變形圖 圖417 一階車頂變形圖圖418 一階扭轉(zhuǎn)變形圖圖419 二階車頂變形圖圖420 扭轉(zhuǎn)二階變形圖 本章小結(jié)本章主要通過對靜強度在不同工況下的計算，得到在不同工況下的應力集中區(qū)域，通過與材料的許用應力相比較，得到相應結(jié)論，并對危險區(qū)域進行優(yōu)化設計建議。結(jié)論本論文以160kM/h車體為研究對象，從車體安全性的需求出發(fā)，根據(jù)實際情況及理論數(shù)據(jù)，應用HyperMesh軟件和ANSYS軟件對車體進行建模分析。通過對車體施加不同的載荷，找出應力集中區(qū)域，使用AAR機務標準和相關(guān)SN曲線參照“BS EN 199319:2005 Eurocode 3: 鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范”預測了車體疲勞壽命。本論文對于車體的研究只是從一個較為理論的層次進行有效分析，但是在社會實踐中，往往會由于各種復雜的工況，使得車體的壽命受到一定程度的影響。在這里，我向他們表示最衷心的感謝。同時，我要感謝丁麗芬老師給予我的無私幫助。而你們寬容的處世態(tài)度，幫助我能夠很快的融入實驗室。