摘要：文中为在车辆多体动力学仿真中将车体和构架考虑成柔性体,使用有限元子结构分析,对车体和构架有限元模型进行缩减。通过刚柔耦合多体动力学仿真,获得车辆线路实际测点处振动加速度响应,并与实测数据进行对比,研究柔性车体与构架对车辆振动响应的影响。研究结果表明:相对于多刚体动力学模型,将车体和构架柔性化处理后进行仿真,车辆在更多频率处的振动响应会增大,计算得到的测点振动加速度均方根值也更大,与实测数据更接近,证明了在进行车辆系统动力学分析时将车体和构架考虑为柔性体的必要性。

摘要：为实现碰撞变形顺序有序可控,功能梯度思想在吸能结构设计逐渐得到应用。为减小某动车组吸能结构在冲击过程中变形顺序的不确定性,采用蜂窝结构尺寸、诱导结构和强化加强筋板的梯度化设计思想,提出一种蜂窝填充梯度吸能结构,通过准静态压缩试验、刚性墙撞击和吸能结构偏置对撞的台车冲击试验研究其耐撞性能。研究结果表明:冲击时蜂窝填充梯度结构从前至后产生稳定有序可控的变形,冲击力随压缩行程增加至508.07 mm时上升至最大值821.69 kN,呈现梯度上升的趋势,吸收冲击动能为244.1kJ,满足某动车组耐撞击性能需求。

摘要：为研究川藏铁路隧道长度对动车组通过隧道时压力波的影响,采用一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法,对列车在上坡或下坡隧道内运行时车外压力波进行数值计算,得到列车通过不同长度隧道时头尾车压力波特性。详细分析隧道长度对列车通过隧道时头尾车压力波峰值的影响规律。结果表明,列车上坡通过隧道时,隧道长度超过1km后头车最大正压值基本保持不变,隧道长度对尾车最大正压值影响较小;头尾车最大负压幅值和最大压力峰峰值随隧道长度增加而增大,且隧道长度超过4 km后呈线性增大趋势;列车下坡通过隧道时,头尾车最大正压值和最大压力峰峰值基本随隧道长度的增加而增大,且隧道长度超过4km后呈线性增大趋势;头尾车最大负压幅值随隧道长度增加先增大后减小,隧道长度超过20 km后,头尾车最大负压值基本保持不变。研究结果可为川藏铁路动车组气密性及乘客压力舒适度设计提供参考。

摘要：随着轨道车辆轻量化设计需求日益突出,拓扑优化技术正加速应用于车辆关键局部结构高性能轻量化设计并取得较显著减重成果,但受限于制造要求和较大的计算规模,整车级车体结构拓扑优化已为轨道车辆设计阶段的难点之一.论文针对某不锈钢地铁车体结构设计需求,基于移动可变形组件法(Moving Morphable Component, MMC),开展显式拓扑优化框架下的整车级车体结构优化设计.依据EN 12663标准工况及车体设计空间,建立了地铁车体结构MMC拓扑优化数学模型,给出了相应的拓扑优化设计流程,搭建了地铁车体结构显示拓扑优化算法平台.按照设计流程,基于灵敏度的驱动,以车体结构的整体刚度作为设计目标,同时设置质量约束,通过调控组件移动、旋转和变形,实现对整车级车体结构的拓扑优化研究,确定了车体拓扑构型.基于MMC方法,可有效降低优化过程中的计算量,直接获取较为清晰的不锈钢地铁车体结构整车级传力路径,论文数值算例验证了该算法的优势.

摘要：由材料塑性诱发的裂纹闭合效应对疲劳裂纹扩展的影响显著。针对紧凑拉伸试样,通过构建其有限元模型,同时考虑塑性诱发的裂纹闭合效应,采用恒幅循环加载方式,对试样裂纹扩展区域内节点位移和反力进行计算与处理,获得了裂纹张开载荷,并讨论了网格尺寸、节点释放时刻、监测点位置等对裂纹张开载荷的影响;对于稳定的裂纹张开载荷,探讨了基于节点反力的线性插值计算方法,可获得更加精确的数值,研究成果对疲劳裂纹扩展分析和寿命预测具有参考价值。

摘要：针对高速列车转向架舱的几何外形特点,提取5个设计变量,设计了6种方案,对1∶8比例3编组带路基、轨道及转向架舱的高速列车模型进行了0°及-19.8°侧偏角风洞试验研究,分析了转向架舱不同设计变量对应的高速列车气动阻力特性,得到了各设计参数的减阻效果。研究表明:转向架舱内顶面采用曲面过渡,前后壁面采用倾斜壁,裙板采用全包裙板,减小内壁纵向长度等措施,可以减小列车的气动阻力。通过不同设计变量对列车气动阻力的影响度分析,表明0°及-19.8°侧偏角2种情况下内顶面倒角及内壁纵向长度均对列车气动阻力有重要影响,上述研究结果对列车局部减阻及外形优化具有参考意义。

摘要：大型结构部件通常包含多个可能发生疲劳失效的高应力点,是典型的多点损伤结构。由于材料及结构性能具有分散性,大型结构件相当于一个串联系统,其疲劳寿命(随机变量)是由各高应力部位的寿命(随机变量)共同决定的。由于试验设施限制及加速试验的要求,试验状态下的结构部件往往无法做到与真实服役部件的加载方式及全局应力分布完全一致。在设计大型结构件疲劳试验方案时,需要全面考虑应力较高的多个部位,以保证疲劳试验结果能够客观、真实地再现服役状态下的疲劳寿命。研究基于"大型结构部件寿命概率分布-高应力点数量及寿命概率分布关系"的大型结构部件疲劳试验载荷等效变换方法,研究平均应力修正方法在疲劳试验方案设计中的应用及相关问题,阐释了将大型结构件服役中承受的对称循环载荷转换为试验时易于加载的脉动循环载荷的寿命等效原理、方法及具体计算公式。这些结果表明:通过这样的载荷转换,可以实现寿命概率分布基本等效的同时,显著提高电液伺服系统的试验加载频率(从2 Hz提高到4 Hz),缩短试验时间。

摘要：为设计出隔声性能优异的轨道交通等运输工具用复合材料,本文采用热压罐工艺制备复合材料夹芯结构层压板,通过对铺层结构、厚度以及阻尼层进行设计有效调控复合结构隔声性能。结果表明:厚度和密度的增加可以有效提高复合材料的隔声性能;阻尼层的使用使得复合结构内部界面处阻抗匹配失调;声波在界面处极易发生反射,声能消耗增多有效提高了复合材料的隔声性能;利用结构优化设计可以在降低复合材料质量的情况下,提高隔声性能,最终满足复合层合结构材料在高端运输领域的隔声需求。

摘要：为提升城轨客车车体整体性能和平整度,研究城轨客车激光焊不锈钢侧墙制造技术。介绍激光焊焊接设备,设计激光焊侧墙结构,阐述激光焊侧墙单元制备流程。经过焊接接头疲劳试验、侧墙单元疲劳试验、车体仿真分析及静强度试验等,验证不锈钢激光焊侧墙能够满足各项技术指标,可用于不锈钢城轨客车车体。

摘要：为提升城轨客车车体整体性能和平整度,研究城轨客车激光焊不锈钢侧墙制造技术。介绍激光焊焊接设备,设计激光焊侧墙结构,阐述激光焊侧墙单元制备流程。经过焊接接头疲劳试验、侧墙单元疲劳试验、车体仿真分析及静强度试验等,验证不锈钢激光焊侧墙能够满足各项技术指标,可用于不锈钢城轨客车车体。