摘要：基于工程力学和结构优化方法,开展了提高车体整体性能的高速列车车体主结构型材的优化设计研究。首先,依据车体中部区域的变形特点建立现有高速列车车体整体模型和车体完整断面的平面模型,并在整体载荷作用下对两模型分别进行了刚度分析,结果表明用平面模型分析整体载荷下车体中部区域的垂向变形可信度高;然后,利用上述平面模型分析整体载荷下车体中部区域垂向变形可信度较高的特点,建立平面优化模型,并在整体载荷下对其进行型材的拓扑优化;再将优化确定的主结构型材筋板形状及布局更新到车体整体模型中,进而基于主结构型材厚度对频率和质量的灵敏度分析开展以车体第一阶频率最大为目标的尺寸优化;最后,对分级优化后的车体进行性能分析,结果表明:在最大垂向载荷下,车体底架边梁最大垂向位移降低了8.9%,第一阶频率提升了5.6%,结构质量减轻了4.1%。

摘要：为了减小结构振动产生的噪声,基于结构-声场耦合有限元模型,对其在简谐力激励下的声响应进行了计算。在此基础上,以结构厚度为设计变量,保持结构重量相对不变并以设计变量的上、下限为约束,以设计域点在各频率响应声压平方和的平方根为目标函数,对其进行了优化设计研究。用软件N astran计算声响应及声敏度,基于iS IGHT对N astran的集成用可行方向法实施了优化。以一矩形板结构-立方体声场耦合系统为实例,得到了优化的结构厚度分布。优化后,设计域点的峰值声压级均有不同程度的降低,声压级降低最大值达32.8dB。结果表明声压响应优化设计,在保持结构重量相对不变的情况下,通过对结构重量的重新分布能达到较明显的降噪效果。

摘要：针对通用优化算法难于对铝型材高速车车体进行轻量化这一现状,本文在创建了一个可靠的有限元分析模型之后,基于敏度分析技术,给出了一系列关于设计变量的导数信息。这些导数信息与设计专家知识以及成功经验相结合,最终提出了一个新的结构减重方案。该方案不仅可行,降低重量13.5%,而且为基于知识的设计提供了一个成功的案例。

摘要：高速列车的转向架区域上方为车内噪声最显著位置,采用试验分析和仿真预测相结合的方法,根据“声源-路径-响应”的车内噪声机理,研究了转向架区域上方的车内声振特性、转向架区域地板的结构优化以及转向架区域车内噪声预测。研究发现,转向架区域上方车内噪声在500~800Hz频率区段存在显著峰值。其中,500Hz以上主要来自于空气传声路径,200Hz以下主要来自于结构传声路径。车内噪声与地板的隔声量呈负相关,与地板的振动加速度级呈正相关。随着地板的隔声量不断增大或者加速度级不断降低,其对车内噪声的影响呈逐渐变小的趋势。该研究成果可为高速列车车内噪声控制提供参考和依据。

摘要：为寻求在设计阶段能较准确地预测重载货车车体焊缝的疲劳寿命评估方法,基于各种标准提供的分析方法对转炉616装甲钢T型焊接接头进行疲劳评估,通过与试验的对比表明,美国ASME标准中的等效结构应力法更能准确预测焊缝的疲劳寿命。为提高某重载运煤敞车车体焊缝的疲劳寿命,建立了包括焊缝在内的敞车车体有限元模型,基于等效结构应力法和AAR标准中的载荷谱,预测了车体关键焊缝的疲劳寿命,其薄弱部位与车体实际发生疲劳裂纹部位基本吻合,依据焊缝的结构应力分布规律的特点,提出的枕梁改进结构可使车体关键焊缝疲劳寿命提高1.7倍。

摘要：为在设计阶段实现车辆焊接结构的抗疲劳设计,在研究AAR/BS/IIW标准的疲劳算法原理和焊接接头疲劳性能参数的基础上,给出基于AAR/BS/IIW标准进行车辆焊接结构疲劳寿命评估的方法和技术路线。依据AAR标准分析某公司出口的全钢焊接结构矿石车车体的疲劳寿命,结果表明:该出口矿石车车体焊接结构的最短疲劳寿命发生在中部横梁腹板与横梁下盖板角接焊接区,寿命年限为59.4年,满足25年设计寿命的要求;通过与IIW标准中提供的焊接接头结构的对比分析,提出对某提速客车转向架焊接构架的定位座根部焊接结构进行打磨的改进方案。数据表明:改进方案明显提高了定位座根部焊接接头的寿命。经对比分析可以看出,基于IIW标准的焊接构架疲劳寿命预测结果与疲劳试验结果比较接近。

摘要：铁路机车车辆虚拟样机系统为产品设计和生产过程的优化提供了集成的建模和仿真环境。该系统的关键环节在于分析数据的协调与集成。采用PDM技术进行面向模型数据的集成管理开发 ,使CAE系统集成至PDM平台上 ,以满足CAE用户对产品数据进行集成管理的需求。初步实践表明 。

摘要：随着列车高速和重载的发展,对列车被动安全性的研究日益重要。本文以CRH3动车组为载体,应用碰撞仿真软件PAM-CRASH和多学科协同优化软件iSIGHT进行碰撞数值模拟分析和吸能结构优化,得到CRH3动车组在大变形碰撞时的变形模式及各碰撞参数,并对动车组的吸能结构进行评估及最优设计,实现车辆的被动安全保护和耐撞性优化设计,为吸能部件的再生产和研发提供必要的理论依据。

摘要：随着市场对产品研发周期要求越来越短,性能要求越来越高,CAE性能仿真技术也获得了越来越广泛的应用,然而关于应用中的置信度问题的争论并没有停止。针对这一事实,文章在扼要地概括了CAE性能仿真坚实的理论基础之后,着重地指出了应用中的置信度关键在于计算模型的质量。关于提高模型质量,文章给出了具体建议,并用三个典型的应用实例证明了仿真的质量对提高CAE性能仿真的置信度至关重要。

摘要：针对某高速列车铝合金车体,在静强度及模态特性的有限元分析基础上,分析车体关键部位应力及位移指标对车顶、上边梁、侧墙和底板等主要型材结构的厚度变化的灵敏度,并对灵敏度结果进行分析。基于灵敏度分析结果,确定以车顶、上边梁以及侧墙厚度为设计变量的车体轻量化模型,并进行优化设计。优化后的车体结构减重6.64%,且车体强度、刚度以及模态频率等指标均满足设计要求,达到良好的轻量化效果。