crh2-300型动车组拖车转向架测力毕业论文

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1、CRH2-300型动车组拖车转向架测力毕业论文目录1有限元方法简介1.1有限元方法1.1.1有限元软件ANSYS简介1.2载荷识别方法1.2.1载荷识别的定义与应用1.2.2载荷识别方法概述2应力集中方法2.1有限元建模2.1.1模型的建立2.2计算结果及分析3转向架构架有限元分析3.1CRHZ一300型拖车转向架构架3.1.1侧梁组成3.1.2横梁组成3.2作用在转向架上的载荷系4测力构架方案设计4.1浮沉载荷系4.1.1第一类设计方案评估4.1.2第二类设计方案评估4.2侧滚载荷系4.2.1第一类设计方案评估4.2.2第二类设计方案评估4.2.3第三类设计方案评估

2、5结论与展望271有限元方法简介1.1有限元方法有限元法【5，6]是求解数学物理问题的一种数值计算近似方法。有限元法是以变分原理为基础，将研究对象离散成有限有限多个单元体，通过分析得到一组代数方法，进而求得近似值。其基本思想[7]是将连续的求解区域离散为一组有限个并且按一定方式相互联结在一起的单元的组合体，简称离散化。这些单元仅在顶角处相互联接，称这些联接点为结点。离散化的组合体与真实弹性体的区别在于:组合体中单元与单元之间的联接除了结点之外再无任何关联[“]。但是这种联接要满足变形协调条件，即不能出现裂缝，也不允许发生重叠。显然，单元之间只能通过结点来传递内力。通

3、过结点来传递的内力称为结点力，作用在结点上的荷载称为结点荷载。当连续体受到外力作用发生变形时，组成它的各个单元也将发生变形，因而各个结点要产生不同程度的位移，这种位移称为结点位移。在有限元中，常以结点位移作为基本未知量。并对每个单元根据分块近似的思想，假设一个简单的函数近似地表示单元内位移的分布规律，再利用力学理论中的变分原理或其他方法，建立结点力与位移之间的力学特性关系，假设代表单元解的近似连续函数，得到一组以结点位移为未知量的代数方程，对单元建立方程，将单元组合成总体的问题，构造总体刚度矩阵。然后利用插值函数确定单元集合体上的场函数。并应用边界条件、初值条件和负荷

4、，从而求解结点的位移分量，然后得到其他重要的信息如主应力，位移等。显然，如果单元满足问题的收敛性要求，那么随着缩小单元的尺寸，增加求解区域内单元的数目，解的近似程度将不断改进，近似解最终将收敛于精确解。虽然有限元的概念早在40年代就有人提出，但由于当时计算机尚未出现，它并未受到人们的重视。随着计算机技术的发展，有限元法在各个工程领域中不断得到深入应用。实际上。在所有连续介质问题中，几乎都可见到有限元法。到上个世纪70年代，在这个时期有限元方法也从变分学里找到了数学依据。离散数学、广义变分、收敛分析等数学内容也开始向有限元法中渗透，使有限元法如虎添翼。不仅在固体力学领域

5、、而且在其他连续介质领域也发挥着重要作用，解决了越来越多的工程问题有限元法[5]。目前，世界上有90%的机械产品和装备都采用有限元方法进行分析，进而进行设计和优化，有限元分析已成为替代实物试验的虚拟试验，基于该方法的大量计算分析与典型的验证性试验相结合可以做到高效率和低成本。1.1.1有限元软件ANSYS简介27ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件[9]。在进行分析之前可用交互式图形来验证模型的几何尺寸、材料及边界条件;在分析完成之后计算结果的图形显示立即可用于分析检验。ANSYS程序使用统一的集中式数据库来存储所有模型数据及求解

6、结果。模型数据通过前处理器写入数据库;载荷和求解结果通过求解器写入数据库;后处理结果通过后处理器写入数据库。数据一旦通过某一处理器写入数据库，即可为其它处理器所用。1.2载荷识别方法1.2.1载荷识别的定义与应用结构振动问题可大致分为正问题和逆问题两大类。正问题是根据系统特性和激励确定振动系统的响应，主要应用有限元分析法，这是振动理论中传统的研究内容。与之相反的振动问题，既由系统的响应来反求系统的动态特性、动态激励及与之相关的一些问题称为振动逆问题[’“l。载荷的测定即为非常重要的一种逆问题。载荷的测定方法有直接测定法和间接测定方法，前者通过使用某种传感器直接测出载荷

7、信号或与之相关的参数，将其转化为电量，经过后续一系列处理即可得到载荷的大小。例如高压容器中的压力脉动可通过直接测量容器内压强脉动而得到。然而对于许多实际工程结构，由于结构本身的复杂性和所受环境的限制等原因，其所受的外载荷是难以直接测量的，有时甚至是不可能直接测量的，这就需要用到载荷识别的方法来确定外载荷。载荷识别(LoadIdentification)，顾名思义，就是根据已知的输出和系统特性，求解系统输入的过程，也称为载荷确定(ForceDetermination)。载荷的确定在结构系统的力学计算、结构设计、故障诊断中十分重要，他为结构的动态计算、设