c80b型敞车车体结构疲劳寿命分析

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1、哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国

2、家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日C80B型敞车车体结构疲劳寿命分析摘要在我国铁路货运的高速、重载政策实施中，大秦线上运行的8

3、0t运煤敞车是我国目前货车装备技术的重要成果。敞车的疲劳寿命分析是敞车设计过程的重要组成部分，也是新产品主要评价标准。本文针对敞车车体结构分别基于美国AAR标准预测车体疲劳寿命和基于动力学仿真及有限元混合法预测车体疲劳寿命。第一，对研究对象敞车车体进行有限元建模，依据《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》对车体模型进行各工况下的强度校核，结果表明车体结构符合我国规范的要求。在此基础上按照AAR标准对敞车车体进行四种载荷工况下的有限元分析，获得车体危险部位的应力值；第二，把美国AAR标准的90t漏斗车的载荷谱换算为我国80t新型运煤敞车的应力谱，

4、按照名义应力法，计算敞车四种工况（心盘载荷、纵向载荷、扭转载荷和侧滚载荷）的疲劳损伤及其危险部位的合成累积损伤；第三，基于多体动力学理论在软件SIMPACK中建立敞车的多体动力学模型，并详细地论述车体柔性化的过程。以美国五级轨道谱为激励，在典型工况下分析敞车动力学模型的运行品质；第四，通过对敞车刚柔耦合动力学模型在样本线路上的仿真，获得车体结构的载荷时间历程，同时利用有限元分析软件ANSYS获得对应的准静态应力影响因子。依据准静态分析法，在疲劳分析软件MSC.Fatigue中得到车体结构的应力时间历程，再结合车体结构材料的疲劳特性曲线，进而

5、得到车体结构的全寿命云图。通过对AAR标准和多体动力学仿真两种路径获得的车体疲劳寿命分析，结果表明两种路径得到的车体结构的疲劳薄弱位置吻合，最短疲劳寿命相差35%。关键词：敞车车体；有限元分析；刚柔耦合多体动力学；疲劳寿命；C80B型敞车车体结构疲劳寿命分析ABSTRACTIntheimplementationofthehighspeedandheavyloadpolicyinourrailwayfreighttransportation,the80tcoalgondolacarrunningonDaqinlineisanimportant

6、achievementofourcurrenttrucksandequipmenttechnology.Thegondola’sfatiguelifeanalysisisanimportantpartofthedesignprocessofthegondolacaraswellasthemainevaluationstandardforthenewproduct.Inthethesis,thegondolacarbodystructurefatiguelifeispredictednotonlybasedontheUnitedStatesA

7、ARstandard,butalsopredictedbythedynamicsimulationandfiniteelementanalysisofthehybridmethod.Firstofall,theGondolacarbodyfiniteelementmodelissetup.Accordingtothe"railwayvehiclestrengthdesignandtestappraisalregulations",theGondolacarbodymodelismadestrengthcheckundervariousope

8、ratingconditions,andtheresultsshowthatthebodystructuremeetsdemandofourcountrystandard.Int