内燃机车车体结构的强度与疲劳分析

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1、犬ｉｌ裡－大學ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士奪位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＾３＾１１内燃机车车体结构的强度与疲劳分析学科专业暴一作者姓名篮指导教师６互答辩日期————＿—硕士学位论文内燃机车车体结构的强度与疲劳分析Ｓｔｒｅｎｔｈａｎｄｆａｔｉｕｅａｎａｌｓｅｓｏｆｂｏｄｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｄｉｅｓｅｌｇｇｙｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ作者姓名：赵嘉学科：工程力学、专业

2、２２０３０３２：１学号指导教师：张昭教授完成日期：２０１５年６月大连理工大学ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明：作者郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他巳申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。

3、若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：内燃机车车体结构的强度与疲劳分析／＞作者签名：日期：年Ｚ月日和名雄理工大学硕士学位论文摘要车体结构的强度、疲劳、随机振动和碰撞性能是影响机车车辆安全运行的重要方面，。ＣＫＤＯＡ是机车结构设计的依据本文以型内燃机车的车体结构为研究对象，以有限元为基础，对车体结构的静强度、疲劳、随机振动和碰撞的力学响应进行综合评价。本文第一章主要讲述了内燃机车的发展和国内外学者近年来在车体结构的静力学分析、碰撞动力学分析、疲劳分析和随机

4、振动分析等方面的研究现状，并简要介绍了本文的主要工作内容。第二章介绍了内燃机车车体结构有限元模型计算求解的基本理论，包括碰撞动力学分析中的有限元显式积分算法－Ｎ曲线的相关表述形，疲劳分析中材料疲劳性能的Ｓ式和计算累积损伤的基本理论，以及随机振动分析中计算求解的相关基本理论。第三章创建了内燃机车车体结构的有限元计算分析模型。参考国内外机车结构相关设计技术标准，提出更符合机车真实服役环境下的静强度计算工况条件并进行有限元求解分析，基于有限元计算结果对车体刚度和强度进行评价。通过与国外实车试验数

5、据对比，验证了碰撞动力学有限元计算模型的有效性和计算结果的正确性。结果发现，碰撞主要发生在司机室前端，并以压溃和弯曲变形为主，并得到应力、应变、速度、能量和碰撞力随时间变化的历史ｒｏｗ－ｅｒ。考察不同载荷对车体疲劳寿命的影响，采用ＢｎＭｉｌｌ算法和Ｍｏｒｒｏｗ修正算法，得到整车的疲劳寿命云图和安全因子云图，并给出了载荷和疲劳寿命的关系曲线－。取车体关键承力部件燃油箱吊座进行局部再分析，对其辉缝强度和煙缝疲劳寿命进行计算分析。第四章对车体骨架结椅进行模态分析，，采用美国三级轨道载荷谱作为基础

6、激励进行车体骨架结构的随机振动分析。得出最大应力节点部位的位移、速度和加速度的垂向和横向加速度功率谱。在车体骨架结构中共取２３个热点信息，通过各个节点的加速度功率谱研究车体不同部位的力学响应。关键字：内燃机车；碰撞动力学；爆缝强度；随机振动－－Ｉ内燃机车车体结构的强度与疲劳分析ＳｔｒｅｎｔｈａｎｄｆａｔｉｕｅａｎａｌｓｅｓｏｆｂｏｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｄｉｅｓｅｌｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅｇｇｙｙＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅＳｔｒｅｎｔｈｆａｔｉｕｅｒａｎｄｏｍｖｉ

7、ｂｒａｔｉｏｎａｎｄｃｌｌｉｉｏｎａｒｅａｉｎａｓｅｃｔｓｔｏａｆｆｅｃｔｔｈｅａｆｅｔ，ｏｓｍｓｇｇ，ｐｙａｎｄｂｅｃｏｍｅｔｈｅｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅｂｏｄｙ．Ｉｎｃｕｒｒｅｎｔｗｏｒｋ，ｔｈｅｄｉｅｓｅｌｏｏｍｏｔｔｃｃａｓｏｎｌｃｉｖｅＣＫＤＯＡｉｓｕｓｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｈｅｍｅｈａｎｉｌｒｅｓｅｓ，ｐｆｏｒｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｆ

8、ａｔｉｇｕｅ，ｒａｎｄｏｍｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｃｏｌｌｉｓｉｏｎａｎａｌｙｓｅｓａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｆｏｒｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｈｅｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅｂｏｄｙ．Ｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｃｈａｐｔｅｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｅｎｔｏｆｔｈｅｄｉｅｓｅｌｌｏｃ