基于hyperworks的电力机车车体轻量化研究

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1、？—藝麵，硕士学位论文＿ＭＡＳＴＥＲｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ，義？：Ｕ２６０国内图书分类号．２密级：公幵国际图书分类号：６２９西南交通大学研究生学位论文基于ＨｙｐｅｒＷｏｒｋｓ的电力机车车体轻量化研究年级２０１２级姓名王破申请学位级别工学硕士专业车辆工程指导老师肖守诚研究员二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ２６０．２Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２９ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＳ

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3、了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印。、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保密ｄ，使用本授权书。“”ａ（请在以上方框内打／）学位论文作者签名：指导老师签名：‘日期：日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：（１）基

4、于某电力机车车体底架结构分别釆用自适应响应面法和可行方向法进行轻量化对比计算：得到使用可行方向法在ＯｐｔｉＳｔｍｃｔ中实现对车体结构的尺■寸优化计算迭代次数少，计算效率高，较有优势。，重量减轻显著（２）通过理论计算分析和有限元仿真研究了可拆卸顶盖结构对车体应力、变形以及固有频率一（阶垂弯）的影响，结果表明可拆卸顶盖结构对车体应力、一阶垂弯固有频率影响小５％变形以及车体，两者之间的误差在１以内。为今后的电力机车车体有限元模型的简化分析提供了参考依据。（３）将可拆卸活动顶盖以集中力的形式连接在侧墙上悬梁上，并建立合理

5、的车体优化模型，车体部件板厚为设计变量进行尺寸优化分析，最终使得车体钢结构质量减小了５２５０ｋｇ，减重率为４．８５％，达到了轻量化的目的。优化后车体结构仍能满足强度以及模态要求。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰。。写过的研宄成果对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位

6、论文第丨丨丨页摘要由于现代干线机车功率的逐步增大，机车重量也随之逐步增大，而过大的机车重量直接影响了铁路车辆的运行速度。对机车车辆减重，不仅可以减少原材料使用成本，在有效提高列车的运行速度的同时，能够减少振动和噪音，延长车辆和线路的使用寿，节约运输成本，，命。机车车体是整个机车的主体是机车整体中主要的减重部件其轻量化研究十分必要，车体结构的各个部位均。机车从生产到报废的整个寿命周期内受到不同程度，为达到结构轻量化设计目的，保证车体具有足、不同方向的载荷作用够的强度和刚度是设计的前提。一基于以上背景，论

7、文旨在选择种适用于机车车体结构优化设计平台合优化设计方法，对某电力机车车体结构进行合理的优化设计，从而达到车体轻量化的目的。一论文首先通过个机车底架结构轻量化算例，比较了ＨｙｐｅｒＳｔｕｄｙ模块中的自适应ｔｔｔ响应面法和ＯｐｉＳｍｃ模块中的可行方向法两种轻量化优化方法在尺寸优化计算中的特点：，可ｔｉＳｔｍｃｔ，结果表明当设计变量与约束条件较多时行方向法在Ｏｐ中的迭代次数更少，轻量化效果更明显，适合用于车体这种大型复杂结构的轻量化设计，。其次对某电力机车车体进行了强度校核，发现虽然整车应力满足要求，但局部结构的应力

8、，有较大的轻量化空间具有较大的设计冗余。同时基于振动模态理论和有限元模拟方一法，研究了可拆卸顶盖对车体结构应力、变形和阶垂弯频率的影响，结果表明，从，可拆卸顶盖对安装接