ABAQUS铁路车辆行业解决方案

《ABAQUS铁路车辆行业解决方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、ABAQUS在铁路机车行业CAE分析中的应用铁路是我国的主要运输方式，在国民经济中起着非常重要的作用。体力的客货运输量占我国总运量的50%,是国民经济的发展先导。近年来，国民经济迅猛发展，由于以前忽视了对铁路的投入，铁路运输已经成为制约国民经济发展的瓶颈。现在，政府正在加大基础设施的建设，以改变铁路发展的落后状态。铁路车辆分析中的应用铁路车辆是铁路运输中直接载运旅客和货物的工具，是铁路中的一个主要环节。作为轮轨车辆的一种，铁路车辆具有:自行导向，低运行阻力，成列运行等特点。由于机车沿轨道运行，没有独立操纵运行方向的机构，车与车之间需设置连接缓冲装置进行动力传

2、递，因此连接缓冲装置的设计非常重要。同时，随着经济发展，运输对车辆的要求越来越高，车辆上的各种装备货物越来越多，因此，车辆的设计和制造应采用新的材料、工艺和结构来降低自身重量，负载更多的货物，而这种新的设计有必须经过相关的强度刚度校核。铁路机车从出现至现在，由于不同目的、用途和运用条件，车辆的结构和类型形形色色，但总的来说，可以概括为一下五个基本部分：车体：是容纳运输对象的地方，是安装和连接其他四个组成部分的基础。走行部：其介于车体和轨道之间，引导车辆沿着钢轨行驶和承受来自车体以及线路的各种载荷并缓和动作用力，是保证车辆运行品质的关键部件，也称为转向架。制动

3、装置：是保证列车准确停车及安全运行所必不可少的装置。由于整个列车的惯性很大，不仅要在机车上设置制动装置，还必须在每辆车上设置制动装置。连接缓冲装置：车辆要成列运行，一定要借助连接装置，同时还应在每列车之间设置缓冲装置以缓和列车的冲动。车辆内部设备：是可以为运输对象服务而设置于车体内的固定附属装置。如客车上的卧铺，行李架等等。行走部分析中的应用行走部是机车运行中的主要部件，在行走部的设计中必须考虑一下内容：1强度和刚度：行走部必须保证足够的刚度和强度，特别是转向架构架对刚度的要求比较高，因为它是转向架的基础，若刚度部足，回影响各部分之间的相对位置。2运行稳定性

4、：机车在直道上运行时，应具有良好的横向稳定性，即机车达到最大速度时，决不允许发生蛇行失稳。3运行平稳性：机车的运行平稳性表示人所感觉到的机车运行的品质，在平稳性的考核中包括振动加速度，频率，方向和持续时间。4曲线通过性：机车的曲线通过性差可以引起机车的脱轨，造成轮缘与曲线轨侧磨增加。5对线路的动力作用：轮轨之间的静载荷一般不会形成危害，重要的是机车运行时产生的动载荷回微机安全。轮对作用于线路的动作用力随着车速的增高而增加。6结构简单，安全可靠，维修量小。转向架构架结构动力响应仿真与疲劳寿命预测近年来的铁路提速实践中暴露出的问题表明，提速客车转向架的主要安全隐

5、患就是疲劳腐蚀引起的结构失效，而结构早期疲劳的发生主要原因是由于轨道车辆运行速度的提高引起结构的动应力剧增。结构加速疲劳失效故障既对旅客出行造成很大的安全隐患，也会使铁路的经济乃至声誉蒙受损失。因而如何使提速机车车辆承载结构在其设计寿命期的运行时间内保持较高的安全可靠性，以确保铁路客运的安全，已成为我国铁路可持续发展中一个引人关注的研究课题。结构动力响应研究构件在各种随时间变化的动载荷（包括运动物体受到的动态或瞬态力与加速度，结构承受的地震和冲击波引起的加速度激励等）作用下的应力位移等响应特性。ABAQUS提供从稳态响应到随机振动的强大的的线性动力学分析功能

6、。ABAQUS提供LANCZOS特征值求解器，对大规模模型进行快速，准确的特征频率提取，极大的提高了分析求解速度。同时，在新的V6.6版本中，ABAQUS推出了新的AMS特征值求解器，以具有127,000个单元800,000自由度的白车身模型为例，提取前1000阶频率，所花时间为原来求解器的六分之一。在分析中通过线路实测用加速度测试仪测得关注部位的加速度历程，然后选取典型谱，以激励的形式施加到模型上，由响应计算得出结构模型的动应力、动应变等，然后就能够进一步应用FE-SAFE疲劳分析模块分析结构疲劳特性。转向架强度分析机车转向架的强度校核是机车设计中的主要考

7、虑因素，也是机车CAD模型完成后进行的头一个分析。转向架的受力状况比较复杂，侧向力，垂向力，纵向力等，如果对单一工况进行分析则计算量很大，效率低下，ABAQUS提供多工况分析功能，可以在一次分析中，将所有的工作状况全部求解。这样，既可以节省分析时间、缩短研发时间，又可以提高工作效率。以汽车底盘和车架的稳态响应分析为例，采用多工况分析，将使分析时间提高至单一工况分析的十分之一。弹簧装置分析行走部弹簧有两个作用，一是给机车车轴以一定的重量分配，并使所分配的重量在车辆行经不平线路时不致发生显著变化；二是当机车行经线路部平顺处或因车轮不圆而发生冲击时，其可对机车所受

8、的冲击具有一定的减缓作用。因此，弹簧的作用非常重要，